单片机课程设计报告书模板

西南科技大学
2011级微机原理与接口技术
课程设计报告
课题名称微机原理与接口技术
姓名
学号
院、系、部制造科学与工程学院
专业
指导教师
、成绩
指导教师签名： ____________
年月曰
一、绪言 (1)
二、系统设计 (1)
2.1系统整体流程图 (1)
2.2日历时钟的控制方案论证 (1)
2.3 单片机的选择方案论证 (2)
2.4 键盘选择方案论证 (2)
2.5 显示模块的选择方案论证 (2)
2.6模块的选择方案论证 (2)
三、硬件电路设计 (2)
3.1日历时钟的控制电路图 (2)
3.2 行列式键盘的设计................................................ . (3)
3.3数码管显示电路的设计 (3)
3.4蜂鸣器驱动电路的设计 (4)
3.5主要元器件选择 (4)
四、程序流程图 (5)
五、c 语言程序设计 (5)
六、日历时钟的控制器仿真 (19)
6.1 Keil 调试 (19)
6.2 Proteus 调试 (19)
七、结束语 (20)
八、参考文献 (21)
1、绪言
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。

电子时钟是现代社会中的主要计时工具之一，广泛应
用于手机，电脑，汽车等社会生活需要的各个方面，及对时间有要求的场合。

本设计采用
AT89C51单片机作为主要核心部件，附以上电复位电路，时钟电路及按键调时电路组成。

数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。

由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。

2、系统设计
2.1设计任务
1 、利用MCS-51内部定时器定时，编程实现年、月、日、时、分、秒的显示，显示格
式为：年月日：10-06-18
时分秒：09-12-35
也可自行设定显示格式，两部分可按键切换显示；
2、能按键调整日期、时间的数值；
3、可设定时间报警，报警的时间至少有2个，报警时应有报警指示。

4、要求至少调试出任务的前两项。

2.2方案比较与论证
2.2.1系统整体流程图
用4*3的行列式键盘组成0-9数字键及确认键、删除键，从矩阵键盘输入8位数密码，起始密码由程序设定，输入完后按确定键开锁，取消键清除所有输入。

用8位数码管组成显示电路提示信息，当输入密码时，只显示“-”，当密码位输入完毕按下确认键时，对输入的密码与设定的密码进行比较，若密码正确，则开锁，此处用LED发光二极管亮一秒钟做为提示。

当密码不正确时，禁止按键输入3秒，同时启动蜂鸣器发出“嘀、嘀”报警声。

223单片机的选择方案论证
方案一：采用可编程逻辑期间CPLD作为控制器。

CPL可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、10资源丰富、易于进行功能扩展。

采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。

但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高，且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案
方案二：采用Atmel公司的AT89S5单片机作为控制器。

AT89S5是一个低功耗，高性能的51内核的CM08位单片机，片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器，具有
256 bytes的随机存取数据存储器（RAMI，32个IO 口，2个16位可编程定时计数器。

综合考虑，选择方案二，采用Atmel公司的AT89S5单片机作为控制器。

2.2.4键盘选择方案论证
方案一：采用独立式键盘。

由于各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检测输入线的电平状态可以很容易的判断哪个按键被按下。

此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。

但本题发挥部分要求12个功能键，按键数目较多，这就需要较多的输入口线，而且电路结构复杂。

故此方案不可取。

方案二：采用行列式键盘。

它由行线和列线组成，按键位于行列的交叉点上，行线信号和列线信号分别通过两个接口和CPU相连，通过行列扫描法判定按键的位置，此方案适用于按键较多的场合。

通过对电子密码锁题目的分析，采用4*3行列式键盘。

2.2.5显示模块的选择方案论证
方案一：采用带字库LCD模块显示。

能显示复杂的信息，具有质量轻，体积小，功耗低，指令功能强，接口简单，可靠性强等优点，显示内容丰富，图形美观，易于人机交流。

但是价格昂贵。

方案二：采用LED数码管显示。

数码管能显示数字和符号，但是占用IO 口资源较多，对于简单的电路可以选用此方案。

电子密码锁，电路简单，选用方案二，显示所需信息。

2.2.6模块的选择方案论证
当输入密码时，若密码正确，则开锁，此处用LED发光二极管亮一秒钟做为提示。

当
密码不正确时，禁止按键输入3秒，同时发出“嘀、嘀”报警声，为实现此功能我们选用LED 发光二极管和蜂鸣器混合使用。

3硬件电路设计
3.1电子密码锁控制电路图
PO.Kiffi 用卯（址M
I' AIZI 用斗吃i PH *5
¥口5 RJfl'VW PU
P2n.i>a
F7 7AAD
HJ MII Piwti
Pi A™
n ifTMJ
图2电子密码锁控制线路图
3.2行列式式键盘的设计
键盘电路如图3所示。

