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序論：在您撰寫單片機理論論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
1.1指導教師培訓及選題環(huán)節(jié)把控不嚴
由于學生的數(shù)量激增而教師隊伍的數(shù)量基本上沒有改變，以至于每位教師所要指導的學生的數(shù)量都有所增加，部分教師為第一次指導，對指導過程不是很了解，缺乏對課程設計各環(huán)節(jié)所需的必要的培訓。課程設計工作開始前期，沒有對題目進行精心的篩選。課程設計的題目是否合適，直接關乎到整個課程設計的成敗。選題過于簡單，學生做起來認為該門課程沒有什么難度；選題難度過大，學生產(chǎn)生了畏難情緒，認為該設計無法實現(xiàn)，從而無法到達學以致用。
1.2設計過程流于形式思想上重視不夠
由于學生人數(shù)過多，教師人數(shù)偏少。以至于設計過程處于“放羊”狀態(tài)，教師在指導過程中，沒有對同學們提出準確地要求，其原因是在該環(huán)節(jié)中指導教師都沒有相應的實施方案，導致指導環(huán)節(jié)過于形式、敷衍，教師無法一一了解每位學生的設計情況。同學們也沒有認真對待該環(huán)節(jié)，其主要原因是網(wǎng)絡化程度的發(fā)展，很多相應的資料網(wǎng)絡上一應俱全，同學們直接下載修改而不加思考，完成報告上交，沒有主動去探索設計。種種原因使該課程設計流于形式。
1.3最終考核方式單一檢查評價力度不足
在很多高校，課程設計的最終體現(xiàn)形式就是課程設計報告，只要學生在規(guī)定的時間內(nèi)完成報告，一般就被認為通過了該環(huán)節(jié)的考查，考核形式單一。并且對整個設計過程的評價沒有細分，體現(xiàn)不出設計過程中的工作量。
2課程設計組織實施管理及質(zhì)量控制
2.1前期認真組織，確保選題質(zhì)量
為了保證題目的難易程度適中，在課程設計前期，組織教學第一線的有經(jīng)驗的和常年指導學生參加電子設計類競賽的教師根據(jù)自己的課題項目，從中精煉出一些適合學生完成課程設計的題目，每年保證有一定的更新率。并且對選出的題目也分出難度系數(shù)的等級，便于因材施教。而后，組織指導教師進行培訓。講解該課程設計的指導大綱，講述指導過程中教師應該完成的任務，注意設計的時間節(jié)點，以便教師掌握學生的設計進度。尤其是第一次指導該課程設計的教師，為其指定幫帶教師全程學習。建立教師評價辦法，提升指導教師責任心，評價教師在整個指導過程中是否盡心指導學生選題、是否按時答疑并監(jiān)督學生的進度、后期是否按要求進行答辯。檢查評比工作由學院督導完成，并進行考核評分。評分結(jié)果直接作為優(yōu)秀指導教師評定的依據(jù)，該結(jié)果作為下學年教師指導學生人數(shù)的依據(jù)。
2.2全程指導，把控各個環(huán)節(jié)
整個設計過程選題，答疑，設計，答辯，成績評定幾個環(huán)節(jié)。
1）選題環(huán)節(jié)
學生可以在教師指定的題庫中選出適合自己或者自己感興趣的題目；也可以根據(jù)自己的興趣與指導教師商討確定選擇題庫以外的題目，實現(xiàn)“雙向選擇”。該課程設計涉及自動化學院3個專業(yè)10個班，其中每班指定一名負責人。每位指導老師指導人數(shù)按學院單片機原理及系統(tǒng)設計課程設計上學年評價結(jié)果排名在前1/3的安排15～20名學生，排名在中間1/3的安排10～15名學生，排名在后1/3的人數(shù)較去年人數(shù)減少分派，帶本課程的上課老師優(yōu)先安排。每位指導教師指導學生人數(shù)不宜過多，保證指導教師有精力指導每一位同學。
2）答疑環(huán)節(jié)
該課程設計為期兩周，各指導教師安排答疑的具體時間及地點。每位教師的答疑時間和答疑地點在課程設計開始后匯總到教務辦以便學院督導檢查，作為評價教師指導工作的依據(jù)之一。每位老師在課程設計期間應積極主動為學生答疑，固定答疑次數(shù)不少于五次，并根據(jù)情況檢查學生的完成情況。該環(huán)節(jié)是最容易被忽視，但又是十分重要的環(huán)節(jié)。學生在整個設計過程中的表現(xiàn)只能通過答疑的形式體現(xiàn)出來。指導教師應該在每次答辯過程中不僅幫助學生解決問題，而且要針對每位同學的設計內(nèi)容提出問題，檢查其設計過程中是否對問題已經(jīng)理解，辨別其是否存在抄襲他人設計的可能性。
3）學生自主設計環(huán)節(jié)
在整個設計過程中，一定要發(fā)揮學生的主觀能動性。學生需要按照課程設計大綱的進度安排以及要求按時完成設計任務。熟悉設計任務和要求，查閱相關設計資料；進行系統(tǒng)軟、硬件總體設計；設計電原理圖，系統(tǒng)硬件調(diào)試；系統(tǒng)軟件設計，設計仿真或?qū)嵨镎{(diào)試；完成課程設計報告書；課程設計答辯。
4）答辯環(huán)節(jié)
