单片机课程设计2

,单片机原理与嵌入式系统课程设计教学课件,无锡商院,单片机原理与嵌入式系统课程设计,主讲教师,：,单片机原理与嵌入式系统精品课程建设组,单片机原理与嵌入式系统课程设计授课计划,星期一上午 讲解课程设计要求，电路原理讲解，元器件发放,星期一下午 最小系统硬件焊接装配,星期二上午 单片机最小系统编程及调试,星期二下午 个人选项讲解编程及调试,星期三上午 课程设计报告讲解个人选项程序调试,星期四上午 个人选项程序调试课程设计，撰写课程设计报告,星期四下午 个人选项程序调试课程设计，撰写课程设计报告,星期五上午 个人选项程序调试课程设计，撰写课程设计报告,星期五下午 提问和打分,星期二上午 授课内容,最小系统程序的编写,在线编程器的使用,程序调试以及软硬件连调,一、基本程序编写,单片机最小系统基本程序编写“显示学号”,1、程序流程,2、程序编写,程序流程：,头文件定义,例: #include/定义头文件,宏定义,例: #define uint unsigned int/定义无符号整数变量类型,#define uchar unsigned char/无符号字符变量类型,变量定义,共阳极代码表,LED10,；,例:,uchar code LED=0xC0,0x92 .;,位码变量,aa;,例: uchar aa ;,8个显示器显示数组变量,bb8;,例: uchar bb=3,1,5,0,2,0,1,6;,计数变量,i,j;,例: uint i, j;,1ms中断标志（位变量),flag;,例: bit flag;,延时函数(以毫秒为单位延时）,例:,void msec(uint x) /延时1ms程序,while(x-),for(j=0;j=8),/如果显示了8个位码初始,aa=0xfe;,/位码初始值11111110其中0为显示 1为不显示,i=0;,/位计数变量清0,else aa=(aa1)|0x01;,/不是8位码左移一位,1ms中断标志置“1”,例:,flag=1;,程序流程：主函数（main函数）,位计数变量置初值,例:,i=0;,flag=0;,aa=0xfe;,/初值,设置定时器方式寄存器（0x01）,例:,T,MOD=0x01,;,/初值,设置1ms初值,例:,TH0=(65536-1000)/256;,TL0=(65536-1000)%256;,定时器起动,例:,TR0=1;,开中断（IE）,例:,IE=0x82;,死巡环语句,例:,while(1)/死巡环, ,二、程序调试, 输入程序,点击 图标,建立文件,新建文件,保存文件（学号.C）,程序输入, 调试程序,程序编译，错误修改、 要求无错误,建立目标程序（学号.HEX),三、AT89S52单片机编程,单片机的编程就是将编译好的二进制程序(.BIN)或十六进制程序(.HEX)写入到单片机的Flash程序存储器中。,1、编程前准备,将AT89S52单片机插入40芯插座上,将单片机板子与微机连接线（并线插在25芯插座上）,将5V电源插好,2、编程器软件的使用,点击文件如图,点击“设置”其中在编程器类型处设置：,在“编程器类型”设置：,“使用Easy ISP下载线“,在“串口”设置： “COM 1”,在“波特率”设置： “28800”,在“下载性能”设置： “较快“,在“检测器件”设置： “AT89S52”,编程器软件的使用,读入编程文件,点击“（自动）打开文件”查找并点击扩展名为“HEX”的已编译过的文件到缓冲区,编程芯片,点击“擦除器件”, “写器件”,或,点击“自动完成”,经过“擦除器件”、“写器件”、“读器件”、“效验数据”。,本次课小结,基本程序编写 单片机最小系统基本程序编写“显示学号”,程序流程,头文件定义 例：,#include ,宏定义,例：,#define uint unsigned int/定义无符号整数变量类型,#define uchar unsigned char/无符号字符变量类型,变量定义,例：,uint i,k;/说明整数变量,延时函数(以毫秒为单位延时）,定时器0中断程序,主函数程序,程序调试,AT89S52单片机编程,编程器软件的使用,星期二下午 授课内容,个人选做项目讲解:,温度测量与显示,直流电机转速测量,RS232通信设计,红外报警器设计,个人选项一,温度测量与显示,（一）设计内容：设计制作一个单片机应用系统完成温度的测量与显示。,（二）设计目的：通过单片机应用系统设计，加深对单片机软、硬件系统的理解与掌握，学会一种测量温度的软、硬件设计方法。,温度测量与显示(硬件设计),温度检测采用DS18B20芯片。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，它取代了传统方法中的采样、放大、AD电路，单总线上是数字量传输，在正常工作环境上，系统有足够的抗干扰能力，无需再增加额外的抗干扰电路或屏蔽措施。