设计数字键0〜9的键号依次为0〜9,取消键的键号为10,确认键的键号为11,键号可按键值二行首键号（0、4、& 12）+列键号（0、1、2、3）公式计算。

J=L. ―O
O—
—O O—―O O—
-J=L»—Q
O—
-1=^* _°
—0 C—1
-------------
4
—O O—<
-1_ •
►I—0 O—*
-1_ «
1—-0 0—n
-------------
4
—O O—#! |—© o—*I—O 0—i1
图3键盘电路
u
1]
□2 r-
4L^M4
吹硕冲&
口取駛1
fl.lMR
Jl
3.3数码管显示电路的设计
作为数码管的驱动，在7段码输出线上串联100欧姆电阻起限流作用。

其电路如图3所示。

图4数码管显示电路
3.4蜂鸣器驱动电路的设计
蜂鸣器的驱动采用NPN 三极管2484来驱动，低电平有效。

其电路如图 5所示。

PO.6/^36 TO.7//CT7
3.5主要元器件选择
主要元器件选用型号和数量如表 1所示：
表1主要元器件清单
序
号 材料名称
规格型 号
数 量 元件代 号 1 单片机 AT89C51
1 U1
2 晶振 12MHz 1 X1
3 电容 22PF 2
C1、C2
4
键盘 4*3 12
5 数码管
MPX8
1
数码管驱动采用8个共阴极数码管显示,
由于单片机的驱动能力有限, 采用 74LC245
PCI Mm
PD.lXflOl
POMCkS PCLMUS PD.iWflO &
P0 7/rtJ7 37
34 02
pt i 脚
ti
U2
7^ILS246 <IST>
-r
P 匕吹 P2.V^ P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2 6/A14 P2.7/A15
21
22 23 24 25 26
27
28
R2
20DOhn <TBCT>
R1 Ikl
ABCDEFG D 户 1£345678
RP1
r- j
Q1
IWMBT2484
4程序流程图
时间程序流程图5C语言程序设计
程序清单：
设置变量缓冲区
SEC EQU30H
MIN EQU31H
HOUR EQU32H DAY EQU33H MON EQU34H YEAR EQU35H
.************************************************************************* ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INT_T0 ORG 0030H MAIN: LCALL CHUSHI MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#4CH MOV TL0,#00H
MOV IE,#82H SETB TR0 MOV 50h,#00H MO\37H,#0 MOV 38H,#0 MOV 39H,#23 CLRF0
LOOP: MO\A,37H JZ SHIJIAN
MO\R1,#33H LJMP BEGIN1 SHIJIAN:MOV R1,#30H BEGIN1: MOV A,38H JZ JZ24
MOV 39H,#11 LJMP BEGIN2
JZ24: MOV 39H,#23 BEGIN2: LCALL DISPLAY LCALL KEY
CJNE A,#05H,DINGS LCALL DY1MS : LCALL TIAOT LCALL DISPLAY LJMP DOWN
DINGS: CJNE A,#06H,QIEH LCALL DY1MS : CPL F0 JNB F0,DI0 LCALL DISHI1 LCALL DISPLAY LJMP DOWN ;开启定时器T0
;启用定时器T0的初始值 ;显示日期和时间的标志
;12进制和24进制的标志 ;默认时间为24进制 ;日历定时0和1的标志
;初始化显示 扫描键盘 ;判断键值是否为5号键 若是，则实现调整LCALL TIAOT 判断键值是否为6号键，定时 若是，则实现调整 ;F0=0,定时器0 ;F0=1,定时器1
DIO:
LCALL DISHIO LCALL DISPLAY LJMP DOWN
QIEH: CJNE A,#07H,BIANH ;判断键值是否为7号键，切换
LCALL DY1MS ;
若是，则切换显示，年月曰与时分秒切换
LCALL DISPLAY MO\A,37H CPLA
MO\37H,A LJMP DOWN
BIANH: CJNE A,#O8H,DOWN ;判断是否为八号键，变换进制
LCALL DY1MS LCALL DISPLAY MOV A,38H CPLA
MOV 38H,A
DOWN: LJMP loop ; 调 整 子 程 **********************************************************************
TIAOT: push acc
CLRPSW.1 ; TOP1: LCALL KEY CJNE A,#08H,PANFAN CPL PSW.1
JB PSW.1,TC
LCALL CHG1
LCALL DISPLAY LJMP TOP1
TC: CLR TR0
LCALLCHG0 LCALL DISPLAY
PANFAN: CJNE A,#5,TOP1
pop acc RET
; 调 整 时 间 子
****************************************************************** CHG0: MOV R1,#30H
LCALL DISPLAY LCALL KEY
S: CJNE A,#01H,M
MOV R0,#SEC MOV A,@R0 CJNE A,#59 ,L0 MOV SEC,#00
初始化标志位
;扫描键盘
;判断键值是否为8号键,不是8键，则继续判断 ; 取反标志位
标志位为1，调整时间change0
;标志位为0，调整日期change1
判断键值，是否为1号键 键值为01,即1号键调整秒 进制
判断秒是否为59 若是，秒清零
LCALL DISPLAY
LJMP CHGO
L0: INC A
M: MOV @R0,A
LCALL DISPLAY
LJMP CHG0
CJNE A,#02H,H判断键值，是否为02H
MOV R0,#MIN ; 若是，即2号键，则调整分钟MOV A,@R0
CJNE A,#59 ,L2 ; 判断分是否为59
