基于單片機(jī)AT89C51的乒乓球程序課程設(shè)計(jì)報(bào)告解讀

1、寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告論文題目基于 AT89C51 的 乒乓 球 程 序?qū)I(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：寧波技師學(xué)院二零一三 年 十 月摘要單片機(jī)自 20世紀(jì) 70年代問世以來， 以極高的性價(jià)比， 受到人們的重視和關(guān) 注應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。單片機(jī)以體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不 高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好、 開發(fā)價(jià)位容易。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，在我國單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用 在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體 化設(shè)備等各方面，而 51 單片機(jī)是各個(gè)單片機(jī)中最典型最有代表性的一種。這次 課題設(shè)計(jì)通過對它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，以 AT89C51 為核心

2、，輔以必要的電路，設(shè)計(jì) 了一個(gè)簡易的電子時(shí)鐘，它由直流電源供電，通過數(shù)碼管顯示時(shí)間，調(diào)整時(shí)間， 從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟、硬件的目的。關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；乒乓球程序，數(shù)碼管顯示； LED 燈顯示乒乓球行程目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 引言 1.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 2. HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2. HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 2. HYPERLINK l bookmark

3、14 o Current Document 硬件設(shè)計(jì) 3. HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 單片機(jī)最小系統(tǒng) 3.3.1.1復(fù)位電路 3.3.1.2時(shí)鐘電路 5. HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 3.2控制電路 6.數(shù)碼管的引腳及其作用 7.數(shù)碼管顯示電路 7. HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 軟件設(shè)計(jì) 8. HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 主程序流程圖 8.4.2按鍵掃描 8.按鍵掃描流程

4、圖 錯(cuò). 誤！未定義書簽。按鍵掃描程序 錯(cuò). 誤！未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 制作與調(diào)試 1.6. HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 制作步驟與重點(diǎn) 1.6 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 結(jié)論 1.8. HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 致謝 1.9. HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 參考文獻(xiàn) 2.0. HYPERLINK

5、 l bookmark52 o Current Document 附錄 1系統(tǒng)實(shí)物圖 2.1. HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 附錄 2實(shí)驗(yàn)原理圖 2.2. HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 附錄 3系統(tǒng)仿真圖 2.2.附錄 3系統(tǒng)仿真圖 2.3. HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 附錄 4程序清單 2.4. HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 附錄 5PCB圖 3.4.附錄 6 元器件清單3.5

6、.寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)1 引言當(dāng)今，計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來了科研和生產(chǎn)的許多重大飛躍，微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已滲透到生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。其中單片微型計(jì)算機(jī)雖然問世不久，然而體積小、價(jià)廉、功能強(qiáng)，其銷售額以每年近 80%的速率增長。 他的性能不斷提高，適用范圍愈來愈寬，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域已占有日益重要的地位。單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，又成為控制器。他是在一塊半導(dǎo)體上，集成了CPU、ROM 、RAM 、I/O 接口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能部件，構(gòu)成了一臺(tái)完整的數(shù)字計(jì)算機(jī)。單片機(jī)在生產(chǎn)生活中的許多方面得到廣泛的應(yīng)用，例如，生活中五彩變幻的霓虹燈，手機(jī)通信，溫度檢測，流量控制等都涉及到單片機(jī)。單片機(jī)的應(yīng)用

7、結(jié)束了計(jì)算機(jī)專業(yè)人員 “壟斷”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用的時(shí)代，他 既給各種專業(yè)人員、特別是許多工程技術(shù)人員帶來了學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)的 緊迫性，同時(shí)也帶來了可能性，因?yàn)榻M成計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)變得容易、 “平凡 ”， 增強(qiáng)了人們進(jìn)入這一領(lǐng)域的信心 單片機(jī)的歷史非常短暫，然而發(fā)展十分迅猛。自 1971年美國 Intel 公司首先研 制出 4 位單片機(jī) 4004以來，他的發(fā)展可粗略劃分為四個(gè)階段： 第一階段 1971 1976年，屬萌芽階段。 發(fā)展了各種 4位單片機(jī)，多用于家用電 器、計(jì)算器、高級(jí)玩具。第二階段 19761980年，為初級(jí) 8 位機(jī)階段，發(fā)展了各種中、低檔 8位單片 機(jī)，典型的如 MCS-4

