基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真
目录
1 绪论 (1)
1.1 本设计的研究背景和研究目的 (1)
1.2 国内外研究现状 (1)
1.3 本设计的任务和设计方法 (2)
1.3.1 设计任务 (2)
1.3.2 设计方法 (2)
2 乒乓游戏机设计方案 (3)
2.1 基于单片机的乒乓游戏机设计 (3)
2.1.1 硬件设计 (3)
2.1.2 软件设计 (4)
2.2 基于FPGA的乒乓游戏机设计 (4)
2.3 方案比较与选择 (5)
3硬件电路的设计 (6)
3.1 硬件核心电路选择 (6)
3.1.1 单片机STC89C51简介 (6)
3.1.2 单片机端口分配 (6)
3.2 电源电路的设计 (8)
3.3 时钟电路的设计 (9)
3.4 复位电路的设计 (9)
3.5 按键电路的设计 (10)
3.6 模拟球台电路的设计 (11)
3.6.1 译码器简介 (11)
3.6.2发光二极管简介 (13)
3.6.3 模拟球拍电路的设计 (14)
3.7 显示电路的设计 (14)
3.7.1 LCD1602简介 (15)
3.7.2 显示电路的设计 (16)
3.8 乒乓游戏机总电路的设计 (16)
4 乒乓游戏机的软件设计及编程 (18)
I
4.1 主程序的设计及功能实现 (19)
4.2 按键组的设计及功能实现 (19)
4.2.1 球拍模拟子程序 (20)
4.2.2 暂停/开始子程序 (20)
4.3 发球程序的设计及功能实现 (20)
4.4 线路程序的设计及功能实现 (21)
4.4.1 线路选择子程序 (21)
4.4.2 LED点阵子程序 (21)
4.5 回球程序的设计及功能实现 (22)
4.6 LCD显示程序设计及功能实现 (23)
4.7 设计源程序 (23)
5 系统调试及分析 (24)
5.1 仿真调试及分析 (24)
5.1.1 Proteus软件简介 (24)
5.1.2 Keil uVision4软件简介 (25)
5.1.3 仿真调试 (25)
5.1.4 仿真调试的结果分析 (27)
5.2 实物调试及分析 (27)
5.2.1 制作实物的过程 (27)
5.2.2 进行实物调试 (27)
5.2.3 实物调试的结果分析 (30)
6 结论与展望 (31)
谢辞（Acknowledge） (32)
参考文献 (33)
附录1：程序 (34)
附录2：元件清单 (49)
II
乒乓游戏机设计
1 绪论
1.1 本设计的研究背景和研究目的
乒乓球，中华人民共和国国球，是一种世界流行的球类体育项目。它的英语官方名称是“table tennis”，即“网上桌球”。乒乓球的名字起源于1990年。乒乓球的比赛赛制是以11分为一局，采用五局三胜（团体）或七局四胜制（单项）。比赛分团体、单项（男单、女单、男双、女双、混双）。
在中国，到处可见打乒乓球的人，以学生居多。因为，随着人们现代化节奏的加快，工作压力的增大，传统打乒乓球的方式受到运动设施、场地、环境的因素的影响，让人们对乒乓球运动减少了很多兴趣。随着科学技术的发展，人类进入信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品发展的越来越快，于是人们将乒乓球与电子产品结合在一起，形成了乒乓游戏机。通过使用按键模拟球拍，发光二极管模拟乒乓球，进行乒乓球游戏的操作。
乒乓游戏机的出现解决了人类的很大难题。因为该产品不受运动设施、空间、场地、环境等因素的影响，在家即可进行操作。操作的同时，让操作者仿佛在真正的打乒乓球。而且该设计属于一种益智类设计，让人既可以锻炼身体，也可以锻炼智力。
1.2 国内外研究现状
第二次世界大战以后，电子计算机技术得到了突飞猛进的发展。电子计算机一代一代的更新的同时，软件设计也迅速发展。于是，1971年，世界上第一台电子游戏机出现了。随着电子技术的迅猛发展，电子游戏机进入了次世代，主要有三大游戏机厂商。分别为：SONY、微软和任天堂。
如今，大部分益智类游戏机属于电子游戏机，乒乓游戏机就属于电子游戏机。随着电子技术的突破，电子游戏机开始朝着“便携式”和“家庭化”方向发展，彩色电视的普及使大型游戏机的显像管和扫描版部分完全可以被彩色电视取代，使得微处理机部分与现实屏幕实现了分离。现在制成的游戏机只相当于一个信号发生器。如今乒乓游戏机已出现3D类，体感类等等类型。
乒乓游戏机不仅可以实现人们对乒乓球的热爱，又可以让人们在玩耍的同时进行身体锻炼和智力提高，具有明朗的前景。
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西南石油大学本科毕业设计（论文）
1.3 本设计的任务和设计方法
1.3.1 设计任务
如今各种不同类型的游戏设备一直是消费领域的热点，本设计要求用低廉的成本设计出符合要求的游戏设备，要求操作方便，系统稳定度高。设计任务为：（1）使用乒乓游戏机的甲乙双方各在不同的位置发球或击球。
（2）乒乓球的位置和移动方向由灯亮及依次点燃的方向决定，球移动的速度为0.1～1s移动一位。游戏者根据球的位置发出相应的动作，提前击球或出界均判失分。
（3）比赛用11分为一局来进行，甲乙双方都应设置各自的记分牌，任何一方先记满11分，该方就算胜了此局。当记分牌清零后，又可开始新的一局比赛。
1.3.2 设计方法
本设计是基于单片机的乒乓游戏机设计，分别进行了硬件和软件两部分的设计。硬件设计包括单片机电路、译码电路、发光二极管电路、按键电路、显示电路等电路的设计。软件设计是使用Keil uVision4软件编写与硬件模块相应的源程序。利用Proteus软件对电路进行仿真，最后通过制作实物实现设计。
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乒乓游戏机设计
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2 乒乓游戏机设计方案
目前，有两种方案来设计乒乓游戏机设计。方案一是基于单片机的乒乓游戏机设计。方案二是基于FPGA 的乒乓游戏机设计。
2.1 基于单片机的乒乓游戏机设计
方案一是基于单片机的乒乓游戏机设计，结果用LCD1602显示屏显示。软件方面，使用Keil uVision4进行编程。硬件设计包含单片机电路、模拟球台电路、按键电路、显示电路等电路的设计。软件设计包括：主程序、按键组程序（球拍模拟和暂停/开始子程序）、发球程序、线路程序（包括线路选择和LED 点阵子程序）、回球程序、LCD 显示程序。基于单片机的乒乓游戏机系统框图如图2.1所示。
图2.1 基于单片机的乒乓游戏机的系统框图
2.1.1 硬件设计
电源电路设计：单片机正常工作电压为+5V ，设计采用三端稳压集成电路输出+5V 电压。
时钟电路设计：单片机可以看成是在时钟驱动下的时序逻辑电路，即单片机必须在时钟的驱动下才能工作。因此，单片机需要时钟电路支持，否则不能执行程序。
复位电路设计：单片机的复位电路使系统的所有功能部件都处于一个确定的初始状态，防止单片机执行错误操作、发出错误的指令等失误。单片机的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。本设计采用手动按钮复位方式进行复位。
按键电路设计：包含两个按键组，一个是模拟球拍按键电路，一个是暂停/开始
单 片 机 模
块
模拟球台电路
按键电路
电源电路 LCD 显示屏
时钟电路 复位电路
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和复位按键电路。模拟球拍按键分为左右两边，左右各四个。这四个按键其中三个是对LED点阵线路的操作，一个是进行加速；暂停/开始和复位按键是在运行任一程序时，对游戏机进行暂停或开始或复位。
模拟球台设计：包括译码电路设计和发光二极管设计。译码电路设计：本设计中采用16个发光二极管，而单片机的端口较少，因此采用3-8译码器节约端口。发光二极管设计：由单片机控制74LS138译码器，74LS138译码器译码控制LED点阵得点亮顺序和相应点亮时间。
显示电路设计：设计中采用LCD显示屏显示结果，左右两边分别用A、B表示。
