太原理工大学
毕业设计（论文）
设计说明书
设计(论文)题目：
采用ATmega8L单片机的低成本实验装置设计
学生：
专业：自动化
班级：04- 1班
指导教师：
设计日期：2008年6月15日
太原理工大学毕业设计（论文）任务书
采用ATmega8L单片机的低成本
实验装置设计
摘要
随着社会的进步、经济的发展、信息技术的提高，科学技术特别是自动化技术在社会的各个领域中的地位越来越高了，单片机的应用也就越来越广泛了，在军事、工业、民用及其家用电器等领域都可以见到单片机的影子，以至于想了解、学习甚至掌握单片机技术的大中专学生与日俱增。本论文设计是基于ATmega8L单片机的低成本试验装置，满足了大中专学生及单片机爱好者的需求。
本设计是在调查了大中专学生需求单片机试验装置的功能要求及心理价位的基础上，基于ATmega8L单片机芯片低成本试验装置设计的。该装置主要包括ATmega8L单片机芯片，1个RS232通信接口，1个ISP下载线，4个LED静态数码管显示，4个按钮输入，8个LED发光二极管，蜂鸣器，电源部分（4个5号电池可不分正负极接入）。
本设计使用了Protel99SE软件设计了该试验装置的电气原理图和PCB图，对PCB 图进行了合理的手工布局及抗干扰设计，使试验板面积最小化;手工布线，使板面工整。使用ICCAVR软件对试验装置各个部分进行了调试，确保了试验装置的可靠性。
通过阅读大量的文献资料及其相关网站网页，对单片机综合学习研究，对市场调查，终于设计出了符合大中专学生需求的低成本单片机试验装置，同时也加强和锻炼了自己的学习及动手能力。
关键词：ATmega8L单片机；Protel99SE； ICCAVR编译软件
The Design of ATmega8L Low Cost
Experimental Facility
Abstract
Along with society's progress, the economical development, the science and technology was specially the automated technology has been more and more high in society's each domain status, the monolithic integrated circuit application more and more has been also widespread, in the military, wanted to understand, the study even grasped the monolithic integrated circuit technology the universities and technical institutes students grew day by day. The present paper design is based on the ATmega8L monolithic integrated circuit low cost test equipment, has satisfied the universities and technical institutes students and the monolithic integrated circuit amateur's demand.
This design was in investigated the universities and technical institutes student demand monolithic integrated circuit test equipment function request and in the psychological price foundation, based on A Tmega8L monolithic integrated circuit chip low cost test equipment design. This equipment mainly includes the ATmega8L monolithic integrated circuit chip, 1 RS232 correspondence connection, 2 LED static state nixietube demonstrated, 8 button inputs, 8 LED light emitter diode, the buzzer, the power unit (4 5th battery may not divide positively and negatively turns on extremely).
This design used the Protel99SE software to draw up this test equipment electrical schematic diagram and the PCB chart, the handwork has drawn up the PCB chart and has carried on the antijamming https://www.doczj.com/doc/8d3983995.html,ed the ICCAVR software has carried on the debugging for test equipment each part, has guaranteed the test equipment reliability.
Through the reading massive literature material and the related website homepage, finally designed have conformed to the universities and technical institutes student demand low cost monolithic integrated circuit test equipment, simultaneously also strengthened and has exercised own study and begins ability.
