基于STC89C52单片机的实验平台开发设计.doc
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1、洛阳理工学院课程设计报告课程名称单片机原理与应用设计题目基于STC89C52单片机的实验平台开发设计专业 计算机科学与技术班级学号 姓名 完成日期 2013年6月25日 课 程 设 计 任 务 书设计题目:基于STC89C52单片机的实验平台开发设计设计内容与要求:一、设计内容利用STC系列单片机作为微控制器开发一套软、硬件相结合的单片机实验平台,主要包括以下内容:1. 电路原理图设计,主要包括集LCD显示模块、串口通信模块、数码管显示模块、LED发光二极管、键盘等接口电路的设计;2. 学习集成电路等芯片的焊接方法与技巧,实际元器件的识别、电路板焊接;3. 在Keil C环境下,进行软件设计。
2、主要包括流水灯、计数器、定时器、LCD字符显示、键盘的控制等功能程序设计;4. 针对所开发的实验板,结合器件选择、原理图设计、硬件焊接、软件编程调试、软硬件联调等方面写出课程设计报告.二、设计要求1. 完成综合实验平台的电路分析,进行模块分解,掌握各部分电路的工作原理;2. 独立完成电路板的焊接,掌握故障排除方法,完成实验的硬件设计及开发;3. 结合Keil C软件在焊接无误的单片机实验平台上开发出流水灯、LCD显示模块,通信模块等程序设计;4. 按照要求撰写课程设计论文。 指导教师:2013年 5 月 30课 程 设 计 评 语 成绩:指导教师:_年 月 日基于STC89C52单片机的实验平
3、台开发设计摘 要STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能: 8k字节Flash,512字节RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,内置4KB EEPROM,MAX810复位电路,3个16 位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2
4、级中断结构),全双共串口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz,6T/12T可选。利用STC89C52单片机作为微控制器开发一套软、硬件相结合的单片机实验平台,在Keil C环境下进行软件设计,主要包括流水灯、数码管显示以及LCD显示模块,在Protues中仿真成功,下载到电路板中验证成功。实现流水灯的跳转显示流动,应用中断实现数码管60之内计数以及LCD
5、显示不同字符的功能。关键词: STC单片机,实验平台,数码管,流水灯,串口通信DESIGN AND DEVELOPMENT PLATFORM BASED ON STC89C52 MICROCONTROLLER EXPERIMENTABSTRACTThe STC89C52 is a low power, high performance CMOS8 produced STC, with 8K in system programmable Flash memory。 STC89C52 sing classic MCS51 kernel, but made a lot of improvements
6、 make the chip with raditional 51 SCM features not available. In a single chip, with 8 CPU dexterous and insystem programmable Flash, the STC89C52 offers solutions for high flexibility, super efficient for many embedded control applications. Has the standard features: 8K bytes of Flash, 512 bytes of
7、 RAM, 32 I/O lines, the watchdog timer, builtin 4KB EEPROM, MAX810reset circuit, 3 16 timer / counter, 4 external interrupts, a 7 vector level 4 interrupt structure, a total of。 In addition STC89C52 can be reduced to 0Hz static logic operation, support 2 software selectable power saving mode。 The id
8、le mode, the CPU stops working, RAM, timer / counter, serial port interrupt, continue to work permit.Theowerdown mode, the RAM content being saved, has been frozen, disabling all other chip functions, until the next interrupt or hardware reset。 Maximum operating requency of 35MHz, 6T/12T optional.SC
9、M experiment platform based on STC89C52 MCU development of a soft, combined with hardware, software design in Keil C environment, including water lights, digital tube display and LCD display module, the simulation successfully in Protues, download to the circuit board test successful。 To achieve wat
10、er lamp jump display flow, using interrupt 60 digital tube counting and LCD display different characters within the function.KEYWORDS:STC microcontroller, comprehensive experimental board, software and hardware combined with, and the program development design目 录摘 要I目 录III前 言1第1章系统概述21。1设计题目21。2系统设计