答辯環(huán)節(jié)由小組答辯和集體答辯兩個環(huán)節(jié)構(gòu)成。小組答辯：該答辯過程是指導教師對本組所指導的學生進行答辯。首先由學生講述自己的設計過程，而后指導教師提出問題，學生回答問題。最后指導教師根據(jù)答辯情況給出答辯的成績。集體答辯：①每組的指導老師提交成績匯總表并注明排在最后一名的原因，指定成績排在本組內(nèi)最后一名同學參加答辯。指導教師提交的成績有一人或多于一人不及格者該學生成績定為不及格本組不再派學生參加集體答辯。②每組排在第一名的同學參加優(yōu)秀課程設計答辯。③答辯委員會根據(jù)答辯情況進行排序，并簡要注明答辯存在問題情況。④若參加答辯的同學成績評定與原成績有較大出入時，該組同學的成績按答辯同學的情況相應降級或升級。答辯組織：各專業(yè)組成專業(yè)答辯委員會，對評定優(yōu)秀課程設計和集體答辯同學的答辯工作。答辯委員會由系主任任答辯委員會主席，答辯委員由系主任和課程負責人共同商定，答辯委員會成員由7～10人組成，指定一名老師為答辯秘書。在課程設計完成日的最后一天進行答辯，答辯題目為自己所做課程設計題目并提交自己的設計報告。
5）成績評定
課程設計成績分五部分：①平時表現(xiàn)及考勤占10%（即10分）；②紀律及答疑占10％（即10分），遵守設計紀律，按時完成各階段任務，認真答疑，積極提問；③設計過程占40%（即40分，含報告的修改10分，報告無修改符合要求得10分，修改一次和修改的正確性扣2分，修改5次數(shù)以上得0分；設計過程完成程度總計20分：方案設計5分，硬件設計5分，軟件設計5分，系統(tǒng)調(diào)試5分；老師提問10分，根據(jù)提問問題及解答情況給分等）④設計報告和圖紙占30％（即30分）：(分值：30-27分)設計敘述清楚，書寫規(guī)范；設計方案合理，設計內(nèi)容正確；掌握基礎理論知識，具有較強的分析問題和解決問題的能力。(分值：26-22分)設計敘述清楚，書寫較為規(guī)范；設計方案較合理，設計內(nèi)容較正確；較好的掌握基礎理論知識，具有一定的分析問題和解決問題的能力。(分值：21-18分)設計敘述清楚，書寫較規(guī)范；設計方案基本合理，設計內(nèi)容基本正確；掌握一定基礎理論知識，具有初步的分析、解決問題的能力。(分值：17-0分)設計敘述不清楚，書寫不規(guī)范；設計方案基本合理，設計內(nèi)容不正確；不掌握基礎理論知識，不具備分析問題和解決問題的能力；⑤答辯占20%：分數(shù)根據(jù)學生對答辯委員會提出的問題回答情況進行給定。有下列情況之一者課程設計不及格：不能按時提交設計；設計報告有嚴重雷同者；圖紙有嚴重雷同者；對老師的提問完全不能正確回答者；答辯不及格者獲不按指定時間參加答辯者。
3結(jié)語
我所做的單片機串行通信發(fā)射機主要在實驗室完成,參考有關的書籍和資料，個人完成電路的設計、焊接、檢查、調(diào)試，再根據(jù)自己的硬件和通信協(xié)議用匯編語言編寫發(fā)射和顯示程序，然后加電調(diào)試，最終達到準確無誤的發(fā)射和顯示。在這過程中需要選擇適當?shù)脑?，合理的電路圖扎實的焊接技術，基本的故障排除和糾正能力，會使用基本的儀器對硬件進行調(diào)試，會熟練的運用匯編語言編寫程序，會用相關的軟件對自己的程序進行翻譯，并燒進芯片中，要與對方接收機統(tǒng)一通信協(xié)議，要耐心的反復檢查、修改和調(diào)試，直到達到預期目的。
單片機串行通信發(fā)射機采用串行工作方式，發(fā)射并顯示兩位數(shù)字信息，既顯示00-99，使數(shù)據(jù)能夠在不同地方傳遞。硬件部分主要分兩大塊，由AT89C51和多個按鍵組成的控制模塊，包括時鐘電路、控制信號電路，時鐘采用6MHZ晶振和30pF的電容來組成內(nèi)部時鐘方式，控制信號用手動開關來控制，P1口來控制，P2、P3口產(chǎn)生信號并通過共陽極數(shù)碼管來顯示，軟件采用匯編語言來編寫，發(fā)射程序在通信協(xié)議一致的情況下完成數(shù)據(jù)的發(fā)射，同時顯示程序?qū)Πl(fā)射的數(shù)據(jù)加以顯示。
畢業(yè)設計的目的是了解基本電路設計的流程，豐富自己的知識和理論，鞏固所學的知識，提高自己的動手能力和實驗能力，從而具備一定的設計能力。
我做得的畢業(yè)設計注重于對單片機串行發(fā)射的理論的理解，明白發(fā)射機的工作原理，以便以后單片機領域的開發(fā)和研制打下基礎，提高自己的設計能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，豐富自己的知識理論，做到理論和實際結(jié)合。本課題的重要意義還在于能在進一步層次了解單片機的工作原理，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)。理解單片機的接口技術，中斷技術，存儲方式，時鐘方式和控制方式，這樣才能更好的利用單片機來做有效的設計。