Key words:A Tmega8L monolithic integrated circuit; Protel99SE;ICCA VR
目录
摘要..................................................................... I Abstract ................................................................ II 前言.. (1)
1 概述 (2)
1.1 单片机简介 (2)
1.1.1 AVR单片机简介 (3)
1.1.2 AVR单片机的主要特点 (4)
1.1.3 单片机的应用 (5)
1.2有关ATmega8L单片机开发的资料 (6)
1.3论文内容编排 (9)
1.4论文所要做的工作 (9)
2 单片机最小系统方案设计 (10)
2.1单片机最小系统 (10)
2.2 ATmega8L最小系统设计 (10)
2.2.1 ATmega系列单片机 (10)
2.2.2 ATmega8L单片机的性能 (12)
2.2.3 ATmega8L单片机内部框图 (13)
2.2.4 ATmega8L单片机外部引脚说明 (14)
2.3 ATmega8L单片机的电气特性 (16)
2.3.1 绝对极限值 (16)
2.3.2 直流特性 (16)
2.4 单片机最小系统设计 (18)
3 ATmega8L单片机试验板设计 (19)
3.1 简单介绍Protel的使用方法 (19)
3.1.1 电路板的设计步骤 (19)
3.1.2 原理图设计过程 (19)
3.1.3 原理图设计过程 (20)
3.1.4 新建一个设计库 (21)
3.1.5 添加元件库 (21)
3.1.6 添加元件 (21)
3.1.7 编辑元件 (22)
3.1.8 连接线路 (22)
3.1.9 保存文件 (23)
3.2 试验板各部分原理图的设计 (23)
3.2.1 ATmega8L单片机部分 (23)
3.2.2 MAX232通信部分 (23)
3.2.3 电源部分 (24)
3.2.4 ISP下载电路 (25)
3.2.5 蜂鸣器部分 (25)
3.2.6 按钮输入部分 (26)
3.2.7 AD转换器电源滤波线路 (26)
3.2.8 数码管显示部分 (27)
3.2.9 发光二极管部分 (27)
3.2.10 串行接口扩展部分 (28)
3.2.11 串行接口与串行通信接口转换部分 (28)
3.3 试验板总的原理图 (29)
4 ATmega8L电路板封装设计 (30)
4.1 Protel99Se制作线路板基本流程 (30)
4.2 试验板各元器件封装设计 (32)
4.2.1 ATmega8L单片机芯片封装 (32)
4.2.2 MAX232芯片封装 (32)
4.2.3 稳压器封装 (33)
4.2.4 二极管封装 (33)
4.2.5 编程接口封装 (33)
4.2.6 蜂鸣器封装 (34)
4.2.7 发光二极管封装 (34)
4.2.8 数码管封装 (34)
4.2.9 按键封装 (35)
4.2.10 电阻封装 (35)
4.3 试验板元器件布局 (35)
4.4 ATmega8L单片机手工布线 (36)
4.5 ATmega8L试验板功能及使用说明 (36)
4.5.1 试验板功能 (36)
4.5.2 试验板使用说明 (37)
4.6 ATmega8L单片机试验板的价格估算 (37)
5 ATmega8L单片机试验装置的调试 (38)
5.1 ICC AVR 编译器 (38)
5.1.1 ImageCraft 的ICC AVR 编译器安装 (38)
5.1.2 ICCAVR 介绍 (38)
5.1.3 ICCAVR 向导 (40)
5.2 调试程序 (42)
5.2.1 发光二极管测试试验 (43)
5.2.2 晶体振荡器测试试验 (44)
5.2.3 数码管测试试验 (44)
5.2.4 蜂鸣器测试试验 (45)
5.2.5 按键测试试验 (45)
5.2.6 串口通信测试试验 (46)
