8單片機課程設(shè)計計劃

1、20182018年第1學(xué)期一、工程名稱：單片機基礎(chǔ)課程設(shè)計二、班級：電子信息 2008-1專，信號2008-1專、應(yīng)用電子2008-1專、電氣自動化2008-1專三、課程設(shè)計目的：1、使學(xué)生增進對單片機的感性認(rèn)識，加深對單片機理論方面的理解。2、 使學(xué)生掌握單片機的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，如定時器/計數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯 器、I/O 口等。3、使學(xué)生了解和掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計過程、方法及實現(xiàn)，為以后設(shè)計和 實現(xiàn)單片機應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。四、課程設(shè)計具體內(nèi)容與要求（一） 課題：同學(xué)們可以在以下的課題中任選一項作為設(shè)計的課題，鼓勵學(xué)生自選課題，但必 須經(jīng)任課教師審閱同意。課題一：交通信號

2、燈控制系統(tǒng)設(shè)計定時交通信號燈控制在雙干線路口上，交通信號燈的變化是定時的。假定：1 .放行線，綠燈亮放行 25s，黃燈警告5s，然后紅燈亮禁止通行。2 .禁止線，紅燈亮禁止 30s，然后綠燈亮放行。使兩條路線交替地成為放行線和禁止線，就可以實現(xiàn)定時交通控制。課題二：簡易電子琴設(shè)計設(shè)計一個由 4 X 4個按鈕16個）組成的簡易電子琴，可以隨意彈奏想要表達的音 樂。1. 設(shè)計系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計；2. 程序內(nèi)至少儲存一首歌曲，可自動演奏。課題三：搶答器設(shè)計設(shè)計一個可供8組同時使用的搶答器。1. 設(shè)計系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。2. 要求顯示搶答的結(jié)果，并有45s的答題時間顯示。二）基本要求：1. 根據(jù)課

3、題的要求規(guī)劃硬件和接線，畫出系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。2. 編寫系統(tǒng)的用戶程序，譯成機器碼并在實驗儀上調(diào)試。3 .完成課程設(shè)計報告。1 / 10五、時間、地點、帶隊指導(dǎo)教師的具體安排時間：應(yīng)用電子專業(yè)：2018年12月16日至2018年12月18日 第16周）電子信息專業(yè)：2018年12月16日至2018年_12月 蘭日 第16周）電氣自動化專業(yè)：2018年丄月10日至2018年丄月15日 第20周）信號專業(yè)：2018年丄月10日至2018年丄月15日 十、經(jīng)費工程、預(yù)算：本次實訓(xùn)沒有材料消耗，但需用電若干華東交通大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院2018年12月1日機電系車輛教研室批準(zhǔn)：日期:制定人：盧毓俊審核:日期

4、：2018 12 1 日期:注：1、本實施方案在實習(xí) 實訓(xùn)）開始前2周報教研室、系、部主任審核，主管院長批準(zhǔn) 后執(zhí)行。2、由教研室保存電子稿 ，其打印稿一式三份：交教務(wù)科，實習(xí)部門或單位，系部 各一份，實習(xí)前交實習(xí)班級若干份。2 / 10附：課程設(shè)計論文的規(guī)范要求1. 課程設(shè)計論文的組成課程設(shè)計論文由封面、課程設(shè)計設(shè)計 （論文 任務(wù)書、中文摘要、目錄、正文、 參考文獻、附錄等部分組成。封 面 由學(xué)校統(tǒng)一印制或自己設(shè)計，按要求填寫。課程設(shè)計 論文）題目 一般不超過 25 個字，要簡練準(zhǔn)確，可分二行書寫；任務(wù)書 根據(jù)課題的要求填寫，自選課題須經(jīng)指導(dǎo)教師審核簽字后生效； 摘 要 中文摘要字?jǐn)?shù)應(yīng)在 4

5、00 字左右，包括論文題目、論文搞要、關(guān)鍵 詞（3 至 5 個；目 錄 按三級標(biāo)題編寫，要求層次清晰，且要與正文標(biāo)題一致，主要包 括摘要、正文主要層次標(biāo)題、參考文獻、附錄等；正 文 論文正文包括緒論 （ 或前言、概述等 、論文主體、結(jié)論。工科論 文要求符合科技論文格式，正文文字應(yīng)在 20005000字左右；參考文獻 必須是學(xué)生本人真正閱讀過的雜志類文獻和圖書類文獻，且要 與課程設(shè)計 論文）工作直接相關(guān)。附 錄 含外文復(fù)印件及外文譯文、有關(guān)圖紙、計算機源程序等。2. 課程設(shè)計論文的書寫 1）論文要用統(tǒng)一的課程設(shè)計 論文）用紙用中文打印或手寫。手寫每頁 20 行，每行 2022 字，用黑或藍(lán)黑墨水