2.1.2 软件设计
主程序：对乒乓游戏机进行初始化，定时器设置，对LED点阵输入数据等，延时扫描按键。
按键程序：在回球和发球时，按键按下给单片机传入数据作出相应处理。包括暂停/开始子程序，对系统进行暂停和开始。
发球程序：绿色指示灯亮起时，B得到发球球权，否则A得到发球球权。
线路程序：游戏发球有8个线路选择，AB分别4个线路选择，共有16个回球线路，存在数组b[16]中，包括LED点阵子程序，由单片机线路和delay_1(t)控制
74LS138译码器，74LS138译码器译码控制LED点阵得点亮顺序和相应点亮时间。
回球程序：当球在A边时，A可在相应delay_1(t)中感应A按键组的数据并作出相应处理；当球在B边时，同理。
显示程序：显示游戏比分，当A或B到达11分时进入相应win子程序。
2.2 基于FPGA的乒乓游戏机设计
方案二是基于FPGA的乒乓游戏机设计。因为学校具备专门的实验箱，如果采用方案二只需编程便可实现。通过对各部分编写VHDL程序，然后进行编译、仿真、逻辑综合、逻辑适配，最后进行编程下载，并通过程序验证结果。用16个发光二极管代表乒乓球，在游戏机的两侧各设置两个开关，一个是发球开关，一个是击球开关。甲方按动发球开关时，靠近甲方的第一盏灯亮，然后发光二极管由甲向乙依次点亮，代表乒乓球在移动。当球过网后，按设计者规定的球位乙方就可以击球。若乙方提前击球或没有击到球，则判乙方失分，甲方自动加分，重新发球比赛继续进行到一方记分到11分，该局结束，记分牌清零，可以开始新的一局比赛。其系统框图如2.2所示。
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乒乓游戏机设计
图2.2 基于FPGA乒乓游戏机的系统框图
2.3 方案比较与选择
FPGA的运行速度很快，适合高速场合，而单片机的运行速度低的多；FPGA的I/O 口多，容易实现大规模系统，方便连接外设，而单片机的I/O口较少，适合小规模系统；FPGA的内部程序是并行运行，具有处理复杂功能的能力，而单片机程序时串行执行，程序需要执行完一条才能执行下一条，处理突发事件时只能调用中断资源；FPGA 包含单片机和DSP软核，即单片机和DSP能实现的功能，FPGA一般都能实现。单片机设计属于软件范畴，它的硬件即单片机芯片是固定的，通过软件编程语言描述在硬件芯片上的执行的软件指令。FPGA设计属于硬件范畴，它的硬件即FPGA是可编程的，是一个通过硬件描述语言在FPGA芯片上自定义集成电路的过程。
由上可知，FPGA具有很多优点，但是对本设计而言是大材小用，而且芯片造价较高，因此选用单片机完成本设计。
在国内，有很多成熟且性价比高的单片机，以51单片机为主。本设计对芯片的要求不高，因此选用性价比高的单片机STC89C51。STC89C51是ISP的系统可编程芯片，可以直接将程序烧录到芯片中，方便程序的修改和实物调试。其工作电压要求低，工作频率可达48MHz。并且可通过串口直接下载程序，数秒即可完成下载。采用单片机完成设计，可利用Proteus绘制电路原理图，用Keil uVision4进行编程，然后进行仿真调试，减少出错。并且采用C语言编程，移植性强，使端口的程序控制变得简单。
综上所述，采用方案一完成乒乓游戏机的设计。
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3硬件电路的设计
3.1 硬件核心电路选择
乒乓游戏机设计选用单片机作为主控芯片，设计选用性价比高的STC89C51单片机。STC89C51与其它51单片机比较，具有成本低，性能好的优点,并且其具有在线编程功能，可以直接将程序烧录到芯片中，不需要对硬件进行修改。就乒乓游戏机而言，STC89C51能通过程序的编写实现所需的功能。
3.1.1 单片机STC89C51简介
单片机STC89C51是宏晶科技推出的超强抗干扰/低功耗的单片机，指令代码与引脚结构完全兼容传统的8051单片机。其最高工作时钟频率为80MHz ，片内含8K Bytes 的可反复擦写1000次的Flash ROM ，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash 存储单元，具有在系统可编程特性，配合PC 端的控制程序即可将用户的程序代码下载到单片机内部，并且速度更快。
STC89C51的芯片擦除特性：整个PEROM 阵列与三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE 管脚低电平10ms 来完成。在芯片擦除中，代码阵列全被写“1”，且在任何非空存储字节被重复编程以前，必须执行该操作。STC89C51芯片及其引脚如图3.1所示。
图3.1 STC89C51芯片及其芯片引脚图
3.1.2 单片机端口分配
乒乓游戏机需要八个端口接按键；16个发光二极管则通过两个3-8译码器与单片机连接，需要六个端口；LCD 显示屏需要7个端口；单片机时钟电路接两个端口；复位电路接复位端口；暂停/开始按键需要两个端口；发球指示灯和暂停指示灯需要两个端口。下面对所需端口进行介绍及分配：
乒乓游戏机设计
P0口（39～32脚）：P0.0～P0.7统称为P0口。P0口是一个三态双向口，每个引脚可吸收八个TTL门电流。当P0口的管脚第一次写“1”时，被定义为高阻输入。P0可用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在Flash编程时，P0口用作原码输入口。当Flash进行校验时，P0输出原码，必须接上拉电阻。
P1口（1～8脚）：P1.0～P1.7统称为P1口.P1口为准双向口，P1口缓冲器能接收四个TTL门电流。P1口的管脚写“1”后，内部上拉为高，可用作输入。P1口被外部下拉为低电平时，因为内部上拉，将输出电流。在Flash编程和校验时，P1口接收低八位地址。
P2口（21～28脚）：P2.0～P2.7统称为P2口。P2口为准双向口，缓冲器可接收/输出4个TTL门电流。当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，因为内部上拉将输出电流。当P2口用于外部程序存储器或十六位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出高八位地址。在给出地址“1”时，利用上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出单片机特殊功能寄存器的内容。P2口在Flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口（10～17脚）：P3.0～P3.7统称为P3口。P2口为准，双向口可接收/输出四个TTL门电流。当P3口写入“1”时，被内部上拉为高电平，并用作输入。当外部下拉为低电平，因为上拉的缘故，P3口将输出电流。
P3口作为第二功能使用时各端口引脚的作用，如表3.1所示。
表3.1 P3口的第二功能
端口引脚第二功能
P3.0 RXD (串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 /INT0 (外中断0)
P3.3 /INT1 (外中断1)
P3.4 T0 (定时/计数器0)
P3.5 T1(定时/计数器1)
P3.6 /WR (外部数据存储器写选通)
P3.7 /RD (外部数据存储器读选通)
RST：复位输入。振荡器复位器件时，保持RST引脚两个机器周期高电平时间。
XTAL1：反向放大器的输入、内部时钟工作电路的输入。
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XTAL2：反向振荡器的输出。
本设计中，STC89C51单片机的管脚如下分配：P0.0～P0.7口用作按键输入口，接上拉电阻；P1.0～P1.1口作为暂停、开始按键输入口；P1.2～P1.5作为LCD 显示屏输入口；P1.6作为发球权指示灯，P1.7作为暂停指示灯控制口；P2.0～P2.7作为译码器信号输入口控制发光二极管；P3.2～P3.4作为LCD 显示屏的控制端；RST 引脚为复位电路输入口；XTAL1、XTAL2分别作为片内振荡器的输入和输出。