MOV MIN,#00 ; 若是，分钟清零
L2: LCALL DISPLAY LJMP CHG0 INC A
H:
MOV @R0,A
LCALL DISPLAY
LJMP CHG0
CJNE A,#03H,K ; 判断键值，是否为03H MOV RO,#HOUR ; 键值为03,即3号键调整小时MOV A,@R0
CJNE A,39H,L4 ; 判断小时是否为23 MOV HOUR,#00
LCALL DISPLAY
LJMP CHG0
L4: INC A
MOV @R0,A
LCALL DISPLAY
LJMP CHG0
K: CJNE A,#04H,CHG0
SETB TR0
RET
; 调整日
********************************************************************** CHG1: MOV R1,#33H
R: LCALL DISPLAY
LCALL KEY
CJNE A,#01H,Y ; 判断键值，是否为1H MOV R0,#DAY ; 键值为01,调整日期MOV A,@R0 ; 进制
CJNE A,#31,B0 ; 判断30
B0: MOV DAY,#00 LCALL DISPLAY LJMP CHG1
INC A
MOV @R0,A LCALL DISPLAY
*****************************************************************
DISHI0: MOV 40H,SEC ; 保存原值
MOV 41H,MIN
MOV 42H,HOUR
LCALL CHG0 ; 调用调整子程序
MOV 43H,SEC
MOV 44H,MIN
MOV 45H,HOUR
LCALL DI
RET
; 第 二 次 定 时
子 *****************************************************************
DISHI1: MOV 40H,SEC
MOV 41H,MIN
MOV 42H,HOUR LCALLCHG0
MOV 46H,SEC
MOV 47H,MIN
MOV 48H,HOUR
LCALL DI
LJMP CHG1
Y: CJNE A,#02H,N MOV R0,#MON
MOV A,@R0
CJNE A,#12,B1 MOV MON,#00
LCALL DISPLAY
LJMP CHG1
B1: INC A
MOV @R0,A
LCALL DISPLAY
LJMP CHG1
N: CJNE A,#03H,K1 MOV R0,#YEAR MOV A,@R0
CJNE A,#99,B2
MOV YEAR,#0
LCALL DISPLAY
LJMP CHG1 B2: INC A
MOV @R0,A
LCALL DISPLAY
LJMP CHG1
K1: CJNE A,#04H,CHG1
RET
; 第 一 判断键值，是否为2
判断月是否12
判断键值，是否为FB
键值为3,调整年
次 定 时
子
RET
DI: MOV SEC,40H ; 恢复原值
MOV MIN,41H
MOV HOUR,42H
LCALL DISPLAY
RET
；定时器TO 子
*******************************************************************
INT_T0: INC 50h
mov r5,50h
CJNE R5,#20,DUAN11 ; 判断是否到一秒
LJMP DUAN12
DUAN11: LJMP NEXT0
DUAN12: MOV 50h,#0 ; 若是，则重新初始化循环次数MOV A,SEC
CJNE A,#59,DUAN21 ; 判断秒是否为59
LJMP DUAN22
DUAN21: LJMP N0
DUAN22: MOV SEC,#00 ; 若是则秒清零
Icall display
MOV A,MIN
CJNE A,#59,DUAN31 ; 判断分钟是否为59
LJMP DUAN32
DUAN31: LJMP N1
DUAN32: MOV MIN,#00 ; 若是，则分钟清零
lcall display
MOV A,HOUR
CJNE A,39H,DUAN41 ; 判断小时是否23
LJMP DUAN42
DUAN41: LJMP N2
DUAN42: MOV HOUR,#00 ; 若是，小时清零
lcall display
MOV A,DAY
PUSH ACC
MOV A,MON
CJNE A,#1,YUE3
POP ACC
LJMP RR2
YUE3: CJNE A,#3,YUE5 ;1,3,5,7,8,10,12 月31 天POP ACC
LJMP RR2
YUE5: CJNE A,#5,YUE7
POP ACC
LJMP RR2
YUE7: CJNE A,#7,YUE8
POP ACC
LJMP RR2
YUE8: CJNE A,#8,YUE10
POP ACC
LJMP RR2
YUE10: C JNE A,#10,YUE12
POP ACC
LJMP RR2
YUE12: C JNE A,#12,YUE4
POP ACC
LJMP RR2
YUE4: CJNE A,#4,YUE6
POP ACC
LJMP RR1
YUE6: CJNE A,#6,YUE9
POP ACC
LJMP RR1
YUE9: CJNE A,#9,YUE11
POP ACC
LJMP RR1
YUE11: C JNE A,#11,YUE2
POP ACC
LJMP RR1
YUE2: MOV A,YEAR
MOV B,#4
DIV AB
MOV A,B
JZ RYUE PYUE: POP ACC
LJMP RR00 RYUE: POP ACC
LJMP RR01 RROO: CJNE A,#28,N3
MOV DAY,#1
LCALL DISPLAY
LJMP RR3
RR01: CJNE A,#29,N3
MOV DAY,#1
LCALL DISPLAY
LJMP RR3
RR1: CJNE A,#30,N3
MOV DAY,#1
LCALL DISPLAY
LJMP RR3
；4,6,9,11 月30 天
；2月：是闰年29天，是平年28天
RR2: CJNE A,#31,N3
MOV DAY,#1 LCALL DISPLAY LJMP RR3
RR3: MOV A,MON
CJNE A,#12,N4 MOV MON,#1