具有3个引脚TO92小体积封装形式。,DS18B20芯片中:,DQ为数字信号输入/输出端；,GND为电源地；,VDD为外接供电电源输入端;,温度测量范围为55-125,可编程为9位-12位A/D转换精度，,测温分辨率可达0.0625，,被测温度用符号扩展的16位数字量,方式串行输出。,温度测量与显示(软件设计),设计要求,：,1） 根据课题的设计内容，正确设计电路原理图。,2） 合理排布电路元器件，正确焊接硬件电路板。,3） 正确设计程序流程图，正确编写软件程序，设计的软件程序能够在调试好的硬件电路上正常运行。,4） 在8个数码管上显示 温度值（温度值保持在小数点后二位）,5）扩展功能：在数码管上轮流5秒钟显示时钟，5秒种显示温度值（温度值保持在小数点后二位） 。,6） 结合自己的设计、调试过程，根据要求写一份完整的设计论文。,温度测量与显示(软件设计),DS18B20的一线工作协议流程是：,初始化,ROM操作指令,存储器操作指令,数据传输。,工作时序包括初始化时序、写时序和读时序,学习这个项目的同学可在网上,查资料设计,Init_DS18B20(); /初始化DS18B20程序WriteOneChar(0xCC); / 跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0x44); / 启动温度转换 delay(500); Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); /跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0xBE); /读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度 a=ReadOneChar(); /读取温度值低位 b=ReadOneChar(); /读取温度值高位 DQ=1; g=b8; /最终数据在a和b中，怎么处理你自己用,温度转换软件框图,个人选项二,直流电机转速测量,（一）设计目的：,1通过对直流电机控制的设计，加深对单片机软、硬件系统的理解与掌握。,2利用现有硬件电路，构成直流电机测速系统。,3.编制程序，测量直流电机的运行速度。,(二）设计内容：,1根据单片机在实时控制领域中的应用和转速测量的基本原理、基本方法。,2.掌握光敏管和栅格盘组合的测速技术和单片机定时/计数器的灵活运用,3实现单片机实现控制直流电机的运行和直流电机速度。,4显示直流电机的转速。,直流电机转速测量 (硬件设计),电机控制端P1.0,电机检测端P1.1,按装要点:,红外发射、红外接收管要相对在一条直线上，电机上的叶片转动的叶面与红外对管直线以90度相交。,直流电机转速测量 (设计要求）,1）,根据课题的设计内容，正确设计电路原理图。,2） 合理排布电路元器件，正确焊接硬件电路板。,3） 正确设计程序流程图，正确编写软件程序，设计的软件程序能够在调试好的硬件电路上正常运行。,4）转速显示：上电后，系统自动进入显示，从0000开始计时。,5）转速校准：按下第一个按钮开关后，电机起动，分别按下第二、第三个按钮开关加速，减速，第四个开关停止。,6）扩展部分：可设置电机转速。控制电机达到设计转速。,7）结合自己的设计、调试过程，根据要求写一份完整的设计论文。,直流电机转速测量 (设计说明）,1、光敏管测速,通过栅格圆盘和光敏管组成测速系统。当直流电机通过传动部分带动栅格圆盘旋转时，测速光敏管获得一系列脉冲信号。这些脉冲信号通过单片机定时/计数器1计数，定时器T0定时。定时器T0完成100次溢出中断的时间T除以测得的脉冲数m，经过单位换算，就可以算得直流电机旋转的速度。,直流电机转速计算公式：n=60m/(N1TN)(rpm),其中：n为直流电机转速,N为栅格数，N1为T0中断次数，m为定时器T1在规定时间内测得的脉冲数，T为定时器T0定时溢出时间。,直流电机转速测量 (程序框图）,开始,初始化定时器T0,为50ms中断一次,设电机为静止状态,Main()函数,读开关状态确定某一速度,开中断，启动定时器T1,循环等待中断,按键程序,关定时器T0中断,置T0初始值,中断次数n0=100,?,计算电机转速,中断返回,T0中断函数,T0中断程序入口,个人选项三,RS232通信设计,（一）设计内容,实现单片机与单片机通讯，单片机有4个键每个键发送一串字符串，另一个单片机接收，并显示。,实现与PC机通讯。本实验实现以下功能，将从实验机键盘上键入的数字，字母显示到PC机显示器上，将PC机键盘输入的字符（0-F）显示到实验机的数码管上。,（二）设计目的,1掌握RS232芯片结构和编程，掌握单片机通讯的编制。