3.2 电源电路的设计
单片机STC89C51的工作电压为+5V ，因此需要一个电源电路来提供这一电压。设计通过固定三端稳压集器，输出使单片机工作的+5V 电压。
固定三端稳压器主要有78XX 系列的正电压输出稳压器和79XX 系列的负电压稳压器。两个系列的固定三端稳压器，输出电压有5V 、6V 、9V 、12V 、15V 、18V 、24V 等规格，最大输出电流为1.5A 。这种三端稳压器内部包含了过流、过热和调整管的保护电路，使用时组成稳压电源所需的外围元件少，使用起来可靠、方便、快捷。
7805的参数为：在25℃，输入电压为7.5～20V 时，输出电压为4.8V ～5.2V 。因此本设计采用三端稳压器7805输出5V 电压。固定三端稳压器7805的1脚为输入端，2脚为接地端，三脚为输出端。芯片7805及其引脚图如图3.2所示。
图3.2 芯片7805及其引脚图
乒乓游戏机设计
3.3 时钟电路的设计
单片机，可以认为是在时钟驱动下的时序逻辑电路，即单片机必须在时钟的驱动下才能够工作。单片机内部含有一个可以构成振荡器的放大电路。在单片机内部含时钟振荡电路，外部一个振荡源产生是送到单片机内部，决定单片机的工作速度。此设计选用内部振荡方式，即把放大器与振荡器连接，构成的内部自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。选用的元器件为一个12MHz的石英晶体振荡器，两个30pF的电容。此电路在加点延迟10ms后振荡起振，在XTAL2引脚产生正弦时钟信号。电路中的电容作用有两个：一是对振荡器的频率进行微调，二是帮助振荡器起振。
因为石英晶体振荡器的振荡频率为12MHz，即单片机的振荡周期为1us，状态周期为2us，机器周期为12us。时钟电路设计如图3.3所示。
图3.3 时钟电路图
3.4 复位电路的设计
单片机STC89C51第九引脚为硬件复位端。对该引脚程序4个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机都恢复到初始化状态。复位电路由按键及电容，电阻构成。当按下按键时，电源经电阻R1、R2分压，在复位管脚产生一个复位高电平，此时单片机处于复位状态。当上电后，电容缓慢充电，单片机的复位管脚电压由高向低转化，经过一定时间，复位管脚处于稳定的低电平状态，此时单片机复位完毕，系统从0000H执行程序。该电路使用了按键一个，10uF的电容一个，10KΩ和1kΩ的电阻各一个。复位电路设计图如图3.4所示。
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图3.4复位电路设计图
3.5 按键电路的设计
按键是一种常见的控制电器元件，常用来接通或断开控制电路，从而达到控制电路的一种开关。按键共有4个引脚，当未按下按键时，2引脚和3引脚是导通的，1引脚和4引脚是导通的。当按下按键时，1引脚和2引脚连通，3引脚和4引脚连通， 2引脚和3引脚连通，1引脚和4引脚连通。按键及其引脚图如图3.5所示。
图3.5按键及其引脚图
乒乓游戏机的按键电路包含两个按键组，一个是模拟球拍按键电路，一个是暂停/开始和复位按键电路。模拟球拍按键分为左右两边，左右各四个。这四个按键其中三个是对LED 点阵线路的操作，一个是进行加速；暂停/开始和复位按键是在运行任一程序时，对游戏机进行暂停或开始或复位。
设计中模拟球拍按键与P0口相连，同时P0口接5K Ω的上拉电阻。当发光二极管亮时，按下按键进行控制。当按键按下的时候，相应端口感应输入为低电平0。模拟球拍按键电路设计图如3.6所示。
2引脚
1引脚
3引脚 4引脚
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图3.6 按键电路设计图
暂停和开始按键分别与单片机的P1.0和P1.1相连。复位按键与单片机复位端口相连。暂停和开始按键电路设计图如图3.7所示。
图3.7 暂停和开始按键电路设计图
3.6 模拟球台电路的设计
模拟球台电路设计包括译码电路设计和发光二极管设计。乒乓游戏机采用16个发光二极管，单片机的端口有限，因此采用单片机的P2口的5个端口控制74LS138译码器进行译码，节约端口。译码器74LS138的输入电压范围为+3.5～+5V 。
3.6.1 译码器简介
本设计采用74LS138译码器进行译码。74LS138为3-8线译码器，其中LS 指采用低功耗肖特基电路。该译码器有3
位二进制输入
A0、A1、A2，共有8种状态的组
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合，即可译出8个输出信号Y0～Y7，输出低电平有效。此外，还设置了E1、E2和E3三个使能输入端，为电路功能的扩展提供方便。译码器74LS138的管脚及其功能如表3.2所示。
表3.2 译码器74LS138管脚功能
管脚功能
VCC 电源正
GND 地
E1 选通端
E2 /E3 选通端（低电平有效）
A0～A3 地址输入端
Y0～Y7: 输出端（低电平有效）74LS138译码器的工作原理为：
当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端(E2)和 (E3)为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在对应的输出端以低电平译出。
74LS138的引脚图如图3.8示。
图3.8 74LS138的引脚图
74LS138的功能真值表如表3.3所示。
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表3.3 74LS138功能真值表
输入输出
E3E2E1A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7
X H X X X X H H H H H H H H
X X H X X X H H H H H H H H
L X X X X X H H H H H H H H
H L L L L L L H H H H H H H
H L L L L H H L H H H H H H
H L L L H L H H L H H H H H
H L L L H H H H H L H H H H
H L L H L L H H H H L H H H
H L L H L H H H H H H L H H
H L L H H L H H H H H H L H
H L L H H H H H H H H H H L
3.6.2发光二极管简介
发光二极管简称为LED，是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件在1962年出现，由镓（Ga）与砷（As）、磷（P）的化合物组成的二极管，电子与空穴复合时能辐射出可见光。其中，磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。发光二极管具有单向导通性，即发光二极管只能往一个方向通电，这种特性叫做正向偏置（正向偏压）。
发光二极管的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后用环氧树脂密封，起到保护内部芯片线的作用。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入少数载流子与多数数载流子复合时把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能转换成光能。发光二极管的两根引线较长的一根是正极，需接电源正极。发光二极管及其构造如图3.9所示。
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图3.9发光二极管及其构造
3.6.3 模拟球拍电路的设计