Icall display MOV A,YEAR CJNE A,#99,N5 MOV YEAR,#0 lcall
display
LJMP NEXT0
N0: INC A ;
MOV SEC,A lcall display LCALL DFG LJMP NEXT0
N1: INC A ;
MOV MIN,A lcall display
LCALL DFG
LJMP NEXT0 N2: INC A ;
MOV HOUR,A lcall display
LCALL DFG LJMP NEXT0
N3: INC A
MOV DAY,A lcall display LJMP NEXT0
N4: INC A ;
MOV MON,A lcall display
LJMP NEXT0
N5: INC A MOV YEAR,A LCALL
DISPLAY
NEXT0: MOV TH0,#4CH MOV
TL0,#00H RETI
; 判 断 是 否 *******************************************************
DFG: MOV A,SEC
; 判断是否到第一个定时时间
判断月份是否为11 若是，则月份清零 年份加一
否则，秒加一
分钟加一 小时加一 ;日期加一
月份加一
到 定 时 时 间 子
CJNE A,43H,DOWN1
MOV A,MIN
CJNE A,44H,DOWN1
MOV A,HOUR
CJNE A,45H,DOWN1
CLR P3.6 ；若到第一个定时时间，则亮灯DOWN1: MOV A,SEC ; 判断是否到第二个定时时间CJNE A,46H,DOWN2
MOV A,MIN
CJNE A,47H,DOWN2
MOV A,HOUR
CJNE A,48H,DOWN2
CLR P3.6 ；若到第二个定时时间，则亮灯DOWN2: LCALL KEY
LCALL DY1MS ; 扫描键盘
CJNE A,#O4H,DO ; 若键值为4号键，则灭灯setb p3.6
DO: LCALL DISPLAY
RET
; 延时
******************************************************************* ***
DY1MS: MOV R5,#0FAH
LOOP7: NOP
NOP
DJNZ R5,LOOP7
RET
; 初始
CLH IQLII ****************************************************************** CHUSHI: MOV SEC,#0
MOV MIN,#0
MOV HOUR,#0
MOV DAY,#26
MOV MON,#1
MOV YEAR,#11
RET
KSI: MOVk, #00H
MOW1, A ;P2 口送00H
LCALL DY1MS
MOVk,P3
CPL A
ANLA, #03H ;屏蔽高6位
RET 1ms
;子程序KSI :判定有无闭合键的*************************************************
; 键盘
******************************************************************* ***
MOV A, #01H lJMP LKP
MOV A,R3
JNB ACC.3,END1
RL A
MOV R3,A
MOV P1,A
lJMP LK4 ;进行下一列扫描
END1: RET
; 显 示 子
******************************************************************** DISPLAY: push acc
MOV R3,#03H
MOV R2,#0FEH
DISLOOP: MOV A,R2
MOV P2,A
MOV A,@R1
MOV B,#10
DIV AB
MOV 36h,A
MOV A,B LJMP END1 LK1: LCALL DY1MS
LCALL KSI
;再检查是否有键闭合 JNZ LK2
;有键闭合转移到 LK2 LJMP END1 ;无键闭合，延时 12ms 后转 KEY1 LK2: MOV A,#0FEH
key: LCALL KSI ;检查是否有键闭合 JNZ
LK
1 MOV P1,A
MOV R3,A
MOV R4,#00H
LK4: MOV A,P3 JB ACC.0, LONE ;ACC.3=1，第一列无键闭合，转 LONE MOV
lJMP
A, #05H LKP LKP: ADD
A, R4 ;计算键码
PUSH
ACC ; :保护键码 LK3: lCALL DY1MS ;延时1ms
lCALL KSI ; ;检查是否继续闭合, 若闭合再延时 JNZ
LK3 POP ACC ;
;若键起，则键码送 A RET
NEXT : :INC R4
LONE: JB ACC.1, NEXT ;ACC.2=1，第二列无键闭合，转 LTWO
MOV DPTR,#KEYBOARD MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ;显
示低位
LCALL DY1MS
MOV A,R2
RL A
MOV R2,A
MOV P2,A
MOV A,36h
MOV DPTR,#KEYBOARD MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A ;显示高位
LCALL DY1MS
MOV A,R2
RL A
JNB ACC.0,EXIT
MOV R2,A
MOV P2,A
MOV A,#10
MOV DPTR,#KEYBOARD
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
LCALL DY1MS
MOV A,R2
RL A
MOV R2,A
INC R1
DJNZ R3QISLOOP
EXIT:
pop acc RET
;^断码^值*********************************************************************** KEYBOARDDB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH END
}
6电子密码锁控制器仿真
在完成了电子密码锁硬件设计和软件设计以后，便进入系统的调试阶段。