我的畢業(yè)設計分為兩個部分，硬件部分和軟件部分。硬件部分介紹：單片機串行通信發(fā)射機電路的設計，單片機AT89C51的功能和其在電路的作用。介紹了AT89C51的管腳結(jié)構(gòu)和每個管腳的作用及各自的連接方法。AT89C51與MCS-51兼容，4K字節(jié)可編程閃爍存儲器，壽命：1000次可擦，數(shù)據(jù)保存10年，全靜態(tài)工作：0HZ-24HZ，三級程序存儲器鎖定，128*8位內(nèi)部RAM，32跟可編程I/O線，兩個16位定時/計數(shù)器，5個中斷源，5個可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)震蕩和時鐘電路，P0和P1可作為串行輸入口，P3口因為其管腳有特殊功能，可連接其他電路。例如P3.0RXD作為串行輸出口，其中時鐘電路采用內(nèi)時鐘工作方式，控制信號采用手動控制。數(shù)據(jù)的傳輸方式分為單工、半雙工、全雙工和多工工作方式；串行通信有兩種形式，異步和同步通信。介紹了串行串行口控制寄存器，電源管理寄存器PCON，中斷允許寄存器IE，還介紹了數(shù)碼顯示管的工作方式、組成，共陽極和共陰極數(shù)碼顯示管的電路組成，有動態(tài)和靜態(tài)顯示兩種方式，說明了不同顯示方法與單片機的連接。再后來還介紹了硬件的焊接過程，及在焊接時遇到的問題和應該注意的方面。硬件焊接好后的檢查電路、不裝芯片上電檢查及上電裝芯片檢查。軟件部分：在了解電路設計原理后，根據(jù)原理和目的畫出電路流程圖，列出數(shù)碼顯示的斷碼表，計算波特率，設置串行口，在與接受機設置相同的通信協(xié)議的基礎上編寫顯示和發(fā)射程序。編寫完程序還要進行編譯，這就必須會使用編譯軟件。介紹了編譯軟件的使用和使用過程中遇到的問題，及在編譯后燒入芯片使用的軟件PLDA，后來的加電調(diào)試，及遇到的問題，在沒問題后與接受機連接，發(fā)射數(shù)據(jù)，直到對方準確接收到。在軟件調(diào)試過程中將詳細介紹調(diào)試遇到的問題，例如：通信協(xié)議是否相同，數(shù)碼管是否與芯片連接對應，計數(shù)器是否開始計數(shù)等。
我所設計的單片機串行接口現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到無線收發(fā)的階段，本文參考無線發(fā)射部分就是參考南華大學黃智偉、朱衛(wèi)華的《單片機與嵌入式系統(tǒng)應用》一文，該串行無線發(fā)射電路結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，可方便地在單片機與單片機之間，構(gòu)成一個點對點、一點對多點的無線串行數(shù)據(jù)傳輸通道。單片機無線串行接口電路由MICRF102單片發(fā)射器芯片、MICRF007單片接收器芯片組成，工作在300~440MHzISM頻段；具有ASK調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強，適合工業(yè)控制應用；采用PLL頻率合成技術，頻率穩(wěn)定性好；接收靈敏度高達－96dBm，最大發(fā)射功率達－2.5dBm；數(shù)據(jù)速率可達2Kb/s；低工作電壓：4.75~5.5V；功耗低，接收時電流3mA，發(fā)射時電流7.75mA，接收待機狀態(tài)僅為0.5μA，發(fā)射待機狀態(tài)僅為1.0μA；可用于單片機之間的串行數(shù)據(jù)無線傳輸，也可在單片機數(shù)據(jù)采集、遙測遙控等系統(tǒng)中應用。
最后介紹了畢業(yè)設計做完后的結(jié)論以及自己的心得體會。
2硬件
2.1硬件的基本組成：
單片機89C51、6M晶震、30pF電容、22uf/10V電容、1K電阻、共陽極數(shù)碼顯示管、按鍵。
2.2電路圖
（見附錄A）
2.3硬件介紹
2.3.1單片機概述
單片機也被稱作“單片微型計算機”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。單片機一詞最初是源于“SingleChipMicrocomputer”,簡稱SCM。隨著SCM在技術上、體系結(jié)構(gòu)上不斷擴展其控制功能，單片機已不能用“單片微型計算機”來表達其內(nèi)涵。國際上逐漸采用“MCU”(MicroControllerUnit)來代替，形成了單片機界公認的、最終統(tǒng)一的名詞。為了與國際接軌，以后應將中文“單片機”一詞和“MCU”唯一對應解釋。在國內(nèi)因為“單片機”一詞已約定俗成，故而可繼續(xù)沿用。
2.3.1.1單片機的發(fā)展歷史
如果將8位單片機的推出作為起點，那么單片機的發(fā)展歷史大致可以分為以下幾個階段：
第一階段（1976—1978）：單片機的探索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。MCS-48的推出是在工控領域的探索，參與這一探索的公司還有Motorola、Zilog等。都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單片機”一詞即由此而來。
第二階段（1978—1982）：單片機的完善階段。Intel公司在MCS-48基礎上推出了完善的、典型的單片機系列MCS-51。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結(jié)構(gòu)。