8、8系列單片機(jī)，片內(nèi)含多個(gè) 8 位并行 I/O 接口、一個(gè) 8位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，不帶串行接口， 其功能可以滿足一般工業(yè)控制和智能化儀器儀 第三階段 19821983年，高級(jí) 8 位機(jī)階段，發(fā)展了高性能的 8 位單片機(jī)，例 如 MCS-51 系列單片機(jī)，它帶有串行 I/O 接口和多個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，具 有多級(jí)中斷功能。這一階段進(jìn)一步拓寬了單片機(jī)的應(yīng)用范圍，使之能用于智能 終端、局部網(wǎng)絡(luò)接口，并擠入了個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。表等的需要。寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)于設(shè)計(jì)思想，做系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖 2-1 所示圖 2-1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)最

9、小系統(tǒng)、控制電路、顯示電路，利用AT89C51 的處理能力來作為一個(gè)乒乓球游戲程序、 、寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)是以 AT89C51為核心， 由單片機(jī)、 時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組 成，如圖 3-1 最小系統(tǒng)復(fù)位電路復(fù)位操作上有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，上電復(fù)位是在上電瞬間，電容充電電 流最大，電容相當(dāng)于短路， RST 端為高電平，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，當(dāng)電容兩端電壓 達(dá)到電源電壓時(shí)，電容充電電流為零，電容相當(dāng)于開路 RST 端為低電平，程序 正常運(yùn)行。如圖 3-2 上電復(fù)位電路寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)圖 3-2 上電復(fù)位電路手動(dòng)復(fù)位是在按鍵按下時(shí)， RST端直接與 VCC 接通，為高

10、電平形成復(fù)位， 同時(shí)電容被短路放電； 按鍵松開時(shí)， VCC 對電容充電， 充電電流在電阻上， RST 依然為高電平，仍是復(fù)位，充電完成后，電容相當(dāng)于開路， RST 端為低電平， 單片機(jī)正常工作。如圖 3-3 按鍵復(fù)位電路圖 3-3 按鍵復(fù)位電路寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路單片機(jī)內(nèi)設(shè)有一個(gè)由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路， XTAL1 和 XTAL2 分 別為振蕩電路的輸入端和輸出端。在 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接定時(shí)元件，振 蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩，定時(shí)元件通常采用由石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振 回路，晶體頻率可以在 1.2MHZ 到 12MHZ 之間，電容起頻率微調(diào)作用。如圖 3-4 時(shí)

11、鐘電路寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)控制電路控制電路通過按鈕使單片機(jī)以設(shè)定輸入的 I/O 口接通電源地使之變?yōu)榈碗娖?，再通過單片機(jī)內(nèi)的程序的設(shè)定，運(yùn)行相應(yīng)的程序，在通過設(shè)定輸出的 I/O口進(jìn)行輸出，使之按下按鍵后，在顯示出相應(yīng)的功能。如圖 3-5 控制電路圖 3-5 控制電路寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)3.3 數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管的引腳及其作用圖 3-6 共陽極數(shù)碼管如上圖 3-6 共陽極數(shù)碼管 所示，共陽極低電平有效，根據(jù)要顯示的數(shù)字進(jìn)行選擇 這些引腳的高低電平。數(shù)碼管顯示電路單片機(jī)把內(nèi)部的程序中的乒乓球比賽完成后，成績顯示圖 3-7 數(shù)碼管顯示電路寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主程序流程圖4-1 所示針對于設(shè)