5.2.7 RS232接口测试程序 (47)
5.2.8 蜂鸣器、LED端口、数码管循环控制测试 (48)
参考文献 (52)
致谢 (53)
附录1：主要英文参考资料及译文 (54)
前言
在刚接到毕业设计任务书的时候，我对于单片机的了解很少，但随着在网上还有课本里，使我逐渐了解到现在市场上的单片机种类有，AVR、Motorola、MicroChip、MDT20XX系列、Scenix等等。要在众多的单片机生产商和更多的单片机种类中，去选择一种既简单易学，又功能强大的单片机，AVR单片机就是一种不错的选择。接着我就对最小系统进行研究，包括串行通信接口，ISP下载线，由74HC595驱动的数码管部分，AD转换部分，蜂鸣器部分，发光二极管显示部分等。通过对单片机及它的最小系统的研究，就可以进行对它的低成本实验装置折算。
在此毕业设计过程中，必不可少的要用到Protel 99软件，通过设计原理图和PCB 图和对所设计图的不断修改，我逐渐的掌握了这个软件。总之，在做毕业设计的过程中，使我学到了很多知识。
本论文主要讲述了ATmega8L单片机及其最小系统的低成本设计。
由于时间仓促和本人水平有限，对于论文中出现的错误请予以谅解。
1 概述
1.1 单片机简介
单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简称单片机，是指在一块芯片体上集成了中央处理器CPU、随机存储器RAM、程序存储器ROM或EPROM、定时器/计数器、中断控制器以及串行和并行I/O接口等部件，构成一个完整的微型计算机。
目前，新型单片机内还有A/D及D/A转换器、高速输入/输出部件、DMA通道、浮点运算等特殊功能部件。由于它的结构和指令功能都是按工业要求设计的，特别使用与工业控制及其数据处理场合，因此，确切的称谓应是微控制器（Microcontroller）,单片机只是其习惯称呼。
以下是在网上搜集到的几家大公司的产品及性能简介。
（1）AVR单片机
ATMEL公司的AVR单片机，是增强型RISC内载Flash的单片机,芯片上的Flash存储器附在用户的产品中,可随时编程,再编程,使用户的产品设计容易,更新换代方便。AVR单片机采用增强的RISC结构,使其具有高速处理能力,在一个时钟周期内可执行复杂的指令,每MHz可实现1MIPS的处理能力.AVR单片机工作电压为2.7～6.0V,可以实现耗电最优化。
AVR的单片机广泛应用于计算机外部设备,工业实时控制,仪器仪表,通讯设备,家用电器,宇航设备等各个领域。
（2）Motorola单片机
Motorola是世界上最大的单片机厂商。从M6800开始,开发了广泛的品种,4位,8位,16位32位的单片机都能生产,其中典型的代表有:8位机M6805,M68HC05系列,8位增强型M68HC11,M68HC12 , 16位机M68HC16, 32位机M683XX。 Motorola单片机的特点之一是在同样的速度下所用的时钟频率较Intel类单片机低得多,因而使得高频噪声低,抗干扰能力强,更适合于工控领域及恶劣的环境。
（3）MicroChip单片机
MicroChip单片机的主要产品是PIC 16C系列和17C系列8位单片机,CPU采用RISC 结构,分别仅有33,35,58条指令,采用Harvard双总线结构,运行速度快,低工作电压,低功耗,较大的输入输出直接驱动能力,价格低,一次性编程,小体积。适用于用量大,档次低,价格敏感的产品。
在办公自动化设备,消费电子产品,电讯通信,智能仪器仪表,汽车电子,金融电子,工业控制不同领域都有广泛的应用,PIC系列单片机在世界单片机市场份额排名中逐年提高，发展非常迅速。
（4）MDT20XX系列单片机
工业级OTP单片机,Micon公司生产,与PIC单片机管脚完全一致,海尔集团的电冰箱控制器,TCL通信产品,长安奥拓铃木小轿车功率分配器就采用这种单片机。
（5）Scenix单片机
Scenix公司推出的8位RISC结构SX系列单片机与Intel 的Pentium II等一起被<
