《電子信息工程技術畢業(yè)論文.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《電子信息工程技術畢業(yè)論文.doc（23頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、蕪湖信息技術職業(yè)學院畢業(yè)論文（設計）學校代碼： 14057 學 號： 蕪湖信息技術職業(yè)學院畢業(yè)論文（設計）論文題目： 學科專業(yè)： 作者姓名： 指導教師： 完成時間： 選題背景 最近幾年來，在電子技術高度發(fā)展的今天，單片機迅猛發(fā)展，多功能按鍵已成為當代電子信息中不可或缺的重要部分，尤其是應用在當代的潮流物品上面，例如:MP3,MP4,手機，數字電視等高科技電子電器上面.正是由于它的出現和應用給人們的學習、工作、娛樂帶來極大方便。另外,多功能按鍵中還采用了石英晶體振蕩電路，從而使它具有響應快、靈敏度高、性能穩(wěn)定諸多優(yōu)點。它還可以利用一個按鍵實現單擊、雙擊、連擊的功能，真正做到了一鍵多功能,多效應,
2、這也正是它的命名由來.近年來中國電子工業(yè)持續(xù)高速增長，帶動電子元器件產業(yè)的強勁發(fā)展。中國已經成為揚聲器、鋁電解電容器、顯像管、印制電路板、半導體分立器件等電子元器件的世界生產基地。本設計介紹一種實用的單片機多功能按鍵的設計與制作，采用基于MS-51的單片機AT89S51芯片,并且利用該芯片及其他一些電器元件設計了本實驗跑馬燈電路板。畢業(yè)論文進度安排：2011 02定題2011 03 寫提綱、初稿2011 04 修改論文2011 06 定稿指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日畢業(yè)論文（設計）寫作提綱一、論文題目 跑馬燈設計二、論題觀點來源： 電子信息產業(yè)具有產業(yè)規(guī)模大，技術進步快，產業(yè)關聯(lián)
3、度強等特點，是經濟增長的重要的引擎，更是我國國民經濟重要的戰(zhàn)略性產業(yè)。09年以來我國電子信息產業(yè)一路保持恢復性增長的態(tài)勢，目前已進入平穩(wěn)增長的階段。近年來中國電子工業(yè)持續(xù)高速增長，帶動電子元器件產業(yè)的強勁發(fā)展。中國已經成為揚聲器、鋁電解電容器、顯像管、印制電路板、半導體分立器件等電子元器件的世界生產基地。 三、基本觀點： 該論文首先主要是簡介電子行業(yè)在我國的發(fā)展趨勢以及發(fā)展前景。其次是介紹一些關于芯片AT89S51的功能等硬件方面的知識。之后介紹軟件方面的設計思想。最后進行電路板的調試問題解決和設計總結。四、論文結構： 1、總體設計2、硬件設計3、軟件設計4、設計總結畢業(yè)論文（設計）工作中期檢
4、查表系別： 班級： 學生姓名學號指導教師 職稱論文（設計）題目 選題是否有變化 如有，請?zhí)顚懺?是否一人一題 是否進行了選題背景、及寫作提綱 是否進行了文獻調研 本論文擬解決的關鍵問題 教師填寫部分論文（設計）進度情況： 提前完成 正常進行 延期滯后（請寫出原因）工作態(tài)度情況（學生對畢業(yè)論文（設計）的認真程度、完成指導教師布置任務情況）： 認真 較認真 一般 不認真中期質量評價（學生已完成部分的工作質量情況）： 好 中 差存在的問題與建議： 指導教師（簽名）： 年 月 日系畢業(yè)論文（設計）工作領導小組意見（如被查學生為差的，請系畢業(yè)論文設計領導小組寫出處理意見）： 領導小組組長（簽名）： 年
