单片机应用实例报告.pdf

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1、. 单片机应用实例报告 零.序 这个学期一开始便接触了 单片微型计算机原理与接口技术 ，听说是微 型计算机控制技术实用教程 的基础，对于工科的我来说学以致用无非是一切的 一切，虽然还是个该领域的菜鸟， 但是单片机之于自动化的意义不言而喻，对于 这篇论文，以下开始展开，不足之处谅解。 一.概述 单片机是一种集成在电路芯片， 是采用超大规模集成电路技术把具有数据处 理能力的中央处理器CPU随机存储器 RAM 、只读存储器 ROM 、多种 I/O 口和中断 系统、定时器 / 计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟 多路转换器、 A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完

2、善的计算 机系统。 关于 80C51 ： 该系列单片机是采用高性能的静态80C51 设计 由先进 CMOS 工 艺制造并带有非易失性Flash 程序存储器全部支持12 时钟和6 时钟操作 P89C51X2 和 P89C52X2/54X2/58X2 分别包含 128 字节和 256 字节 RAM 32 条 I/O 口线 3 个 16 位定时 / 计数器 6 输入 4 优先级嵌套中断结构 1 个串行 I/O 口 可用于多机通信 I/O 扩展或全双工 UART 以及片内振荡器和时钟电路。 此外，由 于器件采用了静态设计，可提供很宽的操作频率范围，频率可降至0 。可实现 两个由软件选择的节电模式，空闲

3、模式和掉电模式，空闲模式冻结CPU但 RAM 定时器，串口和中断系统仍然工作掉电模式保存RAM 的内容 但是冻结振荡器导 致所有其它的片内功能停止工作。 由于设计是静态的时钟可停止而不会丢失用户 数据 运行可从时钟停止处恢复的。 二.应用领域 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机 的踪迹。导弹的导航装置， 飞机上各种仪表的控制， 计算机的网络通讯与数据传 输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC 卡，民用 豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩 具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人

4、、智 能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用 与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备 的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴： 1. 在智能仪器仪表上的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等 优点，广泛应用于仪器仪表中， 结合不同类型的传感器， 可实现诸如电压、 功率、 . 频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理 量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起 采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设

5、备（功率计，示波器，各种分 析仪） 。 2. 在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。 例如工厂流水线的 智能化管理， 电梯智能化控制、 各种报警系统， 与计算机联网构成二级控制系统 等。 3. 在家用电器中的应用 可以这样说， 现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、 洗衣 机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、 再到电子秤量设备， 五花八门， 无所不在。 4. 在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为 在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本 上都实现了单片

6、机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信 呼叫系统、列车无线通信、 再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信， 无线电对讲机等。 5. 单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机， 各种分析仪， 监 护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 6. 在各种大型电器中的模块化应用 某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应 用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能， 微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原 理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于 RO

7、M） ，由微控制器读出， 转化为模拟音乐电信号（类似于声卡） 。 在大型电路中， 这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路， 降低了损 坏、错误率，也方便于更换。 7. 单片机在汽车设备领域中的应用 单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于 CAN 总线的汽车发动机智能电子控制器，GPS导航系统， abs防抱死系统， 制动 系统等等。 此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分 广泛的用途。 三.运用实例 . 实例 1. 6 位数显频率计数器 1 实验任务 利用 AT89S51单片机的 T0、T1 的定时计数器功能， 来完成对输入的信号进 行频

8、率计数，计数的频率结果通过8 位动态数码管显示出来。要求能够对 0250KHZ的信号频率进行准确计数，计数误差不超过1HZ 。 2 电路原理图 图 4.31.1 3 系统板上硬件连线 （1） 把“单片机系统”区域中的P0.0P0.7 与“动态数码显示”区域中的 ABCDEFGH端口用 8芯排线连接。 （2） 把“单片机系统”区域中的P2.0P2.7 与“动态数码显示”区域中的 S1S2S3S4S5S6S7S8端口用 8 芯排线连接。 . （3） 把“单片机系统”区域中的P3.4（T0）端子用导线连接到“频率产生 器”区域中的 WAVE 端子上。 4 程序设计内容 （1） 定时/ 计数器 T0和

9、 T1的工作方式设置，由图可知，T0是工作在计数状 态下，对输入的频率信号进行计数，但对工作在计数状态下的T0，最 大计数值为 fOSC/24，由于 fOSC 12MHz ，因此：T0的最大计数频率为 250KHz 。对于频率的概念就是在一秒只数脉冲的个数，即为频率值。 所以 T1工作在定时状态下，每定时1 秒中到，就停止 T0的计数，而 从 T0 的计数单元中读取计数的数值，然后进行数据处理。送到数码管 显示出来。 （2） T1 工作在定时状态下，最大定时时间为65ms ，达不到 1 秒的定时，所 以采用定时 50ms ，共定时 20次，即可完成 1 秒的定时功能。 5 C 语言源程序 #i

10、nclude unsigned char code dispbit=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; unsigned char code dispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40; unsigned char dispbuf8=0,0,0,0,0,0,10,10; unsigned char temp8; unsigned char dispcount; unsigned char T0count; unsigned char timecount;