单片机P2.0～P2.3控制两个译码器的A,B,C 端，P2.4和P2.7分别控制两个译码器的E1端，且E2、E3两个端口接地。单片机P2口输出信号，从而达到控制发光二极管的熄灭与点亮。其电路图如图3.10所示。
图3.10模拟球台电路设计图
3.7 显示电路的设计
乒乓游戏机的数据较为简单，只需要显示比分和最终胜利的状态，因此选用只显示字符和数字的LCD1602显示屏。
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3.7.1 LCD1602简介
乒乓游戏机显示电路设计采用LCD1602显示屏。LCD1602为工业字符型液晶，能够同时显示32个字符。它是专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。由若干个5*7或5*11等点阵字符位组成。每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。LCD 采用标准的16脚接口，其管脚功能如表3.4所示。
表3.4 LCD1602的管脚功能表
管脚 功能
VSS 电源地 VCC
接5V 电源电极
V0(VEE) 液晶显示器对比度调整端，接正电源对比度最弱，接地电源最高 RS 寄存器选择。高电平时选择数据寄存器，低电平时选择指令寄存器 RW
读写信号线。高电平时读取信息，低电平时进行写操作
E(EN) 使能端。高电平时读取信息，负跳变时执行指令 D0～D7 8位双向数据端 BLA 背光正极 BLK
背光负极
LCD1602的特性：3.3V 或5V 工作电压，对比度可调；内含复位电路，提供各种控制命令；有80字节显示数据存储器DDRAM ；内建有192个5*7点阵的字型的字符发生器CGROM ；8个可由用户自定义的5*7的字符发生器CGRAM ；
LCD1602及其引脚图如图3.11所示。
图3.11 LCD1602及其引脚图
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3.7.2 显示电路的设计
此设计中的显示模块采用LCD 来显示乒乓游戏机的AB 队比分。LCD1602的D4、D5、D6、D7分别与单片机中的P1.5、P1.4、P1.3、P1.2相连，用于数据和地址的传输。LCD1602的RS 、RW 、E 分别与单片机中的P3.4、P3.3、P3.2相连，用于写入控制。其电路设计图如图3.12所示。
图3.12显示电路设计图
3.8 乒乓游戏机总电路的设计
本设计采用Proteus 绘制电路设计仿真图，乒乓游戏机的硬件设计包括单片机电路、译码电路、发光二极管电路、按键电路、显示电路等电路的设计。其仿真图如图3.13所示。
图3.13总电路设计图
乒乓游戏机设计
乒乓游戏机的硬件包括单片机电路、译码电路、发光二极管电路、按键电路、显示电路等电路。其中单片机电路包括：晶振电路，复位电路；由译码器接P2的5个I/O口控制16个模拟乒乓球台桌LED灯；由单片机的P0口接上拉电阻，感应按键电路的输入；有P1.2到P1.5给LCD进行数据的输入，P3.2-P3.3给LCD进行写入控制。
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4 乒乓游戏机的软件设计及编程
本系统的软件主要采用模块化结构设计，具体的程序有主程序、按键组程序（球拍模拟和暂停/开始子程序）、发球程序、线路程序（包括线路选择和LED 点阵子程序）、回球程序、LCD 显示程序。系统流程图如图4.1所示。
图4.1 系统流程图
开 始
主程序
是
B 发球 初始化
发球指示灯 是否点亮
否
A 发球
AB 回球是否成功
A 失败
B 加1分
B 失败 A 加1分
得分11
结 束
是 否
显示程序
回球程序
线路程序
否
是
否
51单片机课程设计
课程设计说明书
课程设计名称
专
业
班
级
学
号
学生姓名
指导教师
单片机原理及应用课程设计 电子信息工程 140405 20141329 李延琦 胡黄水
2016 年 12 月 26 日
课程设计任务书
课程设计 题目
酒精测试仪
起止日期
2016 年 12 月 26 日— 2017 年 1 月 6 日
设计地点
计算机科学与工程学 院单片机实验室 3409
设计任务及日程安排： 设计任务：分两部分： （一）、设计实现类：进行软、硬件设计，并上机编程、联线、调试、 实现； 1.电子钟的设计 2.交通灯的设计 3.温度计的设计 4.点阵显示 5.电机调速 6.电子音乐发声（自己选曲） 7.键盘液晶显示系统 （二）、应用系统设计类：不须上机，查资料完成软、硬件设计画图。 查资料选定题目。 说明：第 1--7 题任选其二即可。（二）里题目自拟。 日程安排： 本次设计共二周时间，日程安排如下： 第 1 天：查阅资料，确定题目。 第 2--4 天：进实验室做实验，连接硬件并编写程序作相关的模块实验。 第 5--7 天：编写程序，并调试通过。观察及总结硬件实验现象和结果。 第 8--9 天：整理资料，撰写课程设计报告，准备答辩。 第 10 天：上交课程设计报告，答辩。 设计报告要求：
1. 设计报告里有两个内容，自选题目内容+附录（实验内容），每 位同学独立完成。 2. 自选题目不须上机实现，要求能正确完成硬件电路和软件程序 设计。内容包括： 1） 设计题目、任务与要求 2）硬件框图与电路图 3） 软件及流程图 （a）主要模块流程图 （b）源程序清单与注释 4） 总结 5） 参考资料 6）附录 实验上机调试内容
注：此任务书由指导教师在课程设计前填写，发给学生做为本门课程设计 的依据。
单片机课程设计(温度控制器)
基于单片机的温度控制器设计 内容摘要：该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测和自动调温功能。 关键词：AT89C51ADC0808 温度检测报警自动调温 Abstract：The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature. The instrument can achieve the automatic thermostat function. Keywords：AT89C51 ADC0808Temperature detectingalarmautomatic thermostat 引言：本课题是基于单片机的温度控制器设计，经过对对相关书籍资料的查阅确定应用单片机为主控模块通过外围设备来实现对温度的控制。实现高低温报警、指示和低温自加热功能（加热功能未在仿真中体现）。 1．设计方案及原理 1.1设计任务 基于单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2设计要求 (1)实时温度检测。 (2)具有温度报警功能。 (3)可以设报警置温度上下限。 (4)低于下限时启动加热装置。 1.3总体设计方案及论证
基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真_毕业设计
基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真 基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真 目录 1 绪论 (1) 1.1 本设计的研究背景和研究目的 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 本设计的任务和设计方法 (2) 1.3.1 设计任务 (2) 1.3.2 设计方法 (2) 2 乒乓游戏机设计方案 (3) 2.1 基于单片机的乒乓游戏机设计 (3) 2.1.1 硬件设计 (3) 2.1.2 软件设计 (4) 2.2 基于FPGA的乒乓游戏机设计 (4) 2.3 方案比较与选择 (5) 3硬件电路的设计 (6) 3.1 硬件核心电路选择 (6) 3.1.1 单片机STC89C51简介 (6) 3.1.2 单片机端口分配 (7) 3.2 电源电路的设计 (8) 3.3 时钟电路的设计 (9) 3.4 复位电路的设计 (10) 3.5 按键电路的设计 (10) 3.6 模拟球台电路的设计 (12) 3.6.1 译码器简介 (12) 3.6.2发光二极管简介 (14) 3.6.3 模拟球拍电路的设计 (15) 3.7 显示电路的设计 (15) 3.7.1 LCD1602简介 (15) 3.7.2 显示电路的设计 (16)