6、工整書寫；打印正文用宋或楷體小四號字，版面上空2.5cm,下空2cm，左右空2cm（靠裝訂線一側(cè)增加0.5cm空白用 于裝訂 。對字體和字號的要求如下：題目用一號 （分兩行書寫時用小一號 黑體字；第 一層次 （章題序和標(biāo)題用小二號黑體字，題序和標(biāo)題之間空兩字，不加標(biāo)點， 下同；第二層次 （節(jié)題序和標(biāo)題用小三號黑體字；第三層次 （條 題序和標(biāo)題用 四號黑體字；第四層次 （款題序和標(biāo)題用小四號黑體字；第五層次 （項以下標(biāo) 題和題序與第四層次同。2）論文中所涉及到的全部附圖，不論計算機繪制還是手工繪制，都應(yīng)規(guī)范 化，符號符合國頒標(biāo)準(zhǔn)，手工繪制要用繪圖筆，圖號標(biāo)注無誤。3 / 10參考資料1交通信號燈

7、模擬控制用單片機可以進行交通信號燈控制，但真正實現(xiàn)起來又會出現(xiàn)諸如信號的驅(qū)動、車輛 到達的感知等許多具體問題。為此我們只討論以模擬方式從方法上進行說明。所謂模擬就 是以每組有綠、黃、紅色3支共兩組發(fā)光二極管表示交通信號燈，以按動按鈕表示車輛的到達。1 定時交通信號燈控制在雙干線路口上，交通信號燈的變化是定時的。假定：放行線，綠燈亮放行 25s，黃燈警告5s,然后紅燈亮禁止通行。禁止線，紅燈亮禁止 30s，然后綠燈亮放行。使兩條路線交替地成為放行線和禁止線，就可以實現(xiàn)定時交通控制。假定以P1 口線接6支發(fā)光二極管 即交通信號燈），因為電路中有反相器的關(guān)系，所以口線輸出高電平則信號燈”熄滅，口線輸

8、出低電平則信號燈”亮。為了實現(xiàn)上述控制要求，P1 口共輸出4種控制碼，如表1所示。表1控制碼表P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0控制 碼空空B線B線B線A線A線A線狀態(tài)說明L綠燈黃燈1紅燈綠燈黃燈L紅燈111100110F3HA線放行，B線禁止1111 n01010F5H 1A線警告，B線禁止11011110DEHA線禁止，B線放行11101110EEHA線禁止，B線警告參考程序:；A線放行，B線禁止 延時秒數(shù);1s延時子程序;A線警告，B線禁止;延時秒數(shù);1s延時子程序；A線禁止，B線放行;延時秒數(shù);1s延時子程序;A線禁止，B線警告;延時秒數(shù);1s延時子程序M

9、AIN : MOV P1 , # 0F3HMOV R7 , # 19H MAIN1 : LCALL DELAYDJNZ R7 , MAIN1 MOV P1 , # 0F5HMOV R7 , # 05H MAIN2 : LCALL DELAYDJNZ R7 , MAIN2 MOV P1 , # 0DEHMOV R7 , # 19H MAIN3 : LCALL DELAYDJNZ R7 , MAIN3 MOV P1 , # OEEHMOV R7 , # 05H MAIN4 : LCALL DELAYDJNZ R7 , MAIN4AJMP MAINDELAY : 1s延時子程序 略）4 / 102有

10、時間顯示的定時交通信號燈控制信號燈”的變化規(guī)律如前，同時用2位數(shù)碼管進行30s遞減時間顯示。使用 P1 口輸出“信號燈 ”的控制代碼和 LED 顯示器的段碼。假定：P3.4 作個位 LED 顯示器的位控線P3.5 作十位 LED 顯示器的位控線 程序中使用的工作單元定義如下：R1 ：秒數(shù)個位字形碼寄存器R2 :秒數(shù)十位字形碼寄存器R3:信號燈控制碼寄存器R4: LED 顯示器位碼寄存器R5: LED 顯示器段碼寄存器2AH : 30s顯示計數(shù)器主程序 MAINMAIN : MOV 2AH ，1FH ；設(shè)置時間顯示初值MOVR3 ， 0F3H；A 線放行， B 線禁止MOVR7 ， 19H；延時