系统的调试步骤和方法基本上是相同的，但具体细节和所采用的开发系统以及用户系统选用的单片机型号有关，如可选用Keil软件进行软件调试，用Proteus软件完成硬件调试。

6.1 Keil 调试
Hluilji (tenpl-tHfCJI
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1^1111*S IL-HEipL - D＞：rD)
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6.2 Proteus 调试
7结束语
通过这次课程设计，使我得到了一次用专业知识和专业技能去分析问题、解决问题全面系统的锻炼。

使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及用c语言设计程序的思路技巧等方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。

8参考文献
1. 期刊类
优质范文
【格式】[序号]作者.篇名[J].刊名，出版年份，卷号(期号)：起止页码•
【举例】
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【举例】
［11］张筑生.微分半动力系统的不变集［D］.北京：北京大学数学系数学研究所,1983:1-7.
6. 研究报告
【格式】［序号］作者.篇名［R］.出版地：出版者，出版年份：起始页码.
【举例】
［12］冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析［R］.北京：清华大学核能技术设计研究院,1997 : 9-10.
7. 条例
【格式】［序号］颁布单位.条例名称.发布日期
【举例】［15］中华人民共和国科学技术委员会.科学技术期刊管理办法［Z］.1991 —06—05 8. 译著
【格式】［序号］原著作者.书名［M］.译者，译.出版地：出版社，出版年份：起止页码.
说明：
1正文部分采用宋体小四，1.5倍行距。

2 一级标题黑体小三号加黑，二级标题黑体四号加黑，三级标题黑体小四号加黑。

全部标题均不居中，段前段后都为0行，行间距为1.5倍。

3参考文献不少于10个。

4图和表分别采用通篇编号方式，必须有标题。

图的标题在图下方，表的标题在表上方。