5、 月 日目 錄【摘 要】6一.總體設計71.1控制芯片71.2 輸入部分71.3 輸出部分81.4時鐘和復位8二. 硬件設計92.1 總體電路介紹92.2.1 AT89C51的介紹92.2.2 AT89C51內部主要功能92.2.3 AT89C51主要特性102.2.4 AT89C51引腳分配和簡介102.3振蕩器電路132.4芯片擦除13三. 軟件設計143.1總體設計思想143.1.1偉煌MA51開發(fā)系統(tǒng)143.1.2 TOP851編程器簡介153.2程序編寫簡介16四.總體設計總結18附錄19中 文 摘 要 近年來中國電子工業(yè)持續(xù)高速增長，帶動電子元器件產業(yè)的強勁發(fā)展。中國已經成為揚聲器
6、、鋁電解電容器、顯像管、印制電路板、半導體分立器件等電子元器件的世界生產基地。 隨著我國電子信息產品制造業(yè)規(guī)模的不斷擴張，電子測量儀器市場年均增長率在30%左右，呈現出高速增長的態(tài)勢。雖然美國次債危機愈演愈烈，但國內電子測量儀器廠商發(fā)展依然穩(wěn)固，在力保海外出口市場的同時，積極的開拓國內市場。 單片機發(fā)展極為迅速,當前世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機,從8位、16位到32位等,但它們各具特色,互成互補,為單片機的應用提供廣闊的天地。在單片機系列中，AT89S51/AT89C51應用最為廣泛。本設計介紹一種實用的單片機多功能按鍵的設計與制作，采用基于MS-51的單片機AT89C51,在該
7、論文中的第一章節(jié)將詳細介紹關于AT89C51芯片的結構，引腳功能及芯片的功能控制等。本文將用單片機80C51和發(fā)光二極管、晶振、復位、電源等電路以及必要的軟件組成的以80C51為核心，輔以簡單的設備和必要的電路，設計了一款簡易的跑馬燈電路板，并編寫簡單的程序，使其能夠自動工作。在第二章將簡易介紹部分硬件知識，在第三章將介紹簡單的編寫程序，用以控制跑馬燈電路板的自動實現功能。 一、 總體控制 多功能按鍵是一個以單片機為控制芯片，可以向單個按鍵實現單擊、雙擊和連擊的多功能驅動和控制裝置，實現這種裝置的方法和所需的器件涉及以下幾個方面：1.1控制芯片 實現多功能按鍵系統(tǒng)可以用很多種控制芯片，常用的單
8、片機芯片有AT89S51、AT89C51、和AT89S52等，本設計使用的是MTMEL的AT98C51單片機。該芯片具有低功耗、高績效、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，它有40個引腳，8KB，256B內RAM，三個16位定時/計數器，32個特殊功能寄存器，8個中斷源、6個中斷入口、可設置2個優(yōu)先級，4個8位并行I/O口、32個I/O口端線可供編程，一個全雙工串行口等。本設計使用P0口的P0.0P0.3的四個I/O口作為輸入口、P1口的六個I/O口作為輸出口，具體方案將在下文詳細介紹。ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)，提供了
9、一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖1所示。 圖11.2 輸入部分由于向主控芯片輸入信號前須先向各位寫入1，所以設定輸入時低電平有效。該輸入采用四個按鍵開關作為輸入信號的載體，在軟件程序中編寫時，首先給P0.0-P0.3置高電平，在電路板中設置的低電平有效，則利用匯編語言的控制，可以實現按鍵開關的單擊有效性。（具體識別部分在程序中設定，詳細部分將在第三章軟件部分介紹）。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼
