九九乘法表判斷器單片機課設(shè)

1、課程設(shè)計說明書2021/2021學(xué)年第2學(xué)期課程名稱：單片機應(yīng)用課程設(shè)計題目：九九乘法表判斷器專業(yè)班級：自動化學(xué)生姓名：學(xué)號：1指導(dǎo)教師： -''I I"設(shè)計周數(shù)：2周設(shè)計成績：2021年7月14日寸錄、課程設(shè)計任務(wù)及目的-11.1課程設(shè)計任務(wù)11.2課程設(shè)計目的1二二 、課程設(shè)I 1計正文1?2.1:1J -硬件r.方案設(shè)計1 111 1 -2.1.1電路原理圖f'-.J12.1.2PCB圖22.1.3系統(tǒng)工作原理22.1.4?STC90C52AD的引腳圖32.2單元電路設(shè)計42.3軟件與硬件結(jié)合調(diào)試72.4?軟件設(shè)計2.4.1?-8系統(tǒng)分析82.4.2?程

2、序設(shè)計9三、課程設(shè)r. 1計心得體會:1 -14四* 1、1參考文獻15、課程設(shè)計任務(wù)及目的1.1課程設(shè)計任務(wù)1.1.1技術(shù)要求：以MCS-51單片機為核心,設(shè)計出一個九九乘法表判斷器.2個數(shù)碼管顯 示輸入答案；一個數(shù)字加1循環(huán)按鍵,一個乘按鍵,一個輸入答案按鍵,一 個清零按鍵.假設(shè)輸入正確,蜂鳴器鳴響 2秒；答案錯誤,那么清零重新輸入.1.1.2原始數(shù)據(jù)及主要任務(wù)a、確定總體設(shè)計法案；?b、設(shè)計鍵盤輸入電路；?c、設(shè)計顯示電路；?d、編寫系統(tǒng)程序；？e、利用Protel設(shè)計硬件電路原理圖和 PCB圖；?f、軟硬件聯(lián)機調(diào)試.1.2課程設(shè)計目的1 ?通過九九乘法表判斷器的設(shè)計,掌握數(shù)碼管動態(tài)顯示

3、的原理；?2?通過單片機課程設(shè)計,熟練掌握軟件編程的方法,將理論知識聯(lián) 系到實踐中去,提升我們的動腦動手水平；？3?完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、仿真調(diào)試,學(xué)會將硬件知識和軟件知識結(jié)合起來,使兩者相互補充,共同實現(xiàn)一個系統(tǒng)的功能；？4?通過課程設(shè)計加深理解課堂教學(xué)內(nèi)容,掌握單片機的根本應(yīng)用方 法.通過實驗熟悉微機根本接口芯片的外型、引腳、編程結(jié)構(gòu).掌握程序設(shè) 計和單片機根本接口電路的設(shè)計、應(yīng)用方法,做到理論聯(lián)系實際.二、課設(shè)設(shè)計正文?2.1硬件方案設(shè)計系統(tǒng)組成：？該系統(tǒng)由單片機根本電路、數(shù)碼管顯示電路,按鍵輸入電路以及蜂鳴器電路 組成.？其中單片機根本電路已在課程設(shè)計專用單片機根本電路給出.2

4、.1.2PCB 圖系統(tǒng)通過鍵盤輸入模塊向單片機輸入數(shù)據(jù),經(jīng)過單片機的計算按條件再向數(shù) 碼管顯示模塊和蜂鳴器輸出指令,使之執(zhí)行相應(yīng)的動作.各個模塊的工作原理將 在下文做具體介紹.2.1.4?STC90C52AD的引腳圖STC90C52A的引腳說明和功能說明如下：？XTAL1?接外部晶振的一個引腳.在單片機內(nèi)部,它是一反相放大器輸入端, 這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器.采用外部振蕩器時,此引腳應(yīng)接地.？XTAL2?接外部晶振的一個引腳.在片內(nèi)接至振蕩器的反相放大器輸出端和 內(nèi)部時鐘發(fā)生器輸入端.當采用外部振蕩器時,那么此引腳接外部振蕩信號的輸 入.？RST? AT89C51的復(fù)位信號輸入引腳,高電位工