3.8 乒乓游戏机总电路的设计 (17) 4 乒乓游戏机的软件设计及编程 (18) 4.1 主程序的设计及功能实现 (19) 4.2 按键组的设计及功能实现 (20) 4.2.1 球拍模拟子程序 (20) 4.2.2 暂停/开始子程序 (20) 4.3 发球程序的设计及功能实现 (21) 4.4 线路程序的设计及功能实现 (21) 4.4.1 线路选择子程序 (21) 4.4.2 LED点阵子程序 (22) 4.5 回球程序的设计及功能实现 (22) 4.6 LCD显示程序设计及功能实现 (23) 4.7 设计源程序 (24) 5 系统调试及分析 (24) 5.1 仿真调试及分析 (24) 5.1.1 Proteus软件简介 (24) 5.1.2 Keil uVision4软件简介 (25) 5.1.3 仿真调试 (25) 5.1.4 仿真调试的结果分析 (28) 5.2 实物调试及分析 (28) 5.2.1 制作实物的过程 (28) 5.2.2 进行实物调试 (28) 5.2.3 实物调试的结果分析 (31) 6 结论与展望 (32) 谢辞（Acknowledge） (33) 参考文献 (34) 附录1：程序 (36) 附录2：元件清单 (51)
基于-89C51单片机的秒表课程设计汇本
《单片机技术》 课程设计报告 题目：基于MCU-51单片机的秒表设计班级： 学号： 姓名： 同组人员： 指导教师：王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日
目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (4) 2.2设计指标 (4) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计容提要 (4) 3 课程设计报告容 (5) 3.1设计思路 (5) 3.2设计过程 (6) 3.3 程序流程及实验效果 (7) 3.4 实验效果 (16) 4 心得体会 (17)
基于MCS-51单片机的秒表设计 摘要：单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，安全性高，使用方便等优点。本次设计容为以8051 单片机为核心的秒表，它采用键盘输入，单片机技术控制。设计容以硬件电路设计，软件设计和PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示，在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求
单片机课程设计——基于51单片机的温度监控系统设计
单片机课程设计报告 题目：温度监控系统设计 学院：能源与动力工程学院 专业：测控技术与仪器专业 班级： 2班 成员：魏振杰 二〇一五年十二月
一、引言 温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。 随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合，应用性比较强，本系统可以作为仓库温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统，以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测，利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便，控制灵活等优点。 本设计系统包括单片机，温度采集模块，显示模块，按键控制模块，报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。 二、实验目的和要求 2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。 2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。 三、方案设计
51单片机交通灯课程设计
第一章单片机概述 单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。它在一块芯片内芯片内集成了计算机的各种功能部件，构成一种单片式的微型计算机。20世纪80年代以来，国际上单片机的发展迅速，其产品之多令人目不暇接，单片机应用不断深入，新技术层出不穷。 单片机的应用技术是一项新型的工程技术，其内涵随着单片机的发展而发展。由于MCS-51系列的单片机的模块化结构比较典型、应用灵活，为许多大公司所采纳，使8051系列的单片产品日新月异。在Intel公司20世纪80年代初推出MCS-51系列单片机以后，世界上许多著名的半导体厂商相继生产和这个系列兼容的单片机，使产品型号不断地增加、品种不断丰富、功能不断加强，在国内外单片机应用中占有重要地位。由于单片机具有功能强、体积小、价格低等一系列优点，在各个领域都有广泛的应用，有力地推动了各行各业的技术改造和产品更新换代。 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，
产品更新换代的节奏也越来越快。 第二章MSC-51芯片简介 8051是MCS-51系列单片机的典型产品。 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： ·中央处理器：
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 ·数据存储器(RAM) 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM 只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 ·程序存储器(ROM)： 8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 ·定时/计数器(ROM)： 8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 ·并行输入输出(I/O)口： 8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。 ·全双工串行口： 8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
(整理)较为全面的基于PROTEUS仿真51单片机动态数码管课程设计(WORD版)
单片机课程设计 题目动态数码管显示 学院机电工程学院 专业班级电子信息工程12-1班 姓名 组员 指导教师张、王老师 2015 年 5 月30 日
课程设计量化评分标准
目录 一、概述 (1) 1. 单片机简介 (1) 2. Proteus简介 (2) 3. 设计任务与要求 (3) 二、硬件设计 (3) 1. 单片机最小系统设计 (1) 2. 数码管显示部分 (4) 3. 数码管驱动部分 (5) 三、软件设计 (6) 1. 仿真原理图 (6) 2. 仿真参数设置 (6) 3. 仿真结果 (7) 4. 程序流程图 (8) 5. 程序代码.................................................... .9 四、心得体会............................................... (11) 五、参考文献 (12)
精品文档 一、概述 1. 单片机简介 如图1.1和图1.2分别为PDI P封装的AT89C52引脚图和实物图 图1.1 引脚图图1.2 实物图 AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。 AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。本课程设计中使用的是PDIP封装的AT89C52单片机。 2．Proteus简介 如图1.3为Proteus7.0的工作界面图