11、 bit flag; unsigned long x; void main(void) unsigned char i; TMOD=0x15; TH0=0; TL0=0; TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; while(1) . if(flag=1) flag=0; x=T0count*65536+TH0*256+TL0; for(i=0;i unsigned char code dispbitcode=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7, . 0xef,0xdf,0xb

12、f,0x7f; unsigned char code dispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00; unsigned char dispbuf8=10,10,10,10,0,0,0,0; unsigned char dispcount; unsigned char getdata; unsigned int temp; unsigned char i; sbit ST=P30; sbit OE=P31; sbit EOC=P32; sbit CLK=P33; void main(void) ST=0; OE=

13、0; ET0=1; ET1=1; EA=1; TMOD=0x12; TH0=216; TL0=216; TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256; TR1=1; TR0=1; ST=1; ST=0; while(1) if(EOC=1) OE=1; getdata=P0; OE=0; temp=getdata*235; temp=temp/128; i=5; dispbuf0=10; dispbuf1=10; dispbuf2=10; . dispbuf3=10; dispbuf4=10; dispbuf5=0; dispbuf6=0; dispbu

14、f7=0; while(temp/10) dispbufi=temp%10; temp=temp/10; i+; dispbufi=temp; ST=1; ST=0; void t0(void) interrupt 1 using 0 CLK=CLK; void t1(void) interrupt 3 using 0 TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256; P1=dispcodedispbufdispcount; P2=dispbitcodedispcount; if(dispcount=7) P1=P1 | 0x80; dispcount+;

15、 if(dispcount=8) dispcount=0; 实例三 . 报警器 1 实验任务 . 用 AT89S51单片机产生“嘀、嘀、 ”报警声从 P1.0 端口输出， 产生频率为 1KHz ， 根据上面图可知： 1KHZ方波从 P1.0 输出 0.2 秒，接着 0.2 秒从 P1.0 输出电平 信号，如此循环下去，就形成我们所需的报警声了。 2 电路原理图 图 4.18.1 3 系统板硬件连线 （1 把“单片机系统”区域中的P1.0 端口用导线连接到“音频放大模块”区 域中的 SPK IN 端口上， （2 在“音频放大模块”区域中的SPK OUT 端口上接上一个 8 欧或者是 16 欧 的

16、喇叭； 4 程序设计方法 （1生活中我们常常到各种各样的报警声，例如“嘀、嘀、”就是常见 的一种声音报警声，但对于这种报警声，嘀0.2 秒钟，然后断 0.2 秒钟，如此循 环下去，假设嘀声的频率为1KHz ，则报警声时序图如下图所示： . 上述波形信号如何用单片机来产生呢？ （2 由于要产生上面的信号，我们把上面的信号分成两部分，一部分为1KHZ 方波，占用时间为 0.2 秒；另一部分为电平，也是占用0.2 秒；因此，我 们利用单片机的定时 / 计数器 T0 作为定时，可以定时 0.2 秒；同时，也要 用单片机产生 1KHZ的方波，对于 1KHZ的方波信号周期为1ms ，高电平占 用 0.5m

17、s， 低电平占用 0.5ms， 因此也采用定时器T0来完成 0.5ms 的定时； 最后，可以选定定时 / 计数器 T0的定时时间为 0.5ms，而要定时 0.2 秒则 是 0.5ms 的 400 倍， 也就是说以 0.5ms 定时 400 次就达到 0.2 秒的定时时 间了。 5 程序框图 主程序框图 中断服务程序框图 . 图 4.18.2 6 汇编源程序 T02SA EQU 30H T02SB EQU 31H FLAG BIT 00H ORG 00H LJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 START: MOV T02SA,#00H MOV T02SB,#00H CLR

18、 FLAG MOV TMOD,#01H MOV TH0,#(65536-500) / 256 MOV TL0,#(65536-500) MOD 256 SETB TR0 SETB ET0 SETB EA SJMP $ INT_T0: MOV TH0,#(65536-500) / 256 MOV TL0,#(65536-500) MOD 256 INC T02SA MOV A,T02SA . CJNE A,#100,NEXT INC T02SB MOV A,T02SB CJNE A,#04H,NEXT MOV T02SA,#00H MOV T02SB,#00H CPL FLAG NEXT: JB

19、 FLAG,DONE CPL P1.0 DONE: RETI END 7 C 语言源程序 #include unsigned int t02s; unsigned char t05ms; bit flag; void main(void) TMOD=0x01; TH0=(65536-500)/256; TL0=(65536-500)%256; TR0=1; ET0=1; EA=1; while(1); void t0(void) interrupt 1 using 0 TH0=(65536-500)/256; TL0=(65536-500)%256; t02s+; if(t02s=400) t

20、02s=0; flag=flag; if(flag=0) P1_0=P1_0; . 四小结 通过以上的实例可以看出51 单片机的生活生产中的作用及其带来的便 捷，从学习和想深入掌握单片机精髓的角度来说，还是需要熟练掌握汇编语言的使用。从 这次的报告中制作中，从各种文献中我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实 际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单机片机更是如此，程序只有在经常的写与 读的过程中才能提高，这就是我在这次课程设计中的最大收获。单片机是一门应用性和 实践性很强的学科， ，感觉要学好单片机可不是一件容易的事，倒不是因为单片 机很难学， 而是进行实际应用。 学习使用单片机只能靠循序渐进的积累。我会在 今后的学习中多实践。