5、作,當要對芯片復(fù)位時,只 要將此引腳電位提升到高電位,并持續(xù)兩個機器周期以上的時間,AT89C51便能完成系統(tǒng)復(fù)位的各項工作,使得內(nèi)部特殊功能存放器的內(nèi)容均被設(shè)成狀 態(tài).？?P0 口 (P0.0P0.7)是一個8位漏極開路雙向輸入輸出端口,當訪問外部 數(shù)據(jù)時,它是地址總線(低8位)和數(shù)據(jù)總線復(fù)用.外部不擴展而單片應(yīng)用時, 那么作一般雙向I /O 口？?用.P0 口每一個引腳可以推動 8個LSTTL負載.？P2 口 (P2.0P2.7) 口是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/0端口(準雙向并行I/O 口),當訪問外部程序存儲器時,它是高 8位地址.外部不擴展而單片應(yīng)用時, 那么作一般雙向I /O口用.每

6、一個引腳可以推動4個LSTL負載.？P1 口 (P1.0P1.7) 口是具有內(nèi)部提升電路的雙向1/0端口(準雙向并行I/O 口),其輸出可以推動4個LSTTL負載.僅供用戶作為輸入輸出用的端口. ？P3 口 (P3.0P3.7) 口是具有內(nèi)部提升電路的雙向1/0端口(準雙向并行I/O 口),它還提供特殊功能,包括串行通信、外部中斷限制、計時計數(shù)限制及外部 隨機存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭胂拗频裙δ?2.2單元電路設(shè)計1、電路說明？課程設(shè)計配發(fā)的小電路板(ISP-MCU?Basic?circuit )電路原理圖.該板作 為課程設(shè)計的核心電路板使用,板上有單片機及附屬電路,RS-232通信驅(qū)動電路,上下

7、電平測試電路等.課程設(shè)計電路中需要的其他電路在此根底上擴展,通過插孔連接.擴展電路在萬用板上制作.?2、器件安裝？PCB板上畫成熔斷器的器件“ W1W4安裝導(dǎo)線短接,最先安裝.然后依次 安裝電阻、插孔座、DIP插座、發(fā)光二極管、瓷片電容、獨石電容、電解電容、 按鈕,最后安裝接線端子？和DB9插座.注意所有插座、插孔座、按鈕及接線端 子一定要安裝牢靠.晶體諧振器處安裝插孔座,以便更換晶振.？3、使用說明？根本電路板上的單片機使用宏晶公司支持串口下載程序ISP的單片機, 如STC90C52AD?單片機的技術(shù)資料和用于下載程序的軟件可從宏晶公司網(wǎng)站上 下載,也可向指導(dǎo)老師所要.需要閱讀理解單片機資料

8、中“在系統(tǒng)可編程使用, 用到模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的組還要閱讀“ A/D轉(zhuǎn)換存放器及應(yīng)用.？調(diào)試程序時建議充 分利用程序下載方便的有利條件,先編一些短小的程序驗證硬件電路的正確性和 使用方法的正確性.完整程序復(fù)雜時建議使用單片機仿真軟件幫助排除錯誤.也 可利用下載軟件自帶的串口工具幫助調(diào)試, 通過單片機把運行狀態(tài)和重要數(shù)據(jù)送f X.1 I"-：. " ' i.-®"到PC機.擴展電路盡量不要再使用 P3.0和P3.1 口,必須使用時可作為單片機 的輸出口使用.OK2yK4OVCCS1o軒PBoSW-PB S4按鍵輸入單元的電路圖如圖.該 單元作為系統(tǒng)的輸入

9、,采用了四個獨 立按鍵,分別為數(shù)字？加一循環(huán)按鍵S1接 P1.0 口、乘按鍵 S2?接 P1.1oSW-PB口、答案輸入按鍵S3接P1.2鍵、？ 清零按鍵S4按鍵接P1.3 口.當按 鍵按下,？電源與地短路,使單片機端 口電平被拉低,從而？檢測出一個輸入. 各個接口通過插針與單片機相連.1電路說明該單元作為系統(tǒng)的輸出顯示,采用兩個共陽極數(shù)碼管動態(tài)顯示.兩數(shù)碼管段 選信號引腳并聯(lián)通過1KQ的限流電阻接到單片機的 P2 口,從P2.0到P2.7 一次 接數(shù)碼管的adp腳.由于采用了共陽極的數(shù)碼管,因此不需要驅(qū)動芯片來驅(qū)動 數(shù)碼管顯示,只需單片機引腳給出低電平相應(yīng)斷即可點亮.兩個數(shù)碼管的片選端 分別

