单片机课程设计指导书。
西安理工大学电气工程系。
2023年7月。
第1章单片机最小系统的设计。
一、at89s52 单片机简介。
at89s52是一种低功耗、高性能、基于cmos技术的8位微控制器，它具有8k在系统可编程flash存储器，使用atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80c51产品的指令和引脚完全兼容。其片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位cpu 和在系统可编程flash，使得at89s52为众多嵌入式控制应用系统提供高度灵活且有效的解决方案。
at89s52具有以下标准功能：8k字节flash，节ram，32位i/o口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。此外，at89s52还可降至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。
1、at89s系列单片机对一般用户来说，存在下列明显的优点：
1）片内含flash存储器
在系统开发过程中，可十分容易地进行程序的修改，大大缩短了系统的开发周期。同时，在系统工作过程中，能有效地保存一些数据信息，即使外界电源损坏也不影响到信息的保存。
2）和80c51兼容
89s系列单片机的引脚和80c51是全兼容的，所以当选用89s系列单片机取代80c51时，可以直接进行代换（二者封装一样是前提）。
3）静态时钟方式
89s系列单片机采用静态时钟方式，故很节能，这对于降低便携式产品的功耗十分有用。
4）错误编程亦无废品产生。
一般的otp产品，一旦错误编程就成了废品，而89s系列单片机内含flash存储器，故在出现错误编程之后仍可以重新编程，直到正确为止，并不存在废品。
5）可以进行反复系统试验
89s系列单片机系统，可反复进行系统试验，每次能编入不同的程序，以保证系统设计达到最优。且能随用户的需要和发展，多次进行修改，以使系统能不断满足用户的最新要求。
2、at89s系列单片机的内部结构。
at89s系列单片机的内部结构和80c51相近，是增强型，其主要含有如下一些部件：
1）8031cpu
2）振荡电路。
3）片内flash
4）片内ram
5）总线控制部件。
6）中断控制部件。
7）并行i/o接口。
8）串行i/o接口。
9）定时器/计数器。
3、at89s系列与at89c系列的区别。
这两者内核相同，而且管脚也相互兼容，所以在通常情况下能相互代替，不过请注意：**程序时稍有不同！
at89c系列需要用并行编程器**其程序，接线多且复杂；而at89s系列却能支持isp**，可以在at89s52的系统板上预留出isp**接口，再用廉价且方便的**线连接电脑usb口就可以利用软件将hex文件**至at89s52了。
二、应用单片机最小系统实现基本电子时钟。
1、课设目的。
1）掌握51单片机的工作原理及使用方法，学会使用编译环境和**器（含相关软件），会用其调试和**程序；
2）掌握一般硬件电路的设计方法和常用电子元器件的选用原则；
3）熟悉印制电路板（pcb）的设计过程，掌握常用元件的焊接方法和技巧；
4）掌握单片机系统的设计过程及其调试过程，增加对实际电路的感性认识；
5）培养学生发现问题、独立思考并解决问题的能力，最终提高其实践能力。
2、课设内容。
本课程设计的内容是利用51单片机最小系统设计一个电子时钟，时钟采用24小时制，设有按键，可设置时钟参数，并利用lcd进行显示。其具体要求如下：
a） 熟悉硬件电路原理，掌握各部分电路功能，焊接好单片机最小系统；
b） 编写程序，调试led，实现流水灯控制；
c） 编写程序，调试lcd（显示数字或英文字符），使其显示正常；
d） 编写程序，实现电子时钟显示，时钟采用24小时制。
3、课程设计计划。
该次课程设计共一周时间，下面对每一天的安排作出详细规划如下表：
4、设计思路。
1）最小系统。
本次课设选用stc89c52rc单片机作为系统核心，其封装是dip-40。要使单片机正常工作，就必须有相应的外围电路，能使单片机正常工作的最简化外围电路系统，就称之为：单片机的最小系统，通常包括：
电源电路、复位电路、晶振电路等。最小系统再扩展，可扩展以下一些功能模块：键盘（独立、矩阵）、显示（led、lcd）、通信（rs232、uart等）、总线（spi、i2c等）、通用io（led、蜂鸣器、继电器等）、前向通道、后向通道等。
2）显示电路
鉴于液晶显示越来越普遍，故本次课设特选用驱动方便的cog型1602液晶显示模块。常见的液晶显示模块可以分为：字符型、点阵型等，该1602模块属于字符型液晶。
该模块是一种用5×7点阵图形来显示字符的液晶显示器，其显示容量为2行16个字，故称之为1602。其14针接口为通用接口：
1号管脚：gnd。模块的接地。
2号管脚：vcc。模块的供电，+5v供电。
3号管脚：vo。液晶模块对比度调整端，接正电源时对比度最低，接地时对比度最高，对比度过高或过低都不能使液晶达到最佳显示效果，因此在使用时可以通过一个10k的电位器来调整对比度。
4号管脚：rs。为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
5号管脚：rw。为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当rs和rw都为低电平时可以写入指令或者显示地址，当rs为低电平rw为高电平时可以读忙信号，当rs为高电平rw为低电平时可以写入数据。
6号管脚：en。为使能端，当en端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
7~14号管脚：d0～d7。为8位双向数据线。