令,XXX M Instruction Per Second) ;具有虚拟外设功能,柔性化I/O端口,所有的I/O 端口都可单独编程设定,公司提供各种I/O的库函数,用于实现各种I/O模块的功能,如多路UART、多路A/D、PWM、SPI、DTMF、FS、LCD驱动等等。采用EEPROM/FLASH程序存储器,可以实现在线系统编程。通过计算机RS232C接口，采用专用串行电缆即可对目标系统进行在线实时仿真。
如此繁多的型号，如此多的功能，选型时要综合考虑。本设计采用的是ATmega系列的单片机。这个系列的型号很多，更新快，功能多，低功耗，相关资料也多，特别适合初学者，比较容易上手；价格便宜，而且在太原可以买到，对于大中专学生来说很实惠。考虑到即经济又实惠的原则，本设计采用了8位的ATmega8L单片机。
1.1.1 AVR单片机简介
ATMEL公司是世界上有名的生产高性能、低功耗、非易失性存储器和各种数字模拟IC芯片的半导体制造公司，在单片机微控制器方面，ATMEL公司有AT89、AT90和ARM 三个系列单片机的产品。ATMEL公司在其单片机产品中，融入了先进的EEPROM电可擦除和Flash ROM闪速存储器技术，使得该公司的单片机具备了优秀的品质，在结构、性能和功能等方面都有明显的优势。
自1983年INTEL公司推出8051单片机系列至今已有20年，ATMEL公司把8051内核与其擅长的Flash制造技术相结合，推出了片内集成可重复擦写1000次以上Flash 程序存储器、低功耗、8051内核的AT89系列单片机。该系列的典型产品有AT89C51、AT89C52、AT89C1051、AT89C2051，在我国单片机市场上占有相当大的份额，得到了广泛的使用。
由于8051本身结构的先天性不足和近年来各种采用新型结构和新技术的单片机的不断涌现，现在的单片机市场是百花齐放。ATMEL在这种强大市场压力下，发挥Flash 存储器的技术特长，于1997年研发并推出了全新配置、采用精简指令集RISC（Reduced Instuction Set CPU）结构的新型单片机，简称AVR单片机。
精简指令集RISC结构是20世纪90年代开发出来的综合了半导体集成技术和软件性能的新结构。AVR单片机采用RISC结构，具有1MIPS/MHz的高速运行处理能力。为了缩短产品进入市场的时间，简化系统的维护和支持，对于由单片机组成的嵌入式系统来说，用高级语言编程已成为一种标准编程方法。AVR结构单片机的开发目的就在于能够更好的采用高级语言（例如C语言、BASIC语言）来编写嵌入式系统的系统程序，从而能高效的开发出目标代码。为了对目标代码大小、性能及功耗进行优化，AVR单片机的结构中采用了大型快速存储器和快速的单周期指令系统。
传统的基于累加器的结构的单片机，如8051，需要大量的程序代码，以实现在累加器和存储器之间的数据传送。而在AVR单片机中，采用32个通用工作寄存器组成快速存取寄存器组，用32个通用工作寄存器代替了累加器，从而避免了在传统结构中累加器和存储器之间数据传送造成的瓶颈现象。
AVR单片机运用Harvard结构，在前一条指令执行的时候就取出现行的指令，然后以一个周期执行指令。在其他的CISC以及类似的RISC结构的单片机中，外部振荡器的时钟被分频降低到传统的内部指令执行周期，这种分频最大达12倍（8051）。AVR单片机是用一个时钟周期执行一条指令的，它是在8位单片机中第一个真正的RISC结构的单片机。
由于AVR单片机采用了Harvard结构，所以它的程序存储器和数据存储器是分开组织和寻址的。寻址空间分别可直接访问8M字节的程序存储器和8M字节的数据存储器。
同时，由32个通用工作寄存器所构成的寄存器组被双向映射，因此，可以采用读写寄存器和读写片内快速SRAM存储器两种方式来访问32个通用工作寄存器。
AVR单片机采用低功率、非挥发性的CMOS工艺制造，内部分别集成Flash、EEPROM 和SRAM三种不同性能和用途的存储器。除了可以通过SPI口和一般的编程器对AVR单片机的Flash程序存储器和EEPROM数据存储器进行编程外，绝大多数的AVR芯片还具有在线编程（SPI）的特点，这给学习和使用AVR单片机带来了极大的方便。