单片机课程设计题目
《单片机原理与应用》课程设计题目 1．基于单片机的电子秒表 本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，两个按键，三位数码管显示，打开电源开关后显示8，每秒循环左移一位，即□□8—>□8□—>8□□—>□□8—>…，按A键开始计时，实时显示所经历的时间，按B键停止计时并显示从开始到当前时刻的时间，要求精确到0.1秒，量程为0～99.9秒。 要求按键输入采用中断方式，按键A接INT0，按键B接INT1。 2．智能电动百叶窗 本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，用一台直流电机控制百叶窗叶片的旋转（正转/反转），用一个光敏电阻传感器测量室内光强度，并用两位数码管显示测量结果，设置三个按键：手动/自动切换、手动正转和手动反转，用一个发光二极管显示手动/自动状态，自动状态时二极管亮。 设置两个极限位置保护行程开关，用于保护百叶窗叶片：当正转到极限位置压下行程开关时，电机停止正转，但还可以反转；当反转到极限位置压下行程开关时，电机停止反转，但还可以正转。 按键输入采用中断方式，按键中断请求信号接INT0. 单片机根据设定光强S1和S2（S2 > S1）和实测光强P控制电机M的动作：当P<=S1时，控制M正转以增加进光量； 当P>S2时，控制M反转以减少进光量； 当S1 基于51单片机课程设计报告 院系：电子通信工程 团组：电子设计大赛1组 姓名： 指导老师： 目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17) 一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词：STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能： 不加热时实时显示时间，并可手动设置时间； 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度，范围在20～70度之间，打开开关后，根据设定温度与水温确定是否加热，及何时停止加热，可实时显示温度； 设定加热时间功能。限定烧水时间，加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警，并可实时显示温度。 2、系统设计的框架 本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括：电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度，单片机STC8951获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ，当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ，这里采用通过LED1和LED2取代！！！ 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声，这里采用HLLED提示。 单片机课程设计题目 1 基于单片机的数字电压表设计 2 基于单片机的智能电压表设计(温度检测器) 3 基于单片机的智能船模设计 4 基于单片机的电梯控制模型设计 5 基于单片机的水位控制系统设计（STC89—51型） 6 基于单片机的多路数据采集系统设计 7 基于单片机的8路抢答器设计 9 基于单片机的数字温度计设计 10 基于单片机的智能小车设计 11 基于单片机的数字温度计设计 12 基于单片机的遥控器设计 13 基于单片机的串行通信发射机设计 14 基于单片机的简易智能电动车设计 15 基于单片机的太阳能热水器控制器设计 16 基于单片机的太阳能热水器控制器设计 17 MCS-51单片机温度控制系统的设计 18 直流电动机的转速检测与脉宽调速 19 基于单片机的智能机器人的设计 20 基于单片机的简易无线竞赛系统的设计 21 基于单片机的车辆闯红灯监控系统设计（89C51） 22 基于单片机控制的井下瓦斯监控系统设计 23 基于单片机的煤气泄漏检测报警装置设计 24 基于单片机的井式渗碳炉控制系统设计 25 基于单片机的蔬菜大棚温湿度智能控制系统设计 26 基于单片机的电子钟设计 27 基于单片机的电力线载波节电群控设计 28 基于单片机的液位控制器设计 29 基于单片机的串行通信发射机设计 30 基于单片机的智能八路抢答器设计 32 基于单片机的水位监控器设计(STC12C2052AD) 32 基于单片机的点阵电子显示屏设计 33 基于单片机的智能温度控制系统设计 34 基于单片机的智能时钟控制器设计 35 基于单片机的智能温控系统设计 36 基于单片机的智能寻迹避障小车设计 37 基于单片机的家用太阳能热水器控制器设计 38 基于单片机的新型抢答计分器设计 39 基于单片机的热敏电阻测温系统设计 40 基于单片机的林火监测系统-飞艇姿态控制系统设计 41 基于单片机的人性化时钟控制器设计 42 基于单片机的智能型电话远程遥控器设计 43 基于单片机的远程通讯控制器设计 45 基于单片机的智能水位控制器设计 46 基于单片机的水位控制系统设计 47 基于单片机的智能电动小车设计 48 基于单片机的数码电子时钟设计 49 -基于单片机的数控直流电源设计 50 基于单片机的交通灯控制器设计 51 基于单片机的数字温度计设计(STC89C51) 52 基于单片机的智能小车设计 53 基于单片机的温度控制器设计 54 基于单片机的串行通信发射机设计(版本3) 55 基于单片机的温度控制系统设计(版本1) 56 基于单片机的交通灯控制系统设计 D58-基于单片机的电子万年历设计 D59-基于单片机的水位控制器设计 D60-基于单片机的水位控制系统设计（版本2） 《单片机原理及接口技术》课程设计题目：简易计算器设计 级：电子1547 名：苏丹丹、李静、齐倩 号：05号、17号、11号 导教师：张老师 间：2013年12月 西安航空学院电气学院 目录 一、选题的背景和意义-------------------1 1.1选题的背景-------------------------------------1 1.2选题的意义-------------------------------------1 二、总体设计-------------------------------1 2.1设计任务---------------------------------------1 2.2方案选择---------------------------------------1 三、硬件设计-------------------------------2 3.1 元器件名称--------------------------------------------------------2 3.2 计算器按键介绍--------------------------------------------------2 3.3硬件系统框图、单元电路--------------------------3 四、软件设计-------------------------------3 4.1 软件调试步骤-----------------------------------------------------3 4.2软件设计流程图---------------------------------------------------4 五、结束语------------------------------------5 六、参考文献--------------------------------5 七、附录---------------------------------------6 #include P1=1; if((--x)==0) { flag=1; x=time; if((--y)==0) { y=100; } } } if(flag==1) { TH0=y; //定时器T0的高8位重新赋初值 TL0=y; //定时器T0的高8位重新赋初 P1=0; if((--x)==0) { flag=0; x=time; if((--y)==0) { y=100; } } } } 1.