单片机课程设计,单片机实现的顺序控制
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电气及自动化课程设计报告题目:单片机实现的顺序控制
课程:单片机系统设计与Proteus仿真
学生姓名:
学生学号:
年级:
专业:
班级:
指导教师:
2015年9月
目录
一、课程设计性质和目的
单片机课程设计是《单片机原理与应用及C51程序设计》课程结束后的一门综合性实践课。利用所学知识用单片机实现顺序控制。所选题目《单片机实现的顺序控制》紧密结合所学的主要内容,加深巩固所学知识,同时对所学内容进行扩展,有一定的深度和广度。通过电路设计、安装、调试等一系列环节的实施使我对单片机有了更进一步的了解,并且是我有了以下收获。
(1)加强了对单片机和C语言的认识,充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。
(2)用单片机模拟实现具体应用,使个人设计能够真正使用。
(3)把理论知识与实践相结合,充分发挥个人能力,并在实践中锻炼。
(4)提高了利用已学知识分析和解决问题的能力。
二、软件介绍
1、 Proteus
Protues软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上着名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计
平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。
2、 Keil uVision4
KeilC51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(μVision)将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选,即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
三、设计要求及原理说明
1 、课程设计的任务与要求
在工业生产中,利用单片机的数字量输出可实现顺序控制。例如,注塑机工艺过程大致按“合模→注射→延时→开模→产伸→产退”顺序动作,用单片机控制很容易实现。
单片机的P1.0-P1.6控制注塑机的7道工序,7道工序用控制7只发光二极管的点亮来模拟。设定每道工序时间转换以延时来表示。P3.3为“故障”开关,合上为故障报警。控制P1.7上的音响发出报警声响。报警声响只有在工作期间才会响起,而停止工作期间报警不会响起。
P3.4脚上的单刀双掷开关作为“启动”或“停止”开关。设定前6道工序中只有一位输出,只点亮1只发光二极管,第7道工序有3位同时输出(P1.6、P1.5、P1.4上的3只发光二极管同时点亮)。
2 、原理说明
本题目利用单片机的P1.0-P1.6输出的高低电平来控制发光二极管的亮与灭,表
示工业生产过程的顺序控制进程,P1.7输出的高低电平控制是否发出警报声响。P3.3与P3.4作为输出,单片机检测P3.3与P3.4的输出电平,来判断“故障”或“停止”开关的状态。
四、设计主要流程
先分析设计要求,根据设计要求来设定代码程序,然后进行代码的编写,接着对代码进行编译校验,检查错误,改正错误。接着根据设计要求和代码,进行顺序控制器的原理电路图设计,此步要在Protues软件进行绘制仿真,然后根据设计要求对绘制出的原理电路图进行测试,如若不符合设计要求继续更改,直至符合要求为止。然后进行电路模拟,将符合设计要求的电路先行保存。再将源程序代码用Keil软件生成hex文件。再利用stc软件将生成的hex文件传输到单片机中完成验证。大致设计流程如下图所示。(“生成hex文件并传输到单片机中”,这一设计步骤由于电脑原因无法连接C51单片,所以无法实现。)
流程图
五、顺序程序设计
通过分析设计要求可知,需要完成单片机P1.0-P1.6输出的高低电平来控制发光
二极管的亮与灭,表示工业生产过程的顺序控制进程,P1.7输出的高低电平控制是否发出警报声响。P3.3与P3.4作为输出,单片机检测P3.3与P3.4的输出电平,来判断“故障”或“停止”开关的状态。则设计程序代码及其解释如下:void main()
{
EX1=1; //外部中断1允许
IT1=0; //电平触发中断
EA=1; //总中断允许
while(1)
{
P1&=0xfe; //工序1,完成后进入工序2
Delay(2000);
P1&=0xfd; //工序2,完成后进入工序3
Delay(2000);
P1&=0xfb;
Delay(2000);
P1&=0xf7;
Delay(2000);
P1&=0xef;
Delay(2000);
P1&=0xdf;
Delay(2000);
P1&=0x8f;
Delay(2000); //7道工序完成,重新开始循环
}
}
void int1_isp() interrupt 2 //外部中断1中断服务函数
{
P=~P3_4; //报警
}