10、輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。1.3 輸出部分輸出只是對我們控制要求的一種驗證或顯示，可以有多種方式，在該設計使用的是6個發(fā)光二極管。但由于二極管本身的擊穿電壓和額定電流都很低，所以將6個發(fā)光二極管串接一個610M的排阻，排阻另一端接正VCC，這時要求使芯片的輸出端為低電平有效就可以實現跑馬燈了。在本實驗中，P1口的6個I/O口作為輸出端。即在程序中P1口為低電平時有效。1.4時鐘和復位單片機本身是一個復雜的電路，要使這個芯片穩(wěn)定高效的工作，也必須有個穩(wěn)定的時鐘電路。AT89S52內有一個高增益反向放大器，只要外接一石英晶體振蕩電路就可構成自激振蕩，振蕩
11、頻率由石英的振蕩頻率所決定，我們這里取12MHz。復位電路采用按鍵復位就行了，具體時鐘和復位電路見圖2和圖3。圖2 圖3二、 硬件設計2.1 總體電路介紹該電路采用AT89S52作為主控芯片，其基本功能就是對每位按鍵進行單擊后發(fā)光二極管會顯示不同的發(fā)光個數及順序，當按復位鍵后個發(fā)光二極管就會恢復到初始狀態(tài)（全部都滅）。其電路原理圖如圖4所示（見附錄1）。芯片的左邊主要由三部分組成：由四個SB按鍵分別并接在P0口的P0.0P0.3的四個引腳上，構成的輸入部分；由按鍵復位電路構成的復位部分；由晶體振蕩電路構成的時鐘電路。芯片右邊則是由6個發(fā)光二極管和電阻構成的顯示部分。其原理圖封裝圖如附錄1。2.
12、2 AT89S52芯片的功能簡介和引腳分配2.2.1AT89C51的介紹AT89C51是一種低功耗、高性能的且?guī)в?KB可編程Flash存儲器的8位MCU,它采用ATMEL的高密非易失存儲器技術制造，并和工業(yè)標準MCS-51指令集和引腳結構兼容。其內部功能結構框圖如圖5所示（見附錄1）：它包括微處理器、存儲器（存放程序指令或數據的ROM、RAM等）、輸入/輸出口（I/O口）及其他功能部件如定時/計數器、中斷系統(tǒng)等。它們通過地址總線、數據總線和控制總線連接起來。2.2.2AT89C51內部主要功能內部主要功能部件如下：1） 一個8位CPU；2） 一個內部振蕩器和時鐘電路，全靜態(tài)操作：033MH；
13、3） 8KB系統(tǒng)可編程Flash存儲器；4） 256KB內RAM；5） 4個I/O端口共32線；6） 3個16位定時/計數器；7） 全雙工串行口通道；8） ISP端口；9） 定時監(jiān)視器；10) 雙數據指針（DPTR）；11) 24個特殊功能寄存器。2.2.3AT89C51主要特性主要特性：與MCS-51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán)數據保留時間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz三級程序存儲器鎖定1288位內部RAM32可編程I/O線兩個16位定時器/計數器5個中斷源 可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路2.2.4 AT89C51引腳分配和簡介
14、AT89C51單片機有多種封裝形式，常見的有DIP封裝、PLC封裝、TQFP封裝，為了使用的方便通常使用DIP封裝形式的單片機。外部共有40個引腳，圖6為引腳的排列圖。40個引腳大致可分為4大類：電源、時鐘、控制和I/O引腳，下面就以這四大類具體介紹。1） 電源 VCC芯片電源引腳，接+5V； GND接地端。2）時鐘 時鐘也即外部振蕩器引腳，晶體振蕩電路反向輸入端和輸出端。 XTAL1：當外接晶振時，接外部晶振的一個引腳。片內振向器組成，XTAL1為方向器的輸入，當外部振蕩器提供時鐘信號時，則由XTAL1端輸入。XTAL2：接外部晶振的另一個引腳，片內為單級反向器的輸出。當由外部時鐘源提供時鐘