11、目的和内容21.2。1设计目的21。2.2设计内容21.2。3设计要求31.2。4设计步骤3第2章整体设计方案42。1开发板整体外观42。2整板电路PROTUES仿真电路42。3软件功能描述52.4仿真软件PROTUES中的效果图7第3章硬件电路设计93。1两位一体共阴数码管93.1.1数码管概述93。1.2数码管内部结构93。1。3两位一体共阴数码管和74LS374锁存器接口电路113。2LCD1602液晶123.2。1LCD1602液晶简介123.2.2LCD1602液晶引脚介绍123.2。3LCD1602液晶外围接口电路143.3 串口通信143。3.1串口通讯概述143。3。2MAX2
12、32接口电路15第4章软件设计164。1程序整体流程图164。2程序清单17第5章调试及故障分析215。1 焊接准备阶段元器件测试、电路原理图故障分析215.2 电路焊接过程中的故障分析215.3 程序编写过程中的故障分析215.4 实物演示效果22结论24谢辞25参考文献26附录27V前 言随着电子技术的发展,单片机在电讯技术、工业控制、汽车自动化、家用电器等领域得到了广泛的应用,而单片机由于其实用性好、可靠性高、便于扩展等特点得到了广泛的应用.为了更好的学习和应用单片机,可以将经常应用到的单片机外围电路集成到一个学习/开发板上以供使用者方便使用.同时应提供常用的移植性较好的模块代码(本设计
13、选用C作为源代码的编写工具)。市场上现存的单片机开发板很多,因此,要求设计尽量能够达到资源丰富、易用性好、设计美观等特点.而STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash存储器.STC89C52使用经典的MCS-51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。本系统是基于STC89C52单片机的学习开发板,集成了单片机应用过程中常用到的硬件资源,数码管、LCD显示器、流水灯。为学习
14、和开发单片机产品提供平台。第1章 系统概述1.1 设计题目基于STC89C52的实验平台开发设计1.2 系统设计目的和内容1.2.1 设计目的利用STC89C52作为微控制器开发一套软、硬件相结合的单片机实验平台。实现对数码管、LCD显示器、流水灯的操作,锻炼学生的设计思维和动手能力,使其具备独立完成设计的能力,也让学生更好的了解课本内容.1.2.2 设计内容 电路原理图设计,主要包括集LCD显示模块、串口通信模块、数码管显示模块、LED发光二极管、键盘等接口电路的设计; 学习集成电路等芯片的焊接方法与技巧,进行实际元器件的识别,进行电路板焊接; 在Keil C环境下,进行软件设计。主要包括流
15、水灯、计数器、定时器、LCD字符显示、键盘的控制等功能程序设计; 针对所开发的实验板,结合器件选择、原理图设计、硬件焊接、软件编程调试、软硬件联调等方面写出课程设计报告。1.1.1 设计要求 完成综合实验平台的电路结构分析,进行模块分解,掌握各部分电路的工作原理; 独立完成电路板的焊接,掌握故障排除方法,完成实验平台的硬件设计及开发; 结合Keil C软件在焊接无误的单片机实验平台上开发出流水灯、LCD显示模块,通信模块等程序设计; 按照要求撰写课程设计论文。1.1.2 设计步骤 先对原理图进行分析 根据图示对电路板进行焊接 焊接完成后,在protues上连接仿真电路图 再根据原理图进行编程序
16、,并在keil C上运行,检查是否有误 将程序加载在仿真图上运行,截取需要的电路图 最后在焊接好的电路板上实验第2章 整体设计方案1.1 开发板整体外观图2-1开发板外观图1.2 整板电路PROTUES仿真电路图2-2仿真原理图1.3 软件功能描述1。Keil C51C51工具包的整体结构,如图(1)所示,其中uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE),可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件(。OBJ)。目标文件可由LI
17、B51创建生成库文件,也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件,以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试,也可由仿真器使用直接对目标板进行调试,也可以直接写入程序存贮器如EPROM中.使用独立的Keil仿真器时,注意事项 仿真器标配11。0592MHz的晶振,但用户可以在仿真器上的晶振插孔中换插其他频率的晶振。 仿真器上的复位按钮只复位仿真芯片,不复位目标系统。 仿真芯片的31脚(/EA)已接至高电平,所以仿真时只能使用片内ROM,不能使用片外ROM;但仿真器外引插针中的31脚并不与仿真芯片的31脚相连,
18、故该仿真器仍可插入到扩展有外部ROM(其CPU的/EA引脚接至低电平)的目标系统中使用。2。 ISIS ProtuesProtues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。迄今为止是世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/D
19、sPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译支持当前的主流单片机,如51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、68000系列等。 提供软件调试功能。 提供丰富的外围接口器件及其仿真。RAM,ROM,键盘,马达,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件.这样很接近实际.在训练学生时,可以选择不同的方案,这样更利于培养学生. 提供丰富的虚拟仪器,利用虚拟仪器在仿真过程中可以测量
20、外围电路的特性,培养学生实际硬件的调试能力. 具有强大的原理图绘制功能在PROTUES绘制好原理图后,调入已编译好的目标代码文件:.HEX,可以在PROTUES的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程.PROTUES 是单片机课堂教学的先进助手.PROTUES不仅可将许多单片机实例功能形象化,也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果,后者则是实物演示实验难以达到的效果。它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。它具有设计灵活,结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少,也可降低工程制造的风险.相信在单片机开发应用中PROTUES也
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- 基于 STC89C52 单片机 实验 平台 开发 设计
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