电子秒表设计：设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为00.00~99.99秒，每0.01 秒自动加一。另设计一个“开始”按键和一个“复位”按键。（2人） 2.简易4位（0—9999）计算器（+、-、*、/、四种运算）设计：设计一个能实现0-9整数 加法运算的计算器，利用LCD显示。键盘包括0-9及“+、-、*、/”和“=”及“清除” 16个按键。（除法应保留足够的的小数，满足共4位的显示）要有错误显示Err。（2人） 3.频率数显表：设计一个能实现对脉冲频率测量显示的电路。输入频率范围（0-10k），显 示为xxx.xx，用两个指示灯指示显示数字的单位，Hz和KHz两档，根据输入频率自动切换显示档。（脉冲信号是由外部信号发生器提供）（2人） 4.信号灯控制系统：南北线有红黄绿三只信号灯，东西线有红黄绿三只信号灯。 要求：（闪烁3次，每次亮灭时间各1s）时序要求如下（原始状态） 设计一个递增键和一个递减键，用于调节功能键选定的方向的绿灯时间，时间范围（10s-50s），每次以0.5S为增量。（2人） 5.简易电子时钟：用4位LED数码管分别显示小时数分钟和秒数，两个按键,一个为功能 键，用于切换显示界面（两个显示界面，一个是小时分钟，一个是秒数）长按此键3S 进入当前界面的参数修改界面。另一个按键用于参数修改（参数递增或递减），长按此键3s退参数修改，时间要求用单片机自带的定时器得到。（2人） 6.智能电子钟（LCD显示）：以A T89C51单片机为核心，制作一个LCD显示的智能电子 钟：(1) 计时：秒、分、时、天、周、月、年。(2) 闰年自动判别。(3) 五路定时输出，可任意关断（最大可到16路）。(4) 时间、月、日交替显示。(5) 自定任意时刻自动开/关屏。(6) 计时精度：误差≤1秒/月（具有微调设置）。(7) 键盘采用动态扫描方式查询。所有的查询、设置功能均由功能键K1、K2完成。采用时钟芯片DS1302进行制作 7.多路报警器设计。用AT89C51单片机设计报警系统，用16个开关模拟报警点，当有 开关闭合时，用P1.0产生方波信号驱动蜂鸣器作为报警信号，同时用2位数码管显示报警点（即是第几个开关）。（2人） 8.简易数字电压表设计。利用单片机AT89S51与AD设计一个数字电压表，能够测量0－ 36V之间的直流电压值，用LCE显示（根据测量精度，自定显示的位数）。（2人） 9.波形发生器。三种信号：正弦波、方波、三角波。利用DA转换器设计一波形发生器， 微控制器技术课程 设计报告 设计题目：秒表 专业：供用电技术 班级：供电141 学号：140315143 姓名：王晨铭 指导教师：李昊 设计时间：2016.6.21 微控制器技术课程设计任务书 设计题目：秒表 设计时间：2016.6.20 设计任务： 在单片机开发板或软件仿真，编制程序，实现以下功能 1、利用定时器实现秒表功能，精确到0.1S； 2、数码管显示当前计时时间； 3、设定三个键，计时开始，停止计时和复位清零。 背景资料：1、单片机原理与应用 2、检测技术 3、计算机原理与接口技术 进度安排： 1、第1天，领取题目，熟悉设计内容，分解设计步骤和任务； 2、第3天，规划设计软硬件，编制程序流程、绘制硬件电路。 3、第5天，动手制作硬件电路，或编写软件，并调试。 4、第7天，中期检查。 5、第9天，完善设计内容，书写设计报告。 6、第13天，提交设计报告，整理设计实物，等待答辩。 7、第14天，设计答辩。 目录 一、设计任务和要求 (3) （1）设计任务 (3) (2)设计要求 (3) 二、设计方案与论证 (3) 三、单元电路设计与参数计算 (4) （1）时钟电路 (4) （2）按钮电路 (4) （3）显示电路 (5) （4）单片机 (5) 四、原理图及器件清单 (6) ( 1 )总原理图 (6) （2）PCB图 (7) （3）Proteus仿真图 (7) （4）元器件清单 (8) 五、安装与调试 (8) （1）安装 (8) （2）调试 (8) 六、性能测试和分析 (9) 七、结论和心得 (9) 八、参考文献 (9) 题目：秒表 二、方案设计与论证 本设计分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四大部分，这些模块中单片机占主控地位。其模块电路如图2-1所示。时钟电路常用的有内部时钟方式和外部时钟方式，但因为本设计中只需要一片单片机，所以采用内部时钟方式比较简单。按钮电路中的“复位”按钮是按键手动复位，它有电平和脉冲两种方式，比较电路的复杂程度，本设计选择了按钮电平复位电路，其他几个按钮则是通过单片机判断高低电平的不同来控制按钮。显示电路所用的数码管有共阴和共阳之分，不管使用何种数码管，P0口作为I/O使用时都是需要上拉电阻才能驱动数码管。另外，因为单片机的4个并行I/O口的输出电流一般是1mA,短路电流为4mA左右，而数码管的最少驱动电流也需要10mA，因而不管在使用共阴数码管时，单片机输出口也必须使用上拉电阻提高输出电流，才能驱动数码管。为了使电路简单化，本设计选用共阳数码管。但根据显示方式的不同选择，我们可以有几种方案： 方案一：使用静态显示方式。静态显示方式下的数码管的显示字符一经确定，相应锁存器锁存的断码输出將维持不变，直到送入另一个字符的断码为止。因而此设计中使用的显示位数使用了三个8位并行I/0口。如果另外想扩展单片机功能，则能使用的输出管脚很是有限。 方案二：使用动态显示方式。这个显示方式是将所有显示位的段码线的相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，而各位的共阴或共阴极分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。这种显示方式，简化了硬件电路，特别在多位数码管显示时尤为突出。 本小组尝试了各种方案，在此报告中以静态显示方式为例说明。（动态显示方式省略） 显示电路 单片机 AT89C51 时钟电路 按钮电路 51单片机行列式键盘的应用proteus仿真本人喜好单片机设计，精通单片机编程和硬件电路设计，在空余之际编一些小程序与大家分享，有哪位路过，请多多指教，希望大家在一起能互相学习，互相进步。这里的程序已经测试通过。发表出来，一来可以帮助同样爱好单片机的朋友们，二来，希望能结交一些同道中人，共同学习。 源程序： #include for(i=0;i<120;i++); } } 仿真图： 如果您想做项目开发，或者是做课题，或者您只是有一个想法，亲联系我们，我们会尽最大努力帮您完成，您的需要就是我们奋斗的方向！ 本人有给学生做课程设计的经验，欢迎亲们来本店咨询哦 淘宝店铺地址：https://www.wendangku.net/doc/d117386772.html, ; https://www.wendangku.net/doc/d117386772.html, QQ：1203026348；496617571 邮箱：1203026348@https://www.wendangku.net/doc/d117386772.html, ；496617571@https://www.wendangku.net/doc/d117386772.html, 电话：小陈：152******** 小张：158******** 阿里旺旺：tb3569_1968 ；zwjyln 我们拥有40G！！超大容量！！！是单片机入门者的首选经典资料！！！ 您在单片机方面有任何问题，请及时和我们联系，我们会竭诚为您服务！！ 承接单片机项目开发，同时包括软件开发和硬件开发。