11、秒數(shù)MAIN1 : LCALLDEL1；1s延時子程序DJNER7，MAIN1；MOVR3 ， 0F5H；A線警告，B線禁止MOVR7 ， 05H；延時秒數(shù)MAIN2 : LCALLDEL1； 1s 延時子程序DJNER7，MAIN2；MOVR3 ， 0DEH；A線禁止，B線放行MOV2AH， 1FH；設(shè)置時間顯示初值MOVR7 ，019H ；延時秒數(shù)MAIN3 : LCALLDEL1DJNER7，MAIN3MOVR3 ， 0EEH； A 線禁止， B 線警告MOVR7 ， 05H；延時秒數(shù)MAIN4 : LCALLDEL1； 1s 延時子程序DJNER7，MAIN4AJMP MAIN ；循環(huán)

12、1s 延時子程序 DEL1DEL1 : DEC 2AH ；顯示秒數(shù)減 1MOV A ， 2AHMOV B ， 0AHDIV AB；秒數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制ADD A ， 2AHMOVC A ， APC ；查表個位數(shù)的字形碼MOV R1 ， AMOV A ， BADD A ， 24HMOVC A ， APC ；查表十位數(shù)的字形碼5 / 10MOVMOVR2 , AR6 , 40H；設(shè)置循環(huán)次數(shù)LOOP ： MOV A ,R2；十位數(shù)的字形碼MOVR4 ,0EFH；位控碼ACALLDISP；調(diào)用顯示子程序MOVA , R1；個位數(shù)的字形碼MOVR4 ,0DFH；位控碼ACALLDISPMOVA , R3；

13、“信號燈 ”控制碼MOVR4 ,0FBH；“信號碼 ”共陰極控制ACALLDISPDJNZR6 , LOOP；循環(huán)RET；返回TABLE ：DB C0H ,F9H,A4H , B0H , 99HDB 92H ， 82H ，F(xiàn)8H，80H，90H 顯示子程序 DISPDISP： MOV R0 ， 0B0H ；設(shè)置循環(huán)次數(shù)MOVR5 , ADISP1 ：MOV A , R5MOVP1 , A；字形碼輸出MOVA , R4MOVR3 , A；位控制碼輸出DJNZR0 , DISP1；循環(huán)RET ；返回3主支線路口的交通信號燈控制由主線和支線構(gòu)成的路口，其交通控制原則是盡可能保證主線的暢通，因此通常情

14、況 下都是主線放行。只有在支線有車輛到達時，才放行支線。具體描述如下：在通常情況下，主線為綠燈，支線為紅燈。當(dāng)支線有車輛到達時，延遲5s后使主線由綠燈變黃燈。再過 5s,主線由黃燈變綠燈，支線由紅燈變綠燈。支線綠燈后，如主線到達車輛少于3輛，則支線綠燈維持 25s，然后變黃燈，再經(jīng) 5s鐘,變?yōu)榧t燈,同時主線由紅燈變?yōu)榫G燈。若支線變綠燈后的 25s之內(nèi)，主線有3輛以上車輛到達，則在第三輛車到達之時，支 線變?yōu)辄S燈，延遲 5s后變?yōu)榧t燈，同時主線由紅燈變?yōu)榫G燈。電路連接如圖所示。其中按鍵 K1 代表支線有車輛到達,按一下后主線發(fā)光二極管黃燈亮,然后轉(zhuǎn)紅燈 亮,同時支線發(fā)光二極管應(yīng)轉(zhuǎn)綠燈亮。按鍵

15、K2 代表主線有車輛到達。如在支線放行期間,按鍵 K2 按 3次,代表主線有 3輛 車到達。這時支線發(fā)光二極管立即變黃燈,然后轉(zhuǎn)紅燈亮,而同時主線發(fā)光二極管轉(zhuǎn)為綠 燈亮。由于按鍵 K1接P1.7，因此通過測試 P1.7的電平狀態(tài)就可以了解支線是否有車輛到 達。而按鍵 K2 需按下 3 次才有效。為此最好采用中斷方式實現(xiàn),具體說就是計數(shù)溢出中 斷，使用MCS-51的定時器/計數(shù)器進行計數(shù)。每按下一次按鍵K2，計數(shù)器加1，按3次后就產(chǎn)生計數(shù)溢出。假定使用定時器計數(shù)器 1,根據(jù)交通信號燈控制的需要,應(yīng)采用定6 / 10時工作方式 2，以利用其計數(shù)溢出后計數(shù)初值自動重裝的特點。保證控制的自動性和連續(xù)

