跑步机控制器

通达学院

2016/2017 学年第一学期

课程设计实验报告

模块名称51单片机课程设计专业通信工程

学生班级130006

学生学号********

学生姓名陈扬

指导教师林建中

报告内容

一、实验目的：

本课程设计是在理论课程学习和软件设计的基础上，对51单片机硬件系统进行了解和研究，使学生更深入的掌握51单片机开发技术，培养学生面对实际课题，发现问题、分析问题和解决问题，提高学生的实验动手能力。设计根据实验大纲提供的题目要求，选择适当的课题，并通过课题资料收集、原理分析、理论计算、实际编程、系统调试、测试和故障排除，解决在实际设计中的问题，使设计系统能正常工作，有能力的同学可以超出题目要求任意发挥设计。

二、实验要求：

基本要求：

●观察和了解一台实际跑步机的功能和状态，设计一模拟跑步机

●用键设定跑步速度（用两位LED/LCD）

●跑步启动后计算和显示跑步时间和距离

●设计启动，停止，加速/减速，升高/降底，紧急停止等键

●用LED/LCD合理安排数据显示

●具有倒计时运行功能

发挥部分：

●速度变化编成运行模式

●高度变化编成运行模式

●速度+高度混合编程运行模式

●计数热量消耗参数

显示格式：

8LED数码管显示格式见下图

LCD屏显示方法自定

三、实验设备以及软件：

1.微型计算机一台

2.Proteus；Keil

3.德飞莱51单片机实验板

四、实验原理

1.AT89C51单片机引脚及其功能

AT89C51有40条引脚，与其他51系列单片机引脚是兼容的。这40条引脚可分为I/O 端口线、电源线、控制线、外接晶体线四部分。其封装形式有两种：双列直插封装(DIP)形式和方形封装形式，如图所示。

2.1 I/O 端口功能 1．P0口

P0口有八条端口线，命名为P0.0～P0.7，其中P0.0为低位，P0.7为高位。每条线的结构组成如图2-3所示。它由一个输出锁存器，两个三态缓冲器，输出驱动电路和输出控制电路组成。P0口是一个三态双向I/O 口，它有两种不同的功能，用于不同的工作环境。 2. P1口

P1口有八条端口线，命名为P1.0～P1.7，每条线的结构组成如图所示。P1口是一个准双向口，只作普通的I/O 口使用，其功能与P0口的第一功能相同。作输出口使用时，由于其内部有上拉电阻，所以不需外接上拉电阻；作输入口使用时，必须先向锁存器写入“1”，使场效应管T 截止，然后才能读取数据。 3. P2口

P2口有八条端口线，命名为P2.0～P2.7，每条线的结构如图所示。P2口也是一个准双向口，它有两种使用功能：一种是当系统不扩展外部存储器时，作普通I/O 口使用，其功能和原理与P0口第一功能相同，只是作为输出口时不需外接上拉电阻；另一种是当系统外扩存储器时，P2口作系统扩展的地址总线口使用，输出高8位的地址A 7～A 15，与P0口第二功能输出的低8位地址相配合，共同访问外部程序或数据存储器(64 KB)，但它只确定地址并不能像P0口那样还可以传送存储器的读写数据。 4. P3口

P3口有八条端口线，命名为P3.0～P3.7，每条线的结构如图所示。P3口是一个多用途的准双向口。第一功能是作普通I/O 口使用，其功能和原理与P1口相同。第二功能是作控制和特殊功能口使用，这时八条端口线所定义的功能各不相同，如表1所示。

表1 P3口各位的第二功能

(T 2

(T 2(TXD)P3.1(T1)P3.5(TNT0)P3.2(TNT1)P3.3(WR)P3.6(RD)P3.7(TXD)P3.1(INT0)P3.2(INT1)P3.31.41.31.21.1(T 2E X )1.0(T 2)C C C

0.0(A D 0)0.1(A D 1)0.2(A D 2)0.3(A D 3)

(W R )P (R D )P X T A X T A G N N (A 8)P (A 9)P (A 10)P (A 11)P (A 12)P (a )(b )

5．I/O 口的读写

P0～P3口都可作为普通I/O 口来使用。当作为输入口使用时，必须先向该口的锁存器中写入“1”，然后再从读引脚缓冲器中读入引脚状态，这样的读入结果才正确。 2.2 控制线

AT89C51单片机的控制线有以下几种：

(1) RST ：复位输入端，高电平有效。 (2) ALE/ ：地址锁存允许/编程线。

(3)

：外部程序存储器的读选通线。 (4) /V PP ：片外ROM 允许访问端/编程电源端 2.LCD 管脚说明

LCD 通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD ，多出来的2条线是背光电源线 VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD 完全一样，其中： 引脚 符号 功能说明 1 VSS 一般接地 2 VDD 接电源（+5V ）

3 V0 液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源

时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通

过一个10K 的电位器调整对比度）。

4 RS

RS 为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选

择指令寄存器。

5 R/W

R/W 为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进

行写操作。

+6 E E(或EN)端为使能(enable)端，

写操作时，下降沿使能。

读操作时，E 高电平有效

7 DB0 低4位三态、 双向数据总线 0位（最低位）

PROG PSEN EA