1.完善的外部總線。MCS-51設置了經(jīng)典的8位單片機的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有多機通信功能的串行通信接口。
2.CPU功能單元的集中管理模式。
3.體現(xiàn)工控特性的地址空間及位操作方式。
4.指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。
第三階段（1982—1990）：8位單片機的鞏固發(fā)展及16位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器發(fā)展的階段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機，將一些用于測控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機的微控制器特征。
第四階段（1990—）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機在各個領域全面、深入地發(fā)展和應用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強運算能力的8位/16位/32位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機。
2.3.1.2單片機的發(fā)展趨勢
目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，今后單片機的發(fā)展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗化、低電壓化、低噪聲與高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低價格化、電路內(nèi)裝化和串行擴展技術。隨著半導體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機的集成度將更高、體積將更小和功能將更強。
2.3.1.3單片機的特點
單片機主要有如下特點：
1.有優(yōu)異的性能價格比。
2.集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。
3.制功能強。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。
4.低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。
5.外部總線增加了I2C（Inter-IntegratedCircuit）及SPI(SerialPeripheralInterface)等串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。
6.單片機的系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)。
2.3.1.4單片機的應用
由于單片機具有顯著的優(yōu)點，它已成為科技領域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應用遍及各個領域，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1.單片機在智能儀表中的應用
2.單片機在機電一體化中的應用
3.單片機在實時控制中的應用
4.單片機在分布式多機系統(tǒng)中的應用
5.單片機在人類生活中的應用
單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面，另一方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能通過單片機來實現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是對傳統(tǒng)控制技術的一次革命。
A：由單片機組成控制器的結(jié)構(gòu)和特點：
單片微型計算機是微型計算機發(fā)展中的一個重要分支，是把構(gòu)成一臺微型計算機的主要部件如中央處理器(CPU)、存儲器(RAM/ROM)和各種功能I/O接口集成在一塊芯片上的單芯片微型計算機(SingleChipMicroComputer),簡稱單片機.由于它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按工業(yè)控制要求設計的,且近年來單片機著力擴展了各種控制功能如A/D、PWM等,因此我們更多時候稱其為一個單片形態(tài)的微控制器(SingleChipMicroController),或直接稱其為微控制器(MicroController)。
B：用單片機組成的微機控制系統(tǒng)具有以下特點:
1.受集成度限制,片內(nèi)存儲器容量較小,一般片內(nèi)ROM小于4—8K字節(jié),片內(nèi)RAM小于256字節(jié);但可在外部進行擴展,如MCS—51系列單片機的片外可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)可分別擴展至64K字節(jié)。