1.1.2 AVR单片机的主要特点
AVR单片机吸取了PIC及8051单片机的优点，同时还做了一些重大改进，其主要优点如下：
●片内集成可擦写10000次以上的Flash程序存储器。由于AVR采用16位的指令所以一个程序存储器的存储单元为16位，即XXXX*16（也可以理解为8位，即2*XXXX*8）。AVR的数据存储器还是以8个Bit（位）为一个单元，因此AVR还是属于8位单片机。
●采用CMOS工艺技术，高速度（50ns）、低功耗（uA）、具有SLEEP（休眠）功能。AVR的指令执行速度可达50ns（20MHz），而耗电则在1uA～2.5mA之间（典型功耗，WDT 关闭时为100nA）。AVR运用Harvard结构概念，具有预取指令的特性，及对程序存储和数据存取使用不同的存储器和总线。当执行某一指令时，下一指令被预先从程序存储器中取出，使得指令可以在每一个时钟周期内执行。
●高度保密（LOCK）。可多次擦写的FLASH具有多重密码保护锁死（LOCK）功能，因此可低成本高速度的完成产品商品化，并且可多次更改程序（产品升级）而不必浪费IC或电路板，大大提高了产品的质量及竞争力。
●工业级（WDT）产品。具有大电流（灌电流）10mA～20mA或40mA（单一输出）的特点，可直接驱动SSR或继电器。有看门狗定时器（WDT）安全保护，可防止程序走飞，提高产品的抗干扰能力。
●超功能精简指令。具有32个通用工作寄存器（相当于8051中的32个累加器）克服了单一累加器数据处理造成的瓶颈现象，128～4K字节SRAM可灵活使用指令运算，并可用功能很强的C语言编程，易学、易写、易移植。
●程序写入器件可以并行写入（用编程器写入），也可以使用串行在线编程（ISP）方法下载写入，也就是说不必将单片机芯片从系统上拆下，拿到万用编程器上烧写，而可直接在电路板上进行程序的修改、烧写等操作，方便产品升级，尤其时采用SMD封装，更利于产品的微型化。
●除了并行I/O口输入/输出特性与PIC的HI/LOW输出及三态高阻抗HI-Z输入相同外，还设定与8051系列内部有上拉电阻的输入端功能相似的功能，以便适应各种实际应用特性所需（多功能I/O口）。只有AVR才是真正的I/O口，能正确反映I/O口的输入/输出的真实情况。
●单片机内集成了模拟比较器，I/O口可作A/D转换使用，组成廉价的A/D转换器。
●像8051一样，AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断，而不会像PIC那样，所有中断都在统一向量地址发生，需要由程序判别后才响应，从而失去了控制的最佳机会。
●同PIC一样，AVR单片机可重新设置启动复位。AVR也有内部电源上电启动计数器，可将低电平复位（RESET）直接接到Vcc端。当系统上电时，利用内部的RC看门狗定时器可延时MCU的启动，执行系统程序。这种延时可使I/O口稳定后再执行程序，提高了单片机工作的可靠性，同时也省略了外加的复位延时电路。
●具有休眠省电功能（POWER DOWN）及闲置（IDLE）低功耗功能的工作方式。
●AT901200等部分AVR器件具有内部的RC振荡器，提供1MHz～8MHz的工作时钟，使该类单片机无需外加晶振等时钟电路元器件即可工作，简单方便。
●有8位和16位的计数器/定时器（C/T），可作比较器、计数器、外部中断和PWM （也可作D/A）用于控制输出。
●有串行异步通信UART硬件接口电路，采用单独的波特率发生器，并不占用定时器。有SPI传输功能。因其高速，故可在一般标准整数频率下工作，而波特率可达576Kbps。
●AT90S4414及AT90S8515具有可扩展外部存储器达64KB的能力，他们的引脚排列及功能与8051相似，即可替代8051系列单片机（8751/8752）的应用系统。当然，在硬件、软件上也带来了很多优点（WDT看门口，模拟比较器做A/D，PWM做D/A等）。