12、計(jì)思想，做程序流程圖如下圖寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)按鍵功能P2.0 上啟動(dòng)P2.1 下啟動(dòng)P2.2 1 號(hào)選手P2.3 2 號(hào)選手主程序ORG 0000HJMP STARTORG 0030HSTART:MOV P0,#00HMOV P1,#00HMOV P2,#00HMOV P3,#00HMOV R4,#00HMOV R5,#00HLOOP1:;判斷上下發(fā)球MOV P1,#000H10寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)MOV P2#000HJBP2.0,LOOPZJBP2.1,LOOPYJMP LOOP1LOOPZ:MOVR4,#02HMOVDPTR,#TAB1JMPMANILOOPY:MOVR4,#01HMO

13、VDPTR,#TAB2JMPMANIMANI:；循環(huán)，并判斷中途是否有人擊球JB P2.2,YSJB P2.3,ZSMOVA,R0MOVCA,A+DPTRMOV P1,A寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)11BDX:BDX1:ZBJ:LCALL DELAYINC R0CJNE R0,#08H,MANIJMP BDX；2 號(hào)擊球，輸出結(jié)果MOV R0,#00HCJNE R4,#01H,BDX1LCALL ZBJJMP JG；1 號(hào)擊球，輸出結(jié)果CJNE R4,#02H,BDXLCALL YBJJMP JG；延時(shí)MOV R3,#4K3: MOV R2,#250K2: MOV R1,#250K1: NOP寧波技師

14、學(xué)院課程設(shè)計(jì)12ZCG:CK:YBJ:MOVK6:NOPDJNZR1,K1DJNZR2,K2DJNZR3,K3JB P2.2,ZCGMOVR5,#03HJMPCKMOVR5,#01H按鍵等待JB P2.2,$RETR3,#4MOV R2,#250K5:寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)13K4:MOVR1,#250NOPNOPDJNZR1,K4DJNZR2,K5DJNZR3,K6JB P2.3,YCGMOVR5,#04HJMPCD按鍵等待MOVR5,#02HYCG:JB P2.3,$CD:JG:RET;結(jié)果輸出CJNE R5,#01H,JG1；1 號(hào)接球成功JMP LOOPZ寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)14JG1:

15、JG2:JG3:YS:CJNE R5,#02H,JG2JMP LOOPYCJNE R5,#03H,JG3JMP YSCJNE R5,#04H,JGJMP ZSMOV P1,#0FFHMOV P3,#0A4HJMP LOOP1；2 接球成功；2 號(hào)勝；1 號(hào)勝；2 號(hào)勝出結(jié)果輸出ZS:MOV；1 號(hào)勝出結(jié)果輸出P1,#0FFHMOV P3,#0F9HJMP LOOP115寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)DELAY:MOV R3,#4J3:MOV R2,#250J2:MOV R1,#250J1:NOPNOPDJNZ R1,J1DJNZ R2,J2DJNZ R3,J3RETTAB1:DB 001H,002H,0

16、04H,008H,010H,020H,040H,080HTAB2:DB 080H,040H,020H,010H,008H,004H,002H,001HEND16寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)制作與調(diào)試制作步驟與重點(diǎn)在開始制作電路板之前，先把程序編寫出來，經(jīng)過PROTUE仿S 真，在仿真過程中出現(xiàn)指示燈不亮，或是數(shù)碼管出現(xiàn)亂碼，就把程序的結(jié)構(gòu)變化一 下就恢復(fù)正常，由此看出程序的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤能直接阻礙程序的正常運(yùn)行，因此程 序的編寫是至關(guān)重要的。而在制作 PCB板之前，由于對于制作 PCB沒有多少經(jīng) 驗(yàn)，因此只有先制作原理圖，一是因?yàn)槟芙档湾e(cuò)誤發(fā)生的概率，能快速的查出 錯(cuò)誤的地方，二是能導(dǎo)入 PCB能快速的制作