2.可靠性高。單片機芯片本身是按工業(yè)控制環(huán)境要求設計的,其抗工業(yè)噪聲的能力優(yōu)于一般通用CPU;程序指令及其常數(shù)、表格固化在ROM中不易破壞;常用信號通道均在一個芯片內(nèi),故可靠性高。
3.易擴展。片內(nèi)具有計算機正常運行所必須的部件,芯片外部有許多供擴展用的總線及并行、串行輸入/輸出端口,很容易構(gòu)成各種規(guī)模的微機控制系統(tǒng)。
4.控制功能強。為了滿足工業(yè)控制要求,單片機的指令系統(tǒng)中有極豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。一般來說,單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微處理器。
5.一般的單片機內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)管理軟件,軟件開發(fā)工作量大。但近年來已開始出現(xiàn)了片內(nèi)固化有BASIC解釋程序及FROTH操作系統(tǒng)的單片機,使單片機系統(tǒng)的開發(fā)提高了一個新水平。
此外,單片機成本低、集成度高、控制功能多,可靈活地組裝成各種智能控制裝置,并能有針對性設計成專用系統(tǒng),解決從簡單到復雜的各種需要,實現(xiàn)最佳的性價比。特別是單片機與傳統(tǒng)機械產(chǎn)品相結(jié)合,使原有機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡化、控制智能化。如數(shù)控機床就是典型實例。近年來,單片機發(fā)展極快,其產(chǎn)量占微機產(chǎn)量的70%以上。目前，至少有50個系列400余種機型，性能和結(jié)構(gòu)各不相同,INTEL、MOTOROLA、ZILCG等公司都有系列單片微型計算機。國內(nèi)普及的幾乎都是INTEL公司的產(chǎn)品。
近年來隨著計算機在社會領域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強，體積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點，因此特別適合于與控制有關的系統(tǒng)，越來越廣泛地應用于自動控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個領域，單片機往往是作為一個核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善。
本次做的數(shù)字鐘是以單片機（AT89C51）為核心，結(jié)合相關的元器件（共陰極LED數(shù)碼顯示器、BCD-鎖存/7段譯碼/驅(qū)動器CC4511等），再配以相應的軟件，達到制作簡易數(shù)字鐘的目的，其硬件部分難點在于元器件的選擇、布局及焊接。
關鍵詞：單片機AT89C51共陰極LED數(shù)碼顯示器BCD-鎖存/7段譯碼/驅(qū)動器CC4511
Abstract
Inrecentyears,withcomputersintheinfiltrationandthedevelopmentoflarge-scaleintegratedcircuits.SCMapplicationissteadilydeepening,asithasstrongfunction,smallsize,lowpowerdissipation,lowprices,reliable,easytousefeatures,itisparticularlysuitedtoandcontrolofthesystem,increasinglywidelyusedinautomaticcontrol,intelligentinstruments,gauges,dataacquisition,militaryproductsandhouseholdappliances,andotherareas,isoftenmicrocontrollerasacorecomponenttouse,Inlightofspecifichardwarearchitecture,andapplication-specificsoftwarefeaturesobjectcombinetomakeperfect.
ThefiguresdobellonSCM(AT89C51)atthecore,Combinedwiththecomponents(atotalofcathodeLEDdigitaldisplay,BCD-latch/7ofdecoding/actuatorCC4511),andfactoringinthecorrespondingsoftware,Easytoproducedigitalclockpurposes,aspartofthehardwarecomponentsisadifficultchoice,layoutandwelding.