15、信號時，則本引腳浮空。圖6.AT89C51的引腳排列圖 3）控制線RST：復位信號輸入端。振蕩器起振時該引腳置高電平，并持續(xù)兩個機器周期以上系統(tǒng)進行復位在定時監(jiān)視器定時輸出后引腳置成高電平并持續(xù)96個振蕩周期。特殊功能寄存器AUXR（地址8EH）中的DISRT0位可以使復位無效。默認的DISRT0位狀態(tài)，RST引腳上的高電平有效。 ALE/PROG：ALE為地址鎖存使能端，當訪問外部器件時ALE的負跳變將P0口低8位地址送入鎖存器。在FLASH編程時輸入編程脈沖（/PROG）。在非訪問外部器件期間，ALE仍以1/6振蕩頻率的常量輸出，可用于外部計數或時鐘信號。當訪問外部數據器件時將跳過一個AL
16、E脈沖。當對特殊功能寄存區(qū)的地址為8EH單元的D0位置“1”可禁止ALE輸出，而只有在執(zhí)行MOVX或MOVC等指令時才能被激活。 /PSEN：訪問外部程序存儲器讀選通信號。在訪問外部程序存儲器讀取指令碼時，每個機器周期產生兩次有效信號。在執(zhí)行片內程序存儲器取指令碼時不產生此脈沖，在讀寫外部數據時，亦不產生/PSEN信號。 /EA/VPP：/EA為訪問內部或外部程序存儲器選擇信號。當/EA端保持高電平時，CPU首先從片內0000H單元開始執(zhí)行內部程序存儲器程序，如果外部還有擴展存儲器，則CPU在執(zhí)行完內部程序存儲器程序時將會自動轉向執(zhí)行外部程序存儲器程序。 4）I/O多功能引腳 P0口：8位并行
17、I/O口，作為輸出口時，每個管腳可帶8個TTL負載。在外擴存儲器時，它定義為低8位地址或數據總線，當定義為I/O口時，為準雙向I/O口，需外接上拉電阻，在寫入“1”后就成為高阻抗輸入口。 P1口：內接上拉電阻的8位準雙向I/O口。能負擔4個TTL負載。在FLASH編程和校驗時定義為低8位地址線，他的第二功能如下：表2.1 P1口功能引腳 功能P1.0定時/計數器，T2的外部計數輸入P1.1定時/計數器，T2捕捉/再裝入觸發(fā)及方向控制P1.5MOSI（用于系統(tǒng)內部編程）P1.6MISO（用于系統(tǒng)內部編程）P1.7SCK （用于系統(tǒng)內部編程）P2口：內接上拉電阻的8位準雙向I/O口。能負擔4個TT
18、L負載。當訪問外部存儲器時定義為高8位地址總線。P3口：內接上拉電阻的8位準雙向I/O口。能負擔4個TTL負載。它的第二功能如下：表2.2 P3口功能引腳功能P3.0RXD(串行接收端口)P3.1TXD(串行發(fā)送端口)P3.2/INT0(外部中斷0請求端)P3.3/INT1(外部中斷1請求端)P3.4T0(定時/計數器0外部計數輸入端)P3.5T1(定時/計數器1外部計數輸入端)P3.6/WR(外部數據寫選通)P3.7/RD(外部數據讀選通)P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。2.3振蕩器特性XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶
19、振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。2.4芯片擦除整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的
20、內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 三、 軟件設計3.1總體設計思想在硬件設計完成后，將要面對的就是驅動程序，本設計的編程語言采用與AMTAL ATC51相兼容的匯編語言。根據電路和控制要求的需要，該程序涉及主程序和延時程序。主程序用以識別是哪個按鍵按下的，延時程序主要用于控制顯示的延時。程序原理框圖以下將會介紹，具體程序見附錄該試驗中用到的軟件燒寫軟件是偉煌MCS51開發(fā)系統(tǒng)和TOP851編程器，以下將簡單介紹該軟件。3.1.1偉煌MCS51開發(fā)系統(tǒng)簡介該學習開發(fā)板采用的是ISP在線系統(tǒng)可編程技術，完全白兔了單片機仿真器、編程器的束縛，大大降低了單片機學習開發(fā)