16、性。主程序及中斷服務(wù)程序流程圖如下圖。4有急救車優(yōu)先的交通信號燈控制 在定時交通信號燈控制的基礎(chǔ)上，增加允許急救車優(yōu)先通過的要求。當(dāng)有急救車到達時，路口的信號燈全部變紅，以便讓急救車通過。假定急救車通過時間為10s,急救車通過后交通燈恢復(fù)先前的狀態(tài)。另假設(shè)按鍵K1 代表有急救車到來，并以中斷方式進行處理。主程序ORG 8100H AJMP MAIN ORG 8003H AJMP INTMAIN ： SETB EA ；開中斷SETB EX0 ；允許外中斷 0CLR IT0 LOOP ： MOVMOV P1 , R0MOV R7 , 19H LOOP1 ： LCALL DELAYDJNZ R7 ,

17、 LOOP1MOV R0 , 0F5HMOV P1 , R0MOV R7 , 05HLOOP2 ：LCALL DELAYDJNZ R7 , LOOP2MOV R0 , 0DEHMOV P1 , R0MOV R7 , 19HLOOP3 ：LCALL DELAYDJNZ R7 , LOOP3MOV R0 , 0FEHMOV P1 , R0MOV R7 , 05HLOOP4 ：LCALL DELAYDJNZ R7 , LOOP4AJMP MAIN ；R0 , 0F3H外中斷 0電平觸發(fā)方式； A 線放行, B 線禁止；延時 25s；調(diào)用 1s 延時子程序；A 線警告, B 線禁止；延時 5s；調(diào)用

18、1s 延時子程序； A 線禁止, B 線放行；延時 25s；調(diào)用 1s 延時子程序； A 線禁止, B 線警告；延時 5s；調(diào)用 1s 延時子程序循環(huán)1s 延時子程序 DELAY 略） 中斷服務(wù)程序INT ： MOV P1 , 0F6H ；兩線都禁止 MOV R7 , 0AH ；延時 10sINT1 ： ACALL DELAYDJNZ R7 , INT17 / 10MOV P1 , RO ;恢復(fù)原狀態(tài)RETI;中斷返回參考資料2樂曲演奏器 簡易電子琴設(shè)計)聲音是由物體振動產(chǎn)生的。樂器中弓和弦的摩擦振動，交變電流推動喇叭紙盤的振動 等，都會發(fā)出聲音。振動頻率不同，所發(fā)出的聲音也就不同，有規(guī)律的震

19、動發(fā)出的聲音叫“樂音”。樂譜中每一個音符都與一個頻率相對應(yīng)，例如，c調(diào)中音“ 1 ”，其頻率 。音樂中所用的音頻大約在27Hz4.1KHZ，而人耳能聽到的音頻大約在 18HZ18KHZ。單片機用作可編程樂曲演奏器的原理是：通過控制定時器的定時來產(chǎn)生不同頻率的方波，驅(qū)動喇叭便發(fā)出不同音階的聲音，再 利用延遲來控制發(fā)音時間的長短，即可控制音調(diào)中的節(jié)拍。把樂譜中的音符和相應(yīng)的節(jié)拍 變換為定時常數(shù)和延遲常數(shù)，做成數(shù)據(jù)表格存放在存儲器中。有程序查表得到定時常數(shù)和 延遲常數(shù)，分別用于控制定時器產(chǎn)生方波的頻率和發(fā)出該方波的持續(xù)時間。當(dāng)延遲時間到 時，再查下一個音符的定時常數(shù)和延遲常數(shù)。一次進行下去，就可以自

20、動演奏出悅耳動聽 的樂曲。下面是歌曲“新年好”的一段簡譜：仁C 1A 1 5 | 3_J 3 1 | U 5 5 | 4_ 2 |用定時器T0方式1來產(chǎn)生歌譜中個音符對應(yīng)頻率的方波，由P1.0輸出驅(qū)動喇叭。節(jié)拍的控制可通過調(diào)用延時子程序D200延時200ms)次數(shù)來實現(xiàn)，以每拍 800ms的節(jié)拍時間為例，那么一拍需要循環(huán)調(diào)用D200延時子程序4次。同理，半拍就需要調(diào)用D200子程序2次。設(shè)單片機晶振頻率為 6MZ，樂曲中的音符、頻率及定時常數(shù)三者的對應(yīng)關(guān)系如下：音符5671234567頻率HZ)392440494524588660698784880988半周 期ms)1.281.141.010.950.850.760.720.640.570.51定時 值FD80FDC6FE07FE25FE57FE84FE98FEC0FEE3FF01樂曲演奏控制程序如下：ORG 000BHMOV TH0，R1;定時器T0中斷入口MOV HL0，R0;重裝定時初值CPL P1.0RETI8 / 10ORG 1000HMAIN ：MOV TMOD ， #01H ；主程序MOV IE ， #82H；定時器 T0 方式 1MOV DPTR ， #TAB；表格首地址LOOP ：CLR A；查表MOVC A ， A+DPTR；定時初值高 8 位存 R1MOV