Keywords:SingleChipMicrocomputerAT89C51TotalcathodeLEDfiguresdisplayBCD-thelocksave/7thesegmentstranslatecode/actuatorCC4511
目錄
摘要2
Abstract2
目錄3
引言4
第一章題目5
1.2、課程設計目的5
第二章單片機發(fā)展歷史5
2.1三大階段5
2.2如果將8位單片機的推出作為起點6
2.3單片機的發(fā)展趨勢7
第三章單片機的組成及特點9
3.1單片機的組成9
3.2單片機的特點9
3.3單片機的分類10
第四章單片機的應用10
4.1單片機的應用分類10
第五章數(shù)字種的構(gòu)成12
5.1數(shù)字鐘的構(gòu)成12
5.2實驗中所需的器材12
5.3方案選擇與相關技術13
5.4AT89C51的單片機簡介13
5.4.1主要特性15
5.4.2管腳說明16
5.4.3振蕩器特性18
5.5CC4511集成簡介19
5.5.14511集成分析19
5.5.24511的邏輯圖20
5.6LED數(shù)碼顯示器簡介21
5.6.1LED數(shù)碼顯示器的結(jié)構(gòu)21
5.6.2LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方法22
第六章電路設計22
6.1電路接法22
6.1.1晶體振蕩器與AT89C51的接法22
6.1.2單片機AT89C51的銀腳的連接23
6.1.3譯碼器CC4511的銀腳連接23
6.2數(shù)字鐘電路圖24
第七章調(diào)試過程：26
1）檢測AT89C51運行否26
2）七段數(shù)碼管26
總結(jié)26
參考文獻26
致謝27
引言
20世紀末，電子技術獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。
時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當前的時間。忘記了要做的事情，當事情不是很重要的時候，這種遺忘無傷大雅。但是，一旦重要事情，一時的耽誤可能釀成大禍。
目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。下面是單片機的主要發(fā)展趨勢。
單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是傳統(tǒng)控制技術的一次革命。
隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市化、城鎮(zhèn)化進程的加快，道路交通堵塞問題日趨嚴重，如何對交通進行合理的管理和調(diào)度而盡可能減少堵車現(xiàn)象成為目前我國很多地方尤其是特大城市急需解決的問題，顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。本文就控制交通燈的方法進行了討論，分析了各種方案的性價比，并用軟、硬件加以實現(xiàn)。而后，對六車道以上道路的“十字交叉路通燈控制”進行了分析。最后，還對城市交通燈網(wǎng)的控制進行了展望。希望能給有關政府部門一些參考，更好地改善我們的城市交通?，F(xiàn)今的交通發(fā)展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴寬，人行橫道相對較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通過馬路。行人自控指示燈系統(tǒng)可以有效的改善這種狀況。特別是像北京這樣的大都市，經(jīng)濟飛速發(fā)展，車輛繁多，人口密集。緩解交通已成為當務之急.例如在我們新校區(qū)西門口(塔南路)就是這種情況,每天進出校門的學生特別多,大多還需要穿過這條繁忙的高速公路,這為學校師生帶來大大的不便.該系統(tǒng)主要應用于交通領域，具有較高的實用價值。該系統(tǒng)利用紅燈,黃燈,綠燈來指揮車輛和行人，以達到車輛停止，行人通行的目的,減少了交通擁擠現(xiàn)象,為行人節(jié)省了時間,即保證行人過馬路時的安全，也減輕了交管部門的負擔。本產(chǎn)品面對公共交通設施，并不注重經(jīng)濟收益，而是注重以后潛在的發(fā)展，從而帶動相關產(chǎn)業(yè)。用戶可以完全掌握行人自控指示燈系統(tǒng)的操作方法，以及各個按鍵的作用科學技術的突飛猛進直接把我們帶進了信息化的社會，計算機的應用已普及到經(jīng)濟和社會生活的各個領域.
第二章設計要求與任務
第一節(jié)目的和要求:
1、實驗要求：
編寫程序，以89c52的端口作為輸出口，控制4個雙色LED燈(可發(fā)紅、綠、黃光)，模擬十字路通燈管理。
2、實驗目的：
(1)學習I／0口擴展方法；掌握89c52的工作原理以及編程方法，了解軟件與硬件的調(diào)試技術。
(2)學習模擬交通燈控制方法；(3)學習雙色LED燈的使用；
第二節(jié)設計任務和設計內(nèi)容:(CPU均采用89c52)
1.軟件延時實現(xiàn)模擬路通燈控制：(如圖1)
實驗效果:軟件延時控制A﹑C路口紅燈，B﹑D路口綠燈亮60秒；然后A﹑C路口不變，B﹑D路口綠燈閃5下，然后B﹑D路口黃燈亮；再變?yōu)锳﹑C路口綠燈，B﹑D紅燈延時3秒；然后A﹑C路口綠燈閃5下，再黃燈亮，B﹑D不變。再循環(huán)······。并將綠燈剩余時間顯示在LED上(該項編程可將其結(jié)果顯示在計算機屏幕上代替)。
初始化
設置89c52