21、的成本，使學者能在花費不多的時間內學好這一門新的技術。這既是學習工具，也是編程工具，采用將編程電纜與實驗板分離技術，能使學者將編程電纜用于其他用戶板，完全實現了ISP技術。目前，該開發(fā)板是性價比最高的開發(fā)板。該開發(fā)板主要服務于AT89S51/52/53的各級用戶，適用于大學在校生做課程設計、畢業(yè)設計使用；也可為單片機開發(fā)者提供良好的模板，更可為單片機初學者提供實驗的機會。利用S51A板上的資源可以學習鍵盤控制、LED動態(tài)顯示、A/D轉換、D/A轉換、繼電器控制、步進電機控制、液晶顯示以及RS232多機通信等，利用S51A板還可以根據用戶的不同進行外圍擴展。本次實驗中用到的是LED燈顯示調試。3
22、.1.2 TOP851編程器的簡介TOP851通用編程器是TOP2000BS編程器的功能簡化版，具有體積更小巧，功耗低，可靠性高的優(yōu)點，是專為開發(fā)51系列單片機和燒寫各類存儲器而設計的普及性機型。與TOP2000BS相比，TOP851最大的區(qū)別在于不支持PIC系列單片機，但是它比BS系列便宜很多，對于講究實惠的人來說還是很有誘惑力的。TOP851的其它方面的性能都和BS類似，比如：軟件界面和燒寫過程，可以參考BS的說明進行使用。特點如下： 40腳優(yōu)質萬能零拔插力插座，性能優(yōu)良，壽命長久，可以不依賴適配器也能直接編程大部分單片機和存儲器。采用RS232串口與PC機連接通信，通訊速率115200b
23、ps，為抗干擾性能好，可靠性能極高，特別適合燒寫各種一次性(OTP)器件，適合手提電腦和臺式機使用。能自動探測電腦的運算速度，編程速度與計算機性能無關，適合486至P-III電腦使用。 提供WINDOWS95/98界面的中文軟件，全新中文操作界面。 塑料機殼，體積小，重量輕，功耗低（靜態(tài)50mA） 完善的過電流保護，在超過限制電流的0.1秒內自動切斷電源 自動檢測芯片是否插好，插座有錯誤提示?？芍С制骷?可支持燒錄器件，存儲器：2716-27080，28，29，39，48，49，系列。單片機：51系列測試靜態(tài)RAM6264-628256。串口存儲器：（24CXXX）PLD：（16V8X，20V
24、8X，22V10A）普通40針萬能鎖緊插座，RS232 115.2KBPS。TOP851成套件 編程器主機一臺串口RS232九針連接電纜線一根 9V/400毫安直流電源一個TOP851通用編程器說明書一本配套軟件光盤一張產品保修卡一份（產品包修一年，由用戶承擔來單程郵寄費用）產品合格證一封3.2序編寫簡介在程序執(zhí)行以前必須對程序進行初始化，初始化時，P1口低電平有效，故先把P1各口置“1”。因P0口為輸入口，所以在輸入前必須把各口置“1”，要想得到有效的復位SB按鍵需把P3.2置“0”。在程序開始執(zhí)行時PC指向0000H，因從0003H0032H是中斷程序的入口地址，所以要在0000H后裝一跳
25、轉程序（轉到主程序main）。當程序執(zhí)行的過程中，如果有SB按下，則主程序會跳轉到相應的程序控制，在該程序控制中，延時程序的作用是，用以控制LED燈亮循環(huán)中的延時操作。詳細的程序部分如下：23org 0000hljmp mainmain:ANL p1,#11111111BORL p0,#00001111Borg 0100hSTR:JNB p0.0,TT0JNB p0.1,TT1JNB p0.2,TT2JNB p0.3,TT3LJMP STRTT0:mov p1,#11111110BLCALL DY1S mov p1,11111100BLCALL DY1S mov p1,#11111000BLC