17、， 所以先是畫出原理圖， 進(jìn)行核對， 在核對完之后，根據(jù)從倉庫領(lǐng)取的元件， 進(jìn)行元件測繪 （特別是重要的元件必須 要精確 ） 后，開始制作 PCB板，在 PCB的制作中由于怕在腐蝕過程中出現(xiàn)意外， 因此把線徑的寬度為 1mm，焊盤的直徑為 2mm，孔的直徑為 1mm。制作完之后， 先把 PCB與原理圖核對幾遍， 確認(rèn)無誤后，用 A4紙打印，再把元件放上去進(jìn)行 核對（特別是單片機(jī)與數(shù)碼管的引腳） ，確認(rèn)完后再打印到熱轉(zhuǎn)印紙上。 在覆銅 板制作之前應(yīng)先把板上氧化的部分用砂紙磨去，再把 PCB印到覆銅板上，之后 進(jìn)行腐蝕，之后打孔焊接完后，用萬用表進(jìn)行測量，檢查是否短路、短路、虛 焊，檢查完畢后將程

18、序?qū)懭雴纹瑱C(jī)內(nèi)，再進(jìn)行通電測試。調(diào)試方法及要求 給系統(tǒng)上電后，數(shù)碼管亮，數(shù)碼顯示數(shù)據(jù)“8”，按下 P2.0后,LED 燈從上往下依次亮，到最后一燈時(shí)判斷，如果這時(shí)P2.3 按下，則燈依次返回亮，到第一個(gè)燈時(shí)則輪到發(fā)球方判斷；若最后一 燈時(shí) P2.3未及時(shí)按下則判斷按下 P2.0 的一方勝出， 數(shù)碼管顯示 2，反之顯示 1；P2.1、 P2.2 的效果一樣，只是反向。如圖5-1寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)17所示。圖 5-1 調(diào)試方法18寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)結(jié)論通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，讓我們了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我 們了解了數(shù)字鐘的原理和設(shè)計(jì)理念。要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要對著一個(gè)參考電路圖 才可以連

19、接，但是最后的成品卻不一定與想象的完全一樣，因?yàn)樵谑论E接線中 有著各種各樣的條件制約，所以要合理布局這樣連出來的成品才比較美觀。設(shè) 計(jì)過程中，在一次又一次的失敗面前，我沒有退縮，而是勇敢的去面對，積極 的去解決，充分運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和他人的幫助，最終取得了成功。通過親自動(dòng)手 制作，試驗(yàn)，遇到問題，解決問題，我們鞏固了書本的知識(shí)，同時(shí)也學(xué)到了新 的學(xué)問，明白了實(shí)踐的可貴性。動(dòng)手能力的提高，細(xì)心與耐心的培養(yǎng)，品嘗自 己勞動(dòng)成果的喜悅，是我們在這次課程設(shè)計(jì)中最大的收獲。19寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)致謝感謝陳羅迪同學(xué)提出的電路制作上的建議與幫助，感謝陳弢、唐幼軍老師 在程序功能給予的建議與各種文件資料讓我對編

20、程更加的熟練。寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)20參考文獻(xiàn)單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用（第二版） 主編 張立紅 電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版） 張毅剛 . 單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì) 張洪潤等 . 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程 楊美仙. 單片機(jī)的發(fā)展及其應(yīng)用 J. 科技信息 （學(xué)術(shù)研究） 張志利. FPGA的單片機(jī)多機(jī)串行通信網(wǎng)絡(luò) J.寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)21附錄 1 系統(tǒng)實(shí)物圖寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)22附錄 2 實(shí)驗(yàn)原理圖寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)23附錄 3 系統(tǒng)仿真圖寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)24附錄 4 程序清單定義 *SZ EQU20H;計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)FZ EQUR2;分鐘HZ EQUR1;時(shí)鐘DH EQU R6;定時(shí)小時(shí)DF EQU R7;

21、定時(shí)分鐘SJ EQU 21H;連擊計(jì)數(shù)XS_DK EQU P2;數(shù)碼管顯示端口DQZ EQU R0;按鍵掃描：當(dāng)前值ZQZ EQU 60H; 之前值ZAQZ EQU R3;再前值LJ EQU R4;連擊累加XT EQU R5;選通暫存NZ BIT P1.7;鬧鐘標(biāo)志及指示ZDBS BIT P1.6;整點(diǎn)指示AN EQU P1;按鍵XT_D EQU P3;選通端口ZS BIT P1.5;秒針指示K0 BIT P1.0;按鈕 1，分鐘加K1 BIT P1.1;按鈕 2，分鐘減25寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)K2 BIT P1.2;按鈕 3，時(shí)鐘加K3 BIT P1.3;按鈕 4，時(shí)鐘減K4 BIT P1.