10、接兩個PNP型三級管的集電極,三級管的射極接電源,基極接單片機P1.5、 P1.6端.該三極管起到了限制以及放大電流的作用,使得單片機可以通過給相 應(yīng)端口送低電平而使數(shù)碼管點亮.2器件安裝通過查詢得到數(shù)碼管的引腳排序,找出響應(yīng)的引腳.在單片機端口外接1KQ的限流電阻,以預(yù)防電流過大損壞數(shù)碼管.兩個數(shù)碼管的片選端分別接兩個 PNP型三級管的集電極,三級管的射極接電源,基極接單片機.注意數(shù)碼管、三 極管的引腳不能接錯.該單元作為系統(tǒng)的輸出,在計算結(jié)果正確時鳴響.2.3軟件與硬件結(jié)合調(diào)試硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用DVC實驗與開發(fā)系統(tǒng)、根本測試儀器萬用表、 示波器等,檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障.硬件調(diào)

11、試可分為靜態(tài)調(diào)試與動態(tài) 調(diào)試兩步進行.？靜態(tài)調(diào)試：是在用戶系統(tǒng)未工作時的一種硬件檢測.？第一步：目測.檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點.？第二步：用萬用表測試.先用萬用表復(fù)核目測中有疑問的連接點, 再檢測各 種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象.？第三步：加電檢測.給板加電,檢測所有插座或是器件的電源端是否符合要 求的值?第四步：聯(lián)機檢查.由于只有用單片機開發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系統(tǒng)的調(diào)試.？動態(tài)調(diào)試：是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器 件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查. 動態(tài)調(diào)試的一般方法是由近 及遠、由分到合.由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分

12、為假設(shè)干塊, 當調(diào)試電路時,與該元件無關(guān)的？器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉,這樣可以將故障 范圍限定在某個局部的電路上.當各塊電路無故障后,將各電路逐塊參加系統(tǒng)中, 在對各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進行調(diào)試.由分到合的調(diào)試既 告完成.由近及遠是將信號流經(jīng)的各器件根據(jù)距離單片機的邏輯距離進行由近及 遠的分層,然后分層調(diào)試.調(diào)試時,仍采用去掉無關(guān)元件的方法,逐層調(diào)試下去, 就會定位故障元件了. ？軟件調(diào)試：？軟件調(diào)試是通過對程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與 邏輯錯誤并加以排除糾正的過程. 可以利用仿真器加以調(diào)試,對系統(tǒng)單個單元進 行調(diào)試,當單元電路成功后,在對整個程序調(diào)試,

13、最后在用功CPU芯片調(diào)試.？系統(tǒng)調(diào)試：在焊接完畢附加電路以后,可通過肉眼做初步的觀察,看是否存在虛焊、漏 焊等明顯缺陷,確認沒有以后,可以通電對蜂鳴器單元、數(shù)碼管顯示單元進行調(diào) 試：將蜂鳴器的使能端接到5V電源負極,正常鳴響那么該單元合格.再將每個數(shù) 碼管的使能端和段選端接到電源負極, 如果每段都正常點亮那么該單元合格. 假設(shè)某 單元不正常,那么需找出錯誤改正后在調(diào)試,直到合格為止.對于按鍵單元那么可以 通過萬用表測其通態(tài)與斷態(tài)的電阻來確定其實否合格.合格時,通態(tài)電阻接近0,斷態(tài)電阻接近無窮.？至此,硬件電路設(shè)計完畢.2.4軟件設(shè)計該系統(tǒng)為一個九九乘法表判斷器,故需要有乘數(shù)及答案的輸入.在硬件

14、電路 中設(shè)置了 4個按鍵,S1、S2、S3 S4分別作為數(shù)字加一循環(huán)、乘、答案輸入、 清零按鍵.兩個數(shù)碼管顯示輸入的數(shù)字.而蜂鳴器那么在答案正確的時候作提示用. 在按方面,由于只有一個數(shù)字循環(huán)鍵,所以,將乘按鍵和答案輸入鍵設(shè)置為多功 能按鍵.在第一次按下S2時再按S1那么可輸入第一個乘數(shù),第二次按下 S2鍵的 時候按K1鍵可以輸入第二個乘數(shù).在 S3第一次按下后,按S1輸入答案的十位 數(shù),S3第二次按下后輸入答案的個位數(shù),S3第三次按下那么判斷并顯示結(jié)果：正 確那么蜂鳴2秒,錯誤那么清零重來.這樣就減少了 S1鍵的按鍵次數(shù).同時,在乘 數(shù)沒有輸入完畢,即S2鍵按下少于2次時,答案輸入按鍵是無效