此外，该液晶模块还配有背光，所以还有单独的两根背光电源线：红线为正电源，黑线接地。注意！
该1602模块背光供电电源为4.2v，若要在5v系统中用5v供电的话，需串入一个10欧姆的限流电阻，防止背光模块损坏。
1602液晶模块内的字符发生存储器（cgrom）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如下表所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、日文的假名等，每一个字符都有一个固定的**，比如大写的英文字母“a”的**是01000001b（41h），显示时模块把地址41h中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“a”。
1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如下表所示：
1602的读写操作以及屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。
说明：1为高电平，0为低电平。
指令1：清显示，指令码01h，光标复位到地址00h位置。
指令2：光标复位，光标返回到地址00h。
指令3：光标和显示模式设置。i/d：光标移动方向，高电平右移，低电平左移；s：屏幕上所有文字是否左移或者右移，高电平表示有效，低电平表示无效。
指令4：显示开关控制。d：
控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示；c：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标；b：控制光标是否要闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。
指令5：光标或显示移位。s/c：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。
指令6：功能设置命令。dl：
高电平时为4位总线，低电平时为8位总线；n：低电平时单行显示，高电平时双行显示；f：低电平时显示5×7的点阵字符，高电平时显示5×10的点阵字符。
注意！有些1602模块dl定义为：高电平是8位总线，低电平是4位总线。
指令7：字符发生器ram地址设置。
指令8：ddram地址设置。
指令9：读忙信号和光标地址。bf：忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平则表示不忙，可以进行操作。
指令10：写数据。
指令11：读数据。
一个典型的1602液晶模块与单片机的接口电路如下：
液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要先确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在**显示字符，下表是该1602液晶模块的内部显示地址：
注意！比如第二行第一个字符的地址是40h，那么是否直接写入40h就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？no！
因为写入显示地址时要求最高位d7恒定为高电平1，所以实际写入的数据应该是：01000000b（0h）+ 10000000b（80h）= 11000000b（c0h）。
3）软件定时。
时钟由定时器t0完成定时。当时钟晶体振荡器为6mhz时，由于t0的最大定时达不到1s，故为方便计算及实现，取定时0.1s。
这样每0.1s中断1次，中断10次为1s。0.
1s的定时值为3cb0h。
5、参考流程图。
a）主程序流程图：
b）中断处理流程图：
第2章单片机系统软硬件调试。
一、硬件焊接步骤。
在焊接前请同学们认真对照原理图，了解开发板电路原理图（参见开发板说明书）和开发板各器件的对应关系，仔细查看印刷电路板，找到对应元件的功能区后，开始准备元件和工具。此电路板焊接要求使用25w左右尖烙铁。
1.根据电路元件及电路原理图进行合理布局；
2.将集成电路插座按管脚方向布局；
3.注意电阻、电容、开关以及三极管等布局，电阻色环朝同一方向，电容有字面统一朝外方向，便于查看参数，开关个**管按相同方向摆放；
4.焊接电阻、电容、开关以及三极管等；
5.每次焊接时，烙铁头与焊盘接触时间不应超过3秒，焊点应饱满。
二、硬件调试步骤。
1.焊接完后，检查布局是否正确，特别是集成电路的管脚方向；
单片机课程设计
可变程序控制器是集微机技术 自动化技术 通讯技术于一体的通用工业控制装置。它可靠性强 性能 比高 使用方便，已在工业控制的各个领域里得到了极为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力的工具 1 plc的定义有许多种。国际电工委员会 iec 对plc的定义是 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统...
单片机课程设计
目录。内容提要2 关键词2引言3 一 硬件电路设计3 一 电路板原理3 二 电路元器件3 二 软件设计3 一 秒钟设计方案3 二 时钟设计方案4 结语7单片机时钟设计。内容摘要 一 在实验板上用动态扫描显示00 59秒钟，具体要求如下 一 6m晶振 二 l9 l10显示00 59十进制数并循环，间隔...
单片机课程设计
1 选题背景。1.1 家庭智能防盗报警系统设计的背景及目的。随着经济的发展，人们对防盗 防劫 防火保安设备的需求量大大增加。针对偷盗 抢劫 火灾 煤气泄漏等事故进行检测和报警的系统，其需求也越来越高。家居智能是以家为平台，兼备建筑 自动化，智能化于一体的高效 舒适 安全 便利的家居环境。自动化的家居...