1课程设计说明书课程设计说明书（2009/2010 学年第 2 学期）课程名称 ： 单片机课程设计 题 目 ： 厨房提醒器 专业班级 ： 电气 2 班 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 苗敬丽、韩昱、岑毅南、王立国 设计周数 ： 2 周 设计成绩 ： 2010 年 7 月 8 日2目目 录录一、课程设计的题目一、课程设计的题目- 1二、课程设计的目的二、课程设计的目的- 2三、课程设计的任务三、课程设计的任务- 3四、设计原理器件说明四、设计原理器件说明 - 4五、设计方案五、设计方案- 131、硬件部分、硬件部分-142、软件分析、软件分析-143、程序设计、程序设计- 164、系统调试、系统调试-22六、课程设计心得六、课程设计心得- 23七、参考文献七、参考文献- 2331、课程设计目的、课程设计目的1、通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。知道单片机的各个引脚的功能，以及如何通过编写的程序让它实现我们所需要的功能，期间要进行电路的焊接和程序调试，最后实现我们所需要的功能。2、掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。3、通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。4、提高综合以及灵活应用所学知识，并且从中培养了针对课题需要，选择和查阅有关手册和图表以及文献资料的自学能力，提高组成系统和变成以及调试的动手能力。2、课程设计正文、课程设计正文 2.1 设计所需器材设计所需器材电阻：1K (6 个) 300（7 个）4.7K(4 个)开关：5 个电容：30F （2 个）22F（1 个）晶振：12MHZ（1 个）集成芯片：CD4511 （1 片） AT89C51（1 片） 三极管：NPN（4 个）PNP（1 个）共阴极数码管：4 个蜂鸣器：1 个底座：DIP40（2 个）DIP20（1 个）万能电路板：1 个2.2 设计任务和要求设计任务和要求本次课程设计，我们这一组要求做的是厨房提醒器设计。提醒器在家庭中很实用，能够帮助提醒人做饭或者做菜的时间等，市面上卖的成品提醒器一般都比较贵，我们可以利用已经学过的知识自制简易的提醒器。设计的主要内容是采用 AT89S52 作为控制单元，实现提醒器的设计。 （1）设计键盘输入电路；（2）设计显示电路；（3）合理分配地址，编写写程序；（4）利用 PROTEL 设计硬件电路原理图和 PCB 图；（5）软硬件联机调试；（6）书写实验报告。主要技术要求：（1）设置提醒器的“开始”键， “清除”键， “分十位加一”键，4“分个位加一”键和“秒十位加一”键。刚通电时和按下“清除”键时，均可使显示器显示00：00。按下开始键，则按照设定的时间减一定时。当显示器再次显示为 00：00 时则蜂鸣器提醒定时到。 （2）4 个数码管分别显示分十位，分个位，秒十位。2.2.1 设计基本原理设计基本原理厨房提醒器设计，主要的部分是 AT89S52，编写程序，实现软硬结合，实现提醒功能。采用中断的方式，先清除按钮，然后设置分十位，分个位，秒十位，然后按开始按钮开始倒计时，当时间变为 00：00 时蜂鸣器提醒则目的实现。2.2.2 器件说明器件说明 2.2.2.1 CD4511 显示译码管显示译码管CD4511 是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，特点：具有 BCD 转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的 CMOS 电路能提供较大的拉电流。可直接驱动 LED 显示器。CD4511 是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，引脚排列如图 1 所示。其中 a b c d 为 BCD 码输入，a 为最低位。LT 为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8” ，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI 为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1 端应加高电平。另外 CD4511 有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数 9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE 是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。ag 是 7 段输出，可驱动共阴 LED 数码管。另外，CD4511 显示数“6”时，a 段消隐；显示数“9”时，d 段消隐，所以显示 6、9 这两个数时，字形不太美观 图 3 是 CD4511 和 CD4518 配合而成一位计数显示电路，若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压 5V 时可使用 300 的限流电阻。5图 1 CD4511 引脚图图 2 CD4511 各引脚接线图其功能介绍如下： ：4 脚是消隐输入控制端，当 BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄BI灭（消隐）状态，不显示数字。：3 脚是测试输入端，当 BI=1，LT=0 时，译码输出全为 1，不管输入 DCBA 状态如何，LT七段均发亮，显示“8” 。