15、的；在輸入答 案時,S2是無效的.這樣預(yù)防了誤操作.在此技術(shù)要求下,程序流程圖如下：/* Mai n.c filegen erated by New Project wizard* Created:周五六月30 2021* Proeessor:80C51* Compiler:Keilfor8051*/#in elude<reg51.h>#in elude<stdio.h>typedefun sig ned eharuehar;typedefun sig ned intuint;#defi neSEG_INPUT P0sbitK1=P3A5;sbitK2=P3A4;sbi

16、tK3=P3A3;sbitK4=P3A2;sbit BUZZER =卩3八6;sbitS1=P2A0;sbitS2=P2A1;void delay_ms( un sig nedint x_ms);void SEG_Display(ui ntnu m,ui nttime);un sig nedchar SEG10 = 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90F -»_j;ui ntTime = 0 ;ui ntNUMBER= 0 ;uehar BUZZER_Flag = 0;void main (void)uehar STEP

17、= 0;uehar C1,C2,C3;uehar Sig nal_K1,Sig nal_K2,Sig nal_K3,Sig nal_K4; P1 = 0X00;TMOD=0x01;設(shè)置定時器0為工作方式1TH0=(65536-100)/256;TL0=(65536-100)%256;EA=1;翻開中斷總開關(guān)ET0=1;開定時器0中斷TR0=1;啟動定時器0Sig nal_K仁Sig nal_K2=Sig nal_K3=Sig nal_K4=0; while (1)/按鍵程序模塊if(K1= 0)/輸入答案按鍵delay_ms(50);if(K1= 0)Sig nal_K1=1;NUMBER=3

18、;while(K1= 1);if(K2= 0)/數(shù)字加一循環(huán)delay_ms(5000);if(K2= 0)Sig nal_K2=1;while(K2=1);if(K3= 0)/ 乘按鍵delay_ms(50);if(K3= 0)Sig nal_K3=1;while(K3= 1);if(K4= 0)/清零按鍵delay_ms(50);if(K4= 0)Sig nal_K4=1; _while(K4= 1);/主邏輯程序模塊switch (STEP) case 0:if(Sig nal_K1= 1)STEP =1;NUMBER= 0;break;case 1:if(Sig nal_K1=1)NU

19、MBER= 0;if(Sig nal_K2=1)NUMBER+= 10;if(Sig nal_K3=1)C1 = NUMBER/10%10;STEP = 2;break;case 2:if(Sig nal_K1=1)NUMBER= C1 *10;if(Sig nal_K2=1)NUMBER+= 1;if(NUMBER%10 =0)NUMBER-= 10;if(Sig nal_K4=1)C2 = NUMBER%10;C3 = C1 *10+ C2;NUMBER= 0;STEP = 3;break;case 3:if(Sig nal_K2=1)NUMBER+= 1;if(Sig nal_K3=1)

20、if(NUMBER%100 =:C1 *BUZZER Flag =1Jdelay_ms(50000);delay_ms(50000);delay_ms(50000);delay_ms(50000);BUZZER Flag = 0JSTEP = 4;C2)elseNUMBER= 0;if(Sig nal_K1 = 1)NUMBER= 0;break;/case 4:/break ;default : STEP = 0;Sig nal_K仁Sig nal_K2=Sig nal_K3=Sig nal_K4=0;/顯示模塊.Ivoid delay_ms(ui nt x_ms) 一 一uint i =1

21、25;for(;x_ms>0;x_ms-)for(;i>0;i-);void SEG_Display(ui ntnu m,ui nt time) _uchar SEG_1,SEG_2;SEG_1 = num % 10;SEG_2 = num /10% 10;if(time <= 10)S1=1;S2=0;SEG_INPUT = SEGSEG_1;else if(time <=20)S仁0;S2=1;SEG_INPUT = SEGSEG_2;else if(time >=20)Time =0 ;if(BUZZER_Flag)if(Time)/BUZZER_Flag)BUZZER = 0;elseBUZZER =1;void Display.in terrupt1TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;Time+;SEG_Display(NUMBER,Time);三、課程設(shè)計心得體會通過兩周的單片機課程設(shè)計實踐.我對單片機的