為輸出
C口為輸出
清LED
BD,AC四個方向全為紅短延時
BD方向亮綠燈60秒
AC方向亮紅燈
BD方向綠燈閃五次，AC方向燈不變
BD方向為黃燈延時
AC方向燈不變
有鍵按下？
有鍵按下？
BD方向亮紅燈并延時3秒，AC方向亮綠燈
有鍵按下？
有鍵按下？
狀態(tài)0
狀態(tài)1
狀態(tài)2
狀態(tài)3
有鍵按下？
BD方向燈不變，
AC方向綠燈閃五次
狀態(tài)4
BD方向燈不變，
AC方向黃燈延時
狀態(tài)4
返回DOS
狀態(tài)1
狀態(tài)3
狀態(tài)4
狀態(tài)2
循環(huán)
運行
（圖2流程圖）
2.89c52定時器控制模擬交通燈:
實驗效果:軟件延時控制A﹑C路口紅燈，B﹑D路口綠燈亮50秒；其余要求和第1點中的相同。
第三章設計方案及評估論證
第一節(jié)題意分析：
雖然題目是四個路口，其實這是用于人行橫道處的
交通燈，也可用于不允許拐彎的主﹑副街道的交叉口處。
如圖1所示，B、D方向是雙向車道；A、C方向是人行橫道。或者將BD看作主街道，而AC看作副街道，也是可以的。
第二節(jié)工作原理說明：
1.工作原理說明：
此方案是通過并行接口芯片89c52A和計
算機的硬件連接，以及通過軟件延時的方法進行軟件
編程，來實現(xiàn)十字路通燈的模擬控制。如圖2（89c52A芯片）所示，1.主控制單片機
關鍵詞：單片機RS—485總線數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換鍵盤處理
一、前言
目前檢測溫度一般采用熱電偶或熱敏電阻作為傳感器，這種傳感器至儀表之間一般都要用專用的溫度補償導線，而溫度補償導線價格很貴，并且線路太長也會影響測量精度。在實際應用中往往需要對較遠處（1KM左右）的溫度信號進行監(jiān)視?，F(xiàn)有的解決方案有很多，例如：
1、在現(xiàn)場用智能儀表對溫度信號進行測量，用計算機作上位機與智能儀表進行通訊來實現(xiàn)遠程溫度監(jiān)測（采用這種方案要增加計算機設備及相關計算機軟件）。
2、NCU+DDC實現(xiàn)遠程溫度監(jiān)測。用兩個DDC，一個安裝在現(xiàn)場測量溫度，另一個安裝在監(jiān)視地，兩個DDC通過NCU進行通訊從而實現(xiàn)遠程溫度監(jiān)測。
但以上方案都存在成本高的問題，有沒有低成本的解決方案呢？其實，在單片機應用日益廣泛的今天，完全可以用單片機以極低的成本來實現(xiàn)遠程溫度監(jiān)測。
二、問題的提出
我單位管理的鍋爐房同時給兩棟建筑物內(nèi)的兩家酒店供應蒸汽，由安裝在兩棟建筑物地下室的熱交換器進行熱交換后產(chǎn)生熱水送給客房。從鍋爐房至兩個熱交換站的距離分別約600米，值班人員要不停地奔波于兩個熱交換站與鍋爐房之間進行設備巡視，檢查熱水溫度是否控制在規(guī)定的范圍，這樣不僅增加了值班人員的勞動強度，同時也使鍋爐房經(jīng)常無人(因每班1人值班)。如果能在鍋爐房顯示兩個熱交換站內(nèi)各熱交換器的熱水溫度，則值班人員僅在熱水溫度異常時才需到各熱交換站檢查設備，這樣便可解決上述問題。我公司曾就此問題找專業(yè)公司作過方案，其報價在人民幣10萬元左右，后因種種原因該項目未實施。經(jīng)過分析，本人發(fā)現(xiàn)可以用單片機+智能儀表以低成本實現(xiàn)溫度遠程顯示，并且經(jīng)過實驗取得了成功，現(xiàn)將設計方案簡述如下：
三、控制要求及解決方案選擇
1、兩個熱交換站分高低區(qū)共安裝有8個熱交換器，正常水溫在45oC至65oC之間；兩個熱交換站與鍋爐房的距離分別為500米和600米左右。
1步進電機原理簡介
步進電機是數(shù)字控制電機，它將脈沖信號轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個脈沖信號，步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度，因此非常適合于單片機控制。步進電機可分為反應式步進電機（簡稱VR）、永磁式步進電機（簡稱PM）和混合式步進電機（簡稱HB）。
步進電機區(qū)別于其他控制電機的最大特點是，它是通過輸入脈沖信號來進行控制的，即電機的總轉(zhuǎn)動角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機的轉(zhuǎn)速由脈沖信號頻率決定。
步進電機的驅(qū)動電路根據(jù)控制信號工作，控制信號由單片機產(chǎn)生。其基本原理作用如下：
(1)控制換相順序
通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進電機的三拍工作方式，其各相通電順序為A-B-C－D,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A,B,C，D相的通斷。
(2)控制步進電機的轉(zhuǎn)向
如果給定工作方式正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機就反轉(zhuǎn)。
(3)控制步進電機的速度
如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。
(4)步進電機的靜態(tài)指標及術語
相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。常用m表示。
拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.