它主要用来检测数码管是否损坏。 ：锁定控制端，当 LE=0 时，允许译码输出。 LE=1 时译码器是锁定保持状态，译码器EL输出被保持在 LE=0 时的数值。A1、A2、A3、A4、为 8421BCD 码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平 1 有效。CD4511 具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动 LED。各引脚的名称：其中 7、1、2、6 分别表示 A、B、C、D；5、4、3 分别表示6LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14 分别表示 a、b、c、d、e、f、g。左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚 8、16 分别表示的是 VDD、VSS。 (2).锁存功能：译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端 LE的电平状态。 （3）译码 ：CD4511 译码用两级或非门担任，为了简化线路，先用二输入端与非门对输入数据 B、C 进行组合，得出四项，然后将输入的数据 A、D 一起用或非门译码。 （4）消隐 BI 为消隐功能端，该端施加某一电平后，迫使 B 端输出为低电平，字形消隐。 2.2.2.2 AT89C51 单片机单片机AT89S51 的引说明和功能说明如下：VCC ：AT89S51 电源正极输入，接+5V 电压。 GND ：电源接地端。 XTAL1 ：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，些引脚应接地。 图 1 AT89C51 的引脚图 图 1 AT89C51 的引脚图7XTAL2 ：接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。 RST ：AT89C51 的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片又时，只要将此引脚电位提升到高电位，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51 便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。 ALE/ ：ALE 是英文“ADDRESS LATCH ENABLE“的缩写，表示允许地址锁存允许信号。PROG当访问外部存储器时，ALE 信号负跳变来触发外部的 8 位锁存器 (如 74LS373)，将端口 P0的地址总线(A0-A7)锁存进入锁存器中。在非访问外部存储器期间，ALE 引脚的输出频率是系统工作频率的 1/16，因此可以用来驱动其他外围芯片的时钟输入。当问外部存储器期间，将以 1/12 振荡频率输出。 /VPP EA该引脚为低电平时，则读取外部的程序代码 (存于外部 EPROM 中)来执行程序。因此在 8031 中，EA 引脚必须接低电位，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用 AT89C51或其它内部有程序空间的单片机时，此引脚接成高电平使程序运行时访问内部程序存储器，当程序指针 PC 值超过片内程序存储器地址(如 8051/8751/89C51 的 PC 超过 0FFFH)时，将自动转向外部程序存储器继续运行。 此外，在将程序代码烧录至 8751 内部 EPROM、89C51 内部 FALSH 时，可以利用此引脚来输入提供编程电压（8751 为 2lV、AT89C51 为 12V、8051 是由生产厂方一次性加工好)。：此为“Program Store Enable“的缩写。访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。PSEN在访问外部程序存储器读取指令码时，每个机器周期产生二次 PSEN 信号。在执行片内程序存储器指令时，不产生 PSEN 信号，在访问外部数据时，亦不产生 PSEN 信号。 P0 口(P0.0P0.7)是一个 8 位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低 8 位）和数据总线复用。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向 IO 口用。P0口每一个引脚可以推动 8 个 LSTTL 负载。 P2 口(P2.0P2.7)是具有内部提升电路的双向 I/0 端口(准双向并行 I/O 口)，当访问外部程序存储器时，它是高 8 位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向 IO 口用。每一个引脚可以推动 4 个 LSTL 负载。 8P1 口(P1.0P1.7)是具有内部提升电路的双向 I/0 端口(准双向并行 I/O 口)，其输出可以推动 4 个 LSTTL 负载。仅供用户作为输入输出用的端口。 P3 口(P3.0P3.7)是具有内部提升电路的双向 I/0 端口(准双向并行 I/O 口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。其特殊功能引脚分配如下： P3.0 RXD 串行通信输入 P3.1 TXD 串行通信输出 P3.2 外部中断 0 输入，低电平有效 0INTP3.3外部中断 1 输入，低电平有效 1INTP3.4 T0 计数器 0 外部事件计数输入端 P3.5 T1 计数器 1 外部事件计数输入端 P3.6 外部随机存储