26、ALL DY1S mov p1,#11110000BLCALL DY1S mov p1,#11100000BLCALL DY1S mov p1,#11000000BLCALL DY1S mov p1,#0FFhsjmp TT0TT1:mov p1,#11111000BLCALL DY05S mov p1,#11000111BLCALL DY05Ssjmp TT1TT2:mov p1,#11101010BLCALL DY05Smov p1,#11010101BLCALL DY05Ssjmp TT2TT3: mov p1,#11110011BLCALL DY1Smov p1,11100001BLC
27、ALL DY1Smov p1,#11000000BLCALL DY01Smov p1,#11001100BLCALL DY05Smov p1,#11011110BLCALL DY05S mov p1,#11111111BLCALL DY05Ssjmp TT3DY1S: mov r1,#10DLP1:mov r2,#200DLP2:mov r3,#250DLP3:DJNZ r3,DLP3DJNZ r2,DLP2DJNZ r1,DLP1retDY05S:DLP4:mov r4,#10DLP5:mov r5,#100DLP6:mov r6,#250DJNZ r6,DLP6DJNZ r5,DLP5DJ
28、NZ r4,DLP4retEND程序描述：該段程序實現的功能如下，單片機判斷P0的四個端口是否有信號輸入，即判P0口的高低電平，若按鍵1按下，則自動跳轉到標號為TT0的程序，實現小燈從1到燈6依次間隔1秒的點亮，等小燈全亮后1秒全滅，再循環(huán)。若按鍵2按下，則跳轉到標號為TT1的程序，并執(zhí)行實現：燈123和燈456 間隔0.5秒依次亮，且不斷循環(huán)。若按鍵3按下，則跳轉到標號為TT2的程序，并執(zhí)行實現：燈135和燈246間隔0.5秒依次亮，且不斷循環(huán)。若按鍵4按下。則跳轉到標號為TT3的程序并執(zhí)行實現：燈34亮1秒后燈25亮1秒后燈16再亮直至6個小燈全亮；1秒后，燈34先滅，0.5秒后等25再滅
29、，0.5秒后燈16再滅，0.5秒后再一次循環(huán)。當復位開關按下時，6個小燈將會全部復位呈全亮狀態(tài)。四、電路設計總結 在整個設計中，主要是以AT89C51單片機為中心，以Protel99設計軟件為工具，在設計過程中不斷進行了課題分析、方案確立、任務統(tǒng)籌、軟件需求分析、軟件編寫調試等工作。通過自己動手制作和設計，可以系統(tǒng)的熟知單片機的基本知識和關數模電的相關內容，也更明確的明白了自己專業(yè)的應用和前景的廣闊。在設計中也遇到了不少問題，特別是程序的編寫和調試。通過本次試驗我學會了以下幾點：一、不僅要有縝密的思維，還要有實際嘗試失敗的耐心。二、同學之間要互相幫助，互相探討，一項復雜而艱巨的任務不可能由一個
30、人完成，這就需要團結協(xié)作，這也使自己明白，為什么在實際工作中團結互助那么重要。附錄跑馬燈原理圖原理圖封裝圖 參考文獻【1】 孫育才 王榮興 孫華芳編，ATMEL新型AT89S52系列單片機及其應用， 北京：清華大學出版社【2】何立民編，單片機高級教程（第一版），北京：北京航空航天大學出版社，2000年【3】張志良編，單片機原理與控制技術（第二版），北京：機械工業(yè)出版社，2005年指 導 教 師 評 語指導教師針對論文的答辯意向： 參加答辯 不參加答辯 指導教師（簽名）： 年 月 日畢業(yè)論文（設計）成績成績等次優(yōu)秀良好中等及格不及格評定等次畢業(yè)論文（設計）答辯情況提問問題：1.2.3對答辯學生回答的評語：
電子信息工程技術畢業(yè)論文.doc