我们是一组拥有扎实的单片机基础知识的大学生，我们可以给您提供从项目开始到项目的完成整个过程的技术支持，其中包括原理图的设计、电路图的proteus软件仿真、程序的编写以及相关软件的使用等 TIME0_DOWN EQU F0 ;将F0设置为定时器0定时到标志 FINISH_ID EQU 30H ;学号发送标志 KEY_FLAG BIT 00H ;有键按下标志 KEY_LONG BIT 01H ;键长按 KEY_D EQU 31H ;键值存放地址 ADC0809_AD EQU 8000H ;设置ADC0809地址 DAC0832_AD EQU 0000H ;设置DAC0832地址 ADC_FLAG BIT 02H ;设置ADC0809读数据标志 ADC_DATE EQU 32H ;设置ADC0809数据地址 ADC_0 EQU 33H ;ADC0809转化为BCD码后个位存放地址 ADC_1 EQU 34H ;十分位存放地址 ADC_2 EQU 35H ;百分位存放地址 ADC_3 EQU 36H ;千分位存放地址 ORG 0000H ;程序开始，跳转至主程序 0000 020030 LJMP MAIN ORG 0003H ;外部中断0入口0003 020141 LJMP INT0_IN ORG 000BH ;设置定时器0中断入口地址 000B 020132 LJMP TIME0 ORG 0013H ;外部中断1入口0013 020151 LJMP INT1_IN ORG 0030H ;主程序开始地址 0030 758169 MAIN: MOV SP,#69H ;初始化堆栈指针 0033 C292 CLR P1.2 ;显示器清零 0035 D292 SETB P1.2 0037 753000 MOV FINISH_ID,#0 ;将标志位清零 003A C2D5 C LR TIME0_DOWN 003C C200 CLR KEY_FLAG 003E C201 CLR KEY_LONG 0040 753100 MOV KEY_D,#0 0043 C202 CLR ADC_FLAG 0045 753200 MOV ADC_DATE,#0 0048 753300 MOV ADC_0,#0 004B 753400 MOV ADC_1,#0 004E 753500 MOV ADC_2,#0 0051 753600 MOV ADC_3,#0 0054 C291 CLR P1.1 ;初始化键盘，行线置零，有键按下触发中断 0056 C293 CLR P1.3 1 电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案：方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，选择方案二。 2 显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，我考虑了二种方案：方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。方案二：采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但实现复杂，成本较高。 综上所述，选择方案一。 3 输入方案： 设计要求系统能调节灯亮时间，并可处理紧急情况，我研究了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。 该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。 方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。 综上所述，选择方案二。 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始，即如图2.1所示： 图1 交通状态 本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。实现以下功能： 题目1 电子时钟（LCD显示） 设计要求 以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时间： ●使用字符型LCD显示器显示当前时间。 ●显示格式为“时时：分分：秒秒”。 ●用4个功能键操作来设置当前时间，4个功能键接在P1.0～P1.3引 脚上。 功能键K1～K4功能如下。 ●K1—进入设置现在的时间。 ●K2—设置小时。 ●K3—设置分钟。 ●K4—确认完成设置。 程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：00：00”，然后开始计时。 题目2 基于数字温度传感器的数字温度计 设计要求 利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为?55℃～125℃，精确到0.5℃。所测量的温度采用数字显示，控制器使用单片机AT89C51，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据，实现温度显示。 题目3 十字路口交通灯控制 设计要求 设计一个十字路口交通灯控制器。用单片机控制LED模拟交通灯。东西 向通行时间为80s，南北向通行时间为60s，缓冲时间为3s。 本项目为典型的LED显示和中断定时电路。利用定时器T0产生每10ms 一次的中断，每100次中断为1s。对两个方向分别显示红、绿、黄灯，并显示相应的剩余时间。值得注意的是，A方向红灯时间=B方向绿灯时间+黄灯缓冲时间。 题目4 节日彩灯控制器的设计 设计要求 以单片机为核心，设计一个LED显示的节日彩灯控制器，P1.2～P1.5引脚上接有4个按键，4个按键的各自的功能如下： ●P1.2—开始键，按此键则灯开始流动（由上而下）。 ●P1.3—停止键，按此键则停止流动，所有灯为暗。 ●P1.4—上，按此键则灯由上向下流动。 ●P1.5—下，按此键则灯由下向上流动。 本题目本质上是由按键控制功能的流水灯，LED工作的方式通过键盘的扫描实现。其中的LED采取共阳极接法，通过依次向连接LED的Ｉ/Ｏ口送出低电平，即可实现所要求的功能。 题目5 数字音乐盒的设计 设计要求 以单片机为核心，设计一个数字音乐盒： 利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲（最少3首乐曲，每首不少于30s）。采用LCD显示信息。开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）。可通过功能键选择乐曲、暂停、播放。 题目6 单片机控制步进电机 设计要求 LED日历时钟课程设计 院系： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2012 年06 月16 日 目录 摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。 第一章前言 数字电子钟具有走时准确，一钟多用等特点，在生活中已经得到广泛的应用。虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片，价格便宜、使用也方便，但是人们对电子产品的应用要求越来越高，数字钟不但可以显示当前的时间，而且可以显示期、农历、以及星期等，给人们的生活带来了方便。另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能，且闹钟铃声可自选，使一款电子钟具备了多媒体的色彩。单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。 AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k B ytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。基于51单片机课程设计
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