51单片机课程设计

1 系统设计

1.1 实验箱主要组件

本课程设计使用的实验箱主要由单片机最小系统，LED数码管显示部分，外部中断控制部分，独立式与行列式键盘按键输入部分，串行口通信部分，蜂鸣器与继电器等部分组成。详细电路图见图1。

图1 实验箱“基础型实验”部分电路图

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单片机最小系统部分由内含FLASH ROM的STC89C52RC，EA接高电平；各并行口都加了10K的上拉电阻；晶振为11.0592M。设置了上电复位和手动复位。LED数码管显示部分由4位一体的数码管LED1、单个数码管LED2和8个独立的发光二极管L1—L7组成，都是共阴结构并联在一起接在单片机的P0口上。LED1用于完成LED动态显示，用于本课程设计的零件个数显示，各个位选线为P2.4—P2.7，段码由P0口输出。行列式和独立式键盘按键输入部分主要由P2.0-P2.3为行，P2.4-P2.7为列构成的4*4行列式键盘，K20-K27构成的独立式按键构成。蜂鸣器部分采用9012三极管驱动，其基极接到RD端，当RD端为低电平时，三极管导通，蜂鸣器响，否则关断。继电器部分采用9013三极管驱动，其基极接到WR端，当WR端为高电平时，单机管导通，继电器跳转，产生打包动作。串行口通信部分主要由USB转URAT电路构成，本课程设计中由此部分完成PC机与单片机的串行口通信，同时PC机的USB口同时承担给实验板供电的任务。

实验箱“基础型试验”其他电路部分介绍略，“基础型实验”部分实物图见图2。

图2 实验箱“基础型实验”部分实物图

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1.2 系统框图及说明

本课程设计中的基于52单片机的零件计数器系统主要由单片机最小系统模块，数码管译码和显示模块，串口通信模块，蜂鸣器模块，继电器模块等组成，系统框图见图3，其中箭头表示数据传送的方向。

图3 单片机定时闹钟系统框图

1.3 系统软件设计

1.3.1 C51编程基础

由于本课程设计硬件模块主要使用单片机实验箱，所以本课程设计的重点放在零件计数器的软件设计上。

本课程设计的系统软件设计采用C语言，C语言是一种通用的程序设计高级语言，其代码利用率高，数据类型及运算符丰富，并具有良好的程序结构，适用于各种应用的程序设计，是目前使用较为广泛的单片机编程语言。使用C语言对单片机进行编程具有以下优点：

（1）C51管理内部寄存器和存储器的分配，编程时，无需考虑不同存储器的寻址和数据类型等细节问题。

（2）程序由若干函数组成，具有良好的模块化结构。

（3）有丰富的子程序库可以直接使用，从而减少用户编程的工作量。

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（4）C语言和汇编语言可以交叉使用，提高开发效率。

本课程设计采用的C语言编译器为Keil C51，该编译器以其代码紧凑和使用方法方便的特点优于其他编译器。Keil C51开发单片机程序的大致步骤为：输入源程序，新建工程，工程详细设置，源程序编译到目标代码文件等。编译完成后通过少些软件和串口，可以将代码烧进单片机内部的FLASH程序存储器内。

1.3.2 系统软件设计框图

零件计数器系统由多个函数构成，其中包括主函数，初始化函数，延时函数，串口发送函数，蜂鸣器函数，继电器函数等，图4为单片机零件计数器软件系统各个函数框图。

2 实验过程与结果

2.1 电路调试

由于本次课程设计是在实验箱上进行的，所以对于硬件电路方面不需要调试，主要是进行软件程序方面的调试。正如图4所示的零件计数器各个函数之间

图4 单片机零件计数器软件系统各个函数框图

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的框图，程序的调试也是一个一个模块进行的，这样调试的好处是，可以清晰地发现哪个模块存在问题，从而一个模块一个模块地解决问题，使每个模块都能正确而准确地完成各自的功能，最后再把各个模块整合起来，就能较好地实现零件计数器的功能。这样大大地提高了工作效率。

本次课程设计的调试顺序是：先进行数码管动态显示模块的调试，然后是蜂鸣器和继电器的调试，最后是串口通信的调试。

2.2 调试过程

首先进行的是数码管动态显示的调试，调试过程中遇到的主要问题是数码管显示延迟的问题，延时时间太短，显示的数字闪的比较厉害，延时时间太长，超过人眼的视觉暂留时间，无法实现动态显示，经过多次调试，最终取得了比较好的显示效果。

接着进行的蜂鸣器和继电器由于电路和函数都比较简单，没有遇到什么问题，调试的比较顺利。

最后进行的串口调试遇到的问题也比较多。起初的问题是串口发送的数据PC机无法收到，经过仔细检查，发现在主函数中并没有对串口的初始化函数进行声明；改正函数后，PC机虽然可以收到数据了，但发现收到的数据是乱码，不是发送的数据，接着把发送的数据由十六进制显示改为字符显示，在程序中也有所调整后，发现PC机收到的数据即是当前的计数数据。

2.3 调试结果

经过反复调试，最终解决了遇到的问题，较好地实现了零件计数器的功能：1、每来一个零件，单片机计数一次，LED上显示当前一共生产了多少零件；2、当计满10次时，蜂鸣 …… 此处隐藏：2544字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……