单片机课程设计基于单片机的多功能综合应用系统的设计

单片机课程设计报告——基于单片机的多功能综合应用系统的设计

摘要

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。本次课程设计采用AT89C51单片机作为主要核心部件，加上LED、LCD、键盘、LED点阵等外围设备，实现了键盘控制LED并以LCD显示及LED点阵显示和可校时数字时钟、温度控制等功能，这些功能贴近日常生活，非常具有现实意义。

目录

摘要 (2)

一、概述 (4)

1.1设计意义 (4)

1.2设计目标 (5)

第一部分：基本功能 (5)

第二部分：基本应用模块 (5)

第三部分：基于仿真的扩展模块 (5)

第四部分：赛前训练模块 (5)

1.3设计要求 (5)

1.4 任务分配 (6)

二、硬件和程序设计 (7)

元器件及开发环境 (7)

元器件清单 (7)

开发环境 (8)

第一部分：基本功能 (8)

1.1 单片机最小系统 (8)

1.2 LED彩灯模块 (10)

1.3 LCD 显示模块 (10)

1.4 键盘控制模块 (11)

1.5 第一部分整体图 (11)

1.6 硬件实物图 (12)

1.7 程序设计 (13)

第二部分：基本应用模块 (13)

2.1 数字时钟 (13)

2.2 程序设计 (14)

第三部分：基于仿真的扩展模块 (15)

3.1 点阵基础——8*8点阵调节 (15)

3.2 点阵模块——16*16点阵显示 (15)

3.3 程序设计 (16)

第四部分：赛前训练模块 (16)

4.1 系统描述 (16)

4.2 温度采集模块 (17)

4.3 时钟模块 (17)

4.4 通信模块 (17)

4.5 显示模块 (18)

4.6 温度控制系统整体图 (18)

4.7 程序设计 (18)

三、总结和心得 (19)

四、参考资料 (20)

附录（程序代码节选） (21)

第一部分（节选主要部分） (21)

第二部分（节选主要部分） (23)

一、概述

1.1设计意义

本次单片机课程设计内容包括单片机正常启动和复位，LED花样控制及亮度、色彩变化调节，LCD液晶显示屏的调节，点阵LED的文字输出，时钟芯片DS1302的配置，温度传感器DS18B20的使用，以及键盘控制单片机工作，对以上技术的掌握可以有效地提高我们的实际应用能力，如基于LED的节日艺术彩灯控制系统、温度采集和实时监控系统、电子日历等，具有非常实际的意义和价值，使我们对知识的学习由理论提升到实践，让专业知识学习得到极大巩固和提高。

1.2设计目标

第一部分：基本功能

1．设计并实现具有复位功能的单片机小系统。

2．利用单片机进行灯光的场景开关控制、循环点亮控制、花样变化控制及速度变化控制。

3．利用单片机进行灯光的色彩连续变化效果控制。

4．利用单片机进行灯光的三色联动定时控制（以交通灯为例）。

5. 配合2至4项中功能，实现液晶屏输出功能或状态信息。

6. 实现基于4X4键盘的输入功能。

第二部分：基本应用模块

7. 数字时钟的设计（要求：显示时间、调整时间、闹钟功能等）

第三部分：基于仿真的扩展模块

8.16x16点阵LED显示同组同学汉字名。

第四部分：赛前训练模块

9.温度监控系统

1.3设计要求

1．能启动、停止单片机；

2．能通过开关（按键）进行功能选择；

3．基本功能部分要体现循环、组合和色彩变化的控制功能和效果，实现三色联动定时控制，控制变化规律的类型或功能不少于5种。

1.4 任务分配

根据组内成员的擅长方向，由纪琛负责电路仿真和程序设计，马浩负责硬件的搭建和调试。

第一部分用时3周，第二部分用时2周，第三部分用时1周，第四部分用时3周，共用时9周。

二、硬件和程序设计

元器件及开发环境元器件清单

17 74LS04 片 2 20 可换用74LS07/06、

74HC245以改善驱动能力

18 RT1602液晶显示屏只 1 20

19 DS18B20温度传感器只 1 20

20 8550三极管只 1 20 PNP型

21 有源一体蜂鸣器5V 只 1 20

（补充：由于本组第二部分设计要求，设计时自行增加了时钟芯片DS1302和32.768KHz晶振各一个）

开发环境

硬件仿真环境——Proteus 7

软件开发环境——Keil µVision4

第一部分：基本功能

1.1 单片机最小系统

1.1.1 复位电路

1.1.2 晶振电路

1.1.3 最小系统整体图

1.2 LED彩灯模块1.3 LCD 显示模块

1.4 键盘控制模块1.5 第一部分整体图

1.6 硬件实物图

1.7 程序设计

（详细程序见附录）

第二部分：基本应用模块2.1 数字时钟

2.1.1 DS1302时钟电路