步距角：對應一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機為例。四拍運行時步距角為θ=360度/（50*4）=1.8度（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）。
定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）
靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機體積（幾何尺寸）的標準，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關，但過份
采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音。
(5)、步進電機動態(tài)指標及術語：
步距角精度：步進電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應在5%之內(nèi)，八拍運行時應在15%以內(nèi)。
失步：電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。
失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。
1.1概念
電子臺歷對于人們來說并不陌生，是日常生活中的一種計時工具，顯示內(nèi)容比較具體，包括：年、月、秒等，以其自身精確、使用方便等優(yōu)勢受到人們越來越多的關注。在電子臺歷使用過程中，能夠在兩個方面體現(xiàn)其特點，一方面，能夠與軟、硬件更新同步，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的服務，具有實時性特點；另一方面，結(jié)構(gòu)簡單，主要是將單片機作為基礎，與LED顯示電路等構(gòu)成，而且在特殊環(huán)境影響下，能夠進行實時調(diào)試，極大地提高了工作效率。
1.2設計原理
電子臺歷軟件主要包括程序初始化、按鍵檢測等，硬件則為單片機，由于單片機芯片接口數(shù)量較多，在實際應用中比較復雜。誠然，電子臺歷體積小，但是，其內(nèi)部系統(tǒng)包含電源電路、時鐘等部件，能夠確保其穩(wěn)定、正常運行，另外，在其設計中，臺歷前板顯示屏幕是價格比較昂貴的數(shù)碼管液晶顯示器，能夠有效突破傳統(tǒng)僅能夠顯示一種字體的弊端，通過這種設計，不僅能夠滿足個性化需求，有效節(jié)約成本，還能夠提高電子臺歷市場占有率。目前，Proteus系統(tǒng)電子臺歷應用范圍比較廣泛。
2在電子信息中單片機電子臺歷的應用
2.1激發(fā)學生興趣，挖掘創(chuàng)新潛能
傳統(tǒng)教學主要采用標準模塊，學生被動地在課前對相關實驗進行預習，并將事先編好的程序錄入系統(tǒng)中進行驗證即可，在很大程度上寫弱了學生學習積極性和熱情，而單片機教學不同，學生在教師引導下，可以利用單片機軟件進行創(chuàng)新設計，有效激發(fā)學生興趣，拓展學生思維，能夠深入挖掘創(chuàng)新潛能。另外，該技術自身結(jié)構(gòu)簡單、學生操作難度較低，能夠為學生進行自主實驗提供支持，不僅能夠優(yōu)化教學，提升教學有效性，還能夠充分調(diào)動學生積極性和熱情。
2.2豐富教學內(nèi)容，拓展知識范圍
電子信息工程作為計算機應用科學的重要組成部分，是適應現(xiàn)代社會發(fā)展的基礎，在社會經(jīng)濟迅速發(fā)展影響下，電子信息技術已經(jīng)在社會各個領域中得到了廣泛推廣和普及，在推動社會、經(jīng)濟發(fā)展等方面具有重要作用。傳統(tǒng)電子信息工程中的設計與運用，已經(jīng)不能夠更好地幫助學生參與現(xiàn)代社會發(fā)展，特別是在單片機在人們生活中的應用，使得人們對電子信息工程提出了更高的要求情況下。因此，將單片機技術引入教學中成為未來主要趨勢，在教學中滲透，不僅能夠豐富教學內(nèi)容，豐富知識范圍，還能夠進一步激發(fā)學生創(chuàng)造力，提升自身專業(yè)技能。在實際教學中，教師要認識到單片機添加到教學中的重要性，并引導學生全面、系統(tǒng)了解和掌握單片機知識，從而推動電子信息工程實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。
2.3提供實驗素材，培養(yǎng)綜合能力
電子信息工程發(fā)展過程中，實驗在促進其不斷發(fā)展中占據(jù)不可替代的重要位置，傳統(tǒng)教學中，教師普遍將理論知識的傳授作為課堂教學核心，在很大程度上限制學生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，無法真正理解和掌握單片機技術相關內(nèi)容，為了能夠突破傳統(tǒng)單一模式的缺陷，教師可以引導學生認識并掌握此設計相關知識，例如：臺歷結(jié)構(gòu)等，并將單片機在電子臺歷中的運用作為實驗課題，圍繞實踐操作進行模擬實驗，在實驗過程中，教師通過正確引導，使得學生在體會實驗的同時，扎實的掌握基礎知識，從而為進一步開展電子信息工程教學奠定堅實的基礎。除此之外，教師還需要放手讓學生自主進行實驗，并及時發(fā)現(xiàn)自身存在的不足之處，參照原始實驗過程進行對比，加以調(diào)整和優(yōu)化，提高學習效率。通過這種方式，不僅能夠使得學生更好地掌握專業(yè)知識，豐富知識面，還能夠有效培養(yǎng)學生自主學習等綜合能力，從而進一步挖掘電子信息工程。
3結(jié)語