22、4;按鈕 5，定時(shí)ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPT0ZDORG001BHLJMPT1ZDORG0030H主程序MAIN: LCALL CSHA1: CJNE FZ,#00,SSCLR ZDBSSS: JB K4,SS1JNB K4,$CPL NZSS1: SJMPA1初始化 *CSH: MOVTMOD,#11HMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HMOV TH1,#0FCHMOV TL1,#18HSETB EASETB TR0SETB TR1SETB ET026寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)SETB ET1MOV HZ,#0MOV FZ,#0MOV XT,#7FHC

23、LR NZRET*T0中斷T0ZD: MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H INC SZCPL ZSSETB ZDBSRETI;*T1中斷 *T1ZD: MOV TH1,#0FCHMOV TL1,#18HLCALL NZXSLCALL AJ_SMLCALL PDJNB NZ,A2LCALL DPDLCALL DXSSJMP A3A2: LCALL XSA3: RETI27寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì);* 判斷時(shí)分秒鐘 *PD: MOV A,SZCJNEA,#6000,L1MOVSZ,#0INC FZL1: CJNEFZ,#60,L2MOVFZ,#0INC HZL2: CJNEHZ,#2

24、4,FH1MOVHZ,#0FH1: RET;* 判斷鬧鐘設(shè)置時(shí)分秒鐘 *DPD: CJNE DF,#60,E1MOVDF,#0E1: CJNEDH,#24,FRMOVDH,#0FR: RET按鍵掃描 *8AJ_SM:MOV ZAQZ,ZQZMOVZQZ,DQZLCALL DMMOVA,DQZJZ KSRCJNEA,ZQZ,KS2CJNEZAQZ,#0,KSSJMPKS1KS: INC LJCJNE LJ,#200,KSR28寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)KS1:JNB NZ,KKSLCALL DCZSJMP KS2KKS:LCALL CZKS2:MOV LJ,#0KSR:RETDM:MOV A,ANOR

25、L A,#0E0HCPL AJZ RK1JB K0,RK2MOV DQZ,#1SJMP RKRRK1:MOV DQZ,#0SJMP RKRRK2:JB K1,RK3MOV DQZ,#2RK3:JB K2,RK4MOV DQZ,#3RK4:JB K3,RKRMOV DQZ,#4RKR:RET按鍵具體操作 *CZ:CJNE DQZ,#1,S1INC FZSJMP FHS1: CJNE DQZ,#2,S229寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)CJNEFZ,#0,LLMOVFZ,#60LL:DECFZSJMPFHS2: CJNEDQZ,#3,S3INC HZSJMPFHS3: CJNEDQZ,#4,FHCJNEHZ

26、,#0,PL2MOVHZ,#24PL2: DEC HZSJMPFHFH: RET定時(shí)按鍵操作 *DCZ: CJNEDQZ,#1,S5INC DFSJMP FHRS5: CJNE DQZ,#2,S6CJNE DF,#0,LLAMOV DF,#60LLA: DEC DFSJMP FHRS6: CJNE DQZ,#3,S7INC DHSJMP FHR30寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì)S7: CJNE DQZ,#4,FHRCJNE DH,#0,PL3MOV DH,#24PL3: DEC DHFHR: RET數(shù)字鐘顯示 *XS: MOVXT_D,#0FFHMOVA,XTRL AMOVXT,ACJNEXT,#0FEH,Q1MOVA,HZMOVB,#10DIVABMOVSJ,ALCALL XS_SJMOVXT_D,XTSJMPQ4Q1: CJNE XT,#0FDH,Q2MOVA,HZMOVB,#10DIVABMOVSJ,BLCALL XS_SJMOVXT_D,XTSJMPQ4Q2: CJNE XT