●工作电压范围为2.7V～6.0V，电源抗干扰性强。
●多通道的10位A/D及实时时钟（RTC）。具有8路10位A/D器件的有AT90S4434、AT90S8535，具有6路10位A/D器件的有AT90S2333、AT90S4433。
●高档AVR单片机MEGA系列性能更加强大。如ATmega128有更大容量的存储器(Flash 128KB、EEPROM 4KB、RAM 4KB)，I/O端口53个、中断源34个、外部中断8个、SPI接口1个、SUART接口1个、IIC接口1个、8位定时器2个、16位定时器2个、PWM接口8个、有看门狗定时器，有实时时钟RTC、模拟比较器，8路10位A/D，可在线编程（ISP）和在线应用编程（IAP），片内有RC振荡器、上电复位延时电路和可编程的欠压检测电路，工作电为2.7V～5.5V。
●AVR单片机还在片内集成了可擦写100000次的EEPROM数据存储器，等于又增加了一个芯片，可用于保存系统的设定参数、固定表格和掉电后的数据保存，既方便了使用，减小了系统的空间，又大大提高了系统的保密性。
1.1.3单片机的应用
由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，故在国民经济建设、军事及家用电器等领域均得到广泛的应用。按照单片机的特点，单片机可分为单机应用和多机应用。
1．单机应用
在一个应用系统中，只用一个单片机，这是目前应用最多的方式，主要应用领域有：（1）测控系统。用单片机可构成各种工业控制系统、自适应系统、数据采集系统等。
例如，温室人工气候控制、水闸自动控制、电镀生产线自动控制、汽轮机电压调节系统、车辆检测系统、机器人轴处理器等。
（2）智能仪表。用单片机高造原有的测量、控制仪表，能促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化发展。如温度、压力、流量、浓度等的测量、显示及仪表控制。通过采用单片机软件编程技术，使测量仪表中长期存在的误差修正、线性化处理等难题迎刃而解。
（3）机电一体化产品。单片机与传统的机械产品结合，使传统机械产品结构简化，控制智能化。这类产品如：简易数控机床、电脑绣花机、医疗器械等。
（4）智能接口。在计算机控制系统（特别是较大型的工业测控系统）中普遍采用单片机进行接口的控制与管理，因单片机与主机是并行工作，故大大提高了系统的运行速度。例如：在大型数据采集系统中，用单片机对ADC接口进行控制，不仅可以提高采集速度，而且还能对数据进行预处理，如数字滤波、线性化处理、误差
修正等。
（5）智能民用产品。在家用电器、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等产品中引入单片机，不仅使产品的功能大大增强，而且获得了良好的使用效果。
2．多机应用
单片机的多机应用系统可分为功能集散系统、并行多机处理和局部网络系统。（1）功能集散系统。多功能集散系统使为了满足工程系统多种外围功能的要求而设置的多机系统。例如：一个加工中心的计算机系统除完成机床加工运行控制外，还要控制对刀系统、坐标系统、刀库管理、状态监视、伺服驱动等机构。
（2）并行多控制系统。并行多控制系统主要解决工程应用系统的快速问题，以便构成大型实时工程应用系统。典型的有快速并行数据采集、处理系统、实时图像处理系统等。
（3）局部网络系统。单片机网络系统的出现，使单片机应用进入了一个新的水平。目前该网络系统主要使分布式测控系统，单片机主要用于系统中的通信控制，以及构成各种控制子级系统。
1.2有关ATmega8L单片机开发的资料
【1】MEGA8学习板是基于ATMEL公司AVR高档单片机MEGA8由南京天赐科技有限公司开发的，采用外部晶振7.3728MHz，实现了MEGA8单片机全部的片上资源。用户借助于该学习板，可以迅速地掌握MEGA8单片机各功能模块的应用方法，以及在其通用开发环境AVRStdio与ICC AVR下C语言编程方法和使用。简明的硬件设计，清晰的编程思路，会为您在学习应用AVR单片机提供极大的便利。对于想借助于本学习板而做相应项目设计开发的工作人员，也可以大大的缩短您的产品研发周期，为您的工作带来便利及乐趣。板上资源：