,2了解实现串行通讯的硬环境，数据格式的协议，数据交换的协议。,3了解单片机与PC机通讯的基本要求。,4了解单片机与单片机通讯的基本要求。,RS232通信设计（设计说明）,1、UART与RS232，RS485,2、串行异步通信的数据格式,RS232通信设计（设计说明）,1、RS-232是串行数据接口,标准,，最初都是美国EIA（电子工业联合会）制订并发布的，1969年公布的通信协议，适合的数传率为020bps。,2、传输率：所谓传输率就是指每秒传输多少位，传输率也常叫波特率。国际上规定了一个标准波特率系列，标准波特率也是最常用的波特率，标准波特率系列为110、300、600、1200、4800、9600和19200。在通信为保证通信正确，必须通信双方必须同一波特率。,3、RS-232-C标准：RS-232-C标准对逻辑电平的各种信号线的功能作了规定，即信号电平标准和控制信号线的定义。RS-232C采用负逻辑规定逻辑电平，信号电平与通常的TTL电平不兼容，逻辑“1”=-3V-15V逻辑“0”=+3V+与TTL电平不一样可用TTL/EIA转换器进行转换。,4、RS232接口芯片实现了TTL标准和RS-232-C标准之间的电平转换。,RS232接口芯片典型电路,RS232通信（硬件设计）,单片机和单片机相联,J5-2,-J5-3,J5-3,-J5-2,单片机与PC微机通信接口说明:,(PC端口是9针插口,单片机板上是5针插(J5),1脚 DCD 1脚,2脚 发出数据(RXD) 2脚,3脚 接受数据(TXD) 3脚,4脚 DRT 4脚,5脚 GND 5脚 地（GND）,6脚 DSR,7脚 RTS,8脚 CTS,9脚 RI,RS232通信设计（设计要求）,1） 根据课题的设计内容，正确设计电路原理图。,2） 合理排布电路元器件，正确焊接硬件电路板。,3） 正确设计程序流程图，正确编写软件程序，设计的软件程序能够在调试好的硬件电路上正常运行。,4）要求在数码管上显示通信数据,5）通过按键可发送给另一个开发板字符。,6）扩展选项，单片机和微机通信。,7）结合自己的设计、调试过程，根据要求写一份完整的设计论文。,RS232通信设计（软件框图）,开始,初始化串口,初始化寄存器,开中断,是串行输入否,发送允许否,有键否,发送数据,读串口,判数据是0F否,显示数据,入口,串行中断程序,置time1工作方式,返回,键处理,no,y,no,主程序,n,y,y,n,y,个人选项四,红外报警器设计,（一）设计目的,通过红外报警器设计，使学生加深对单片机软、硬件系统的理解与掌握。了解计算机对信号检测，实时控制，学习使计算机发出不同报警声音的编程方法。,（二）设计内容,通过P1.0端口采集红外信号的控制使单片机输出，有信号亮红灯，经过扬声器发出不同频率音调。无信号亮绿灯。,红外报警器设计（硬件设计）,红外报警器设计(课题设计要求),1） 根据课题的设计内容，正确设计电路原理图。,2） 合理排布电路元器件，正确焊接硬件电路板。,3） 正确设计程序流程图，正确编写软件程序，设计的软件程序能够在调试好的硬件电路上正常运行。,4）上电复位或手动复位时8个数码管上显示时钟。,5) 红外信号检测，根据信号设计二种不同的报警声，同时时钟闪耀（一秒亮，一秒暗） 无信号时，绿灯亮、数码管上显示时钟。,6) 扩展课题: 用四个按钮设计不同的报警信号。（每个同学有不同的报警方式，并且能在按钮上设置准确的时钟。）,7）结合自己的设计、调试过程，根据要求写一份完整的设计论文。,红外报警器设计(课题设计说明),开始,初始化串口,初始化寄存器,开中断,有键否,定时计数,判数据是0F否,显示数据,入口,置time0工作方式,返回,键处理,no,n,y,y,n,y,红外接收、,红外发射对,管安装必须,在一条直线,上如下图:,Mian(),定时器0中断函数,置定时器初值,有报警信号否,报警处理,n,y,本次课小结,个人选做项目:,温度测量与显示,直流电机转速测量,RS232通信设计,红外报警器设计,课外作业：,查资料，课程设计实践,显示中断函数,time0() interrupt 1 using 2/定时器0中断函数, P2=0xff;/关闭P0口即关闭显示,TF0=0;/定时器0中断溢出标志清0,TH0=(65536-1000)/256;/ 定时器0定时时间为1ms初始化语句,TL0=(65536-1000)%256;/,cc=bbi;/,P0=LEDcc;/P0口送断码,P2=aa;/显示段码,i+;/显示位计数,if(i=8)/如果显示了8个位码初始,aa=0xfe;/位码初始值11111110其中0为显示 1为不显示,i=0;/初始变量i,else aa=(aa1)|0x01;/不是8位码左移一位,OVER !,