※MCU：ATMEGA8，8K字节的可编程Flash，1K字节SRAM，31个可编程IO
※四位数码管GPIO控制显示接口
※UART通讯RS232接口
※2路10位AD输入可设计接口
※外接24C02EEROM存储器
※外接AT93C46EEROM存储器
※外接串行AD转换芯片TLC1549
※外接串行DA转换芯片TLC5615
※温度传感器DS18B20（芯片选配）
※继电器
※1602液晶屏显示接口及液晶屏
※12864液晶屏显示接口（液晶屏选配）
※3X3的矩阵键盘动态扫描接口
※8位LED显示控制接口
※蜂鸣器控制
※在系统程序下载ISP接口
※31个通用IO接口全部引出，方便调试测试
※用电脑USB供电，{或外接8～12V直流电源输入（9V电源选配）}
产品图片
图1-1 ATmega8单片机开发学习板
实验：
（1） LED跑马灯实验
（2）数码管显示实验
（3）继电器控制实验
（4）蜂鸣器控制实验
（5） LCD1602字符点阵液晶实验
（6） LCD12864图型点阵液晶实验
（7）按键实验
（8） RS232串行通信实验
（9） 24C02EEPROM存储实验
（10）93C46存储实验
（11）MEGA8内部AD转换实验
（12）串行AD TLC1549实验
（13）串行DA TLC5615实验
（14）MEGA8内部模拟电压比较器实验
（15）DS18B20温度传感器实验
（16）外部中断实验
【2】DC-MEGA8实验开发系统以 Atmega8 单片机为核心，可以开发Atmega8 的全部功能。
Atmega8单片机是一款高档的单片机，资源丰富（8K 字节 FLASH、1K 字节 SRAM、512 字节 EEPROM、3 个定时器、硬件USART、IIC及SPI接口、3路PWM输出、6或8路10位AD、内带看门狗等等），具有很高的性能价格比，支持ISP编程，使系统开发、
生产、维护更容易,是一款十分有前途的单片机。
DC-MEGA8实验开发系统接有5位数码显示管，采用MC14489控制；三个按键；串行通讯口一个，采用HIN232来实现；振荡电路一个；串行EEPROM－AT24C01A一个；芯片自带PWM输出两路，A/D转换三路，实验板上均有利用，可构成相应的闭环控制。
产品图片
图1-2 DC-MEGA8实验开发系统
DC-MEGA8实验开发系统可进行如下实验：
（1）基本指令实验
（2）看门狗应用实验
（3）数码管显示实验
（4）串口通信实验
（5）外部中断实验
（6）频率测量实验
（7）频率发生实验
（8）A/D转换实验
（9）PWM实验
（10）EEPROM实验
（11）IIC总线实验
（12）SPI总线实验
（13）系统闭环控制实验
基本实验可派生很多其它的实验（如键控灯、两地灯、三地灯和计时钟表等），如
果再选配相应下载线，实验板将拥有编程器功能，对您的学习和开发将是一个不可或缺的工具。
性能特点
★无须昂贵的专用的仿真器即可实现低成本的单片机学习实验开发。整个实验系统将具有批量生产能力，集学习实验和在线全速仿真功能于一体。
★开发实验过程可与任何AVR编译器或摸拟仿真环境无缝连接。程序编辑，调试只需在相应编译环境下进行，编译成功后进行调试。
★使用DC-MEGA8实验开发系统作学习实验，开发比一般仿真器实时性更强，完全克服了某些仿真器调试完成后却不能实际应用的缺点。
★DC-MEGA8实验开发系统与下载线配合使用使用，可对芯片进行编程，实现对程序的全速仿真，具有一般仿真器所不具有的功能。
★ATMEGA8内部的看门狗，SPI接口的仿真调试。
★ATMEGA8内部的EEPROM......等的仿真调试。
1.3论文内容编排
首先在第一章介绍单片机的发展、特点及应用；ATmega8L单片机的特点、性能及引脚。接下来第二章是单片机的选型和最小系统的设计。然后第三、四章也是最主要的一章ATmega8L单片机试验板的设计，各部分原理图和各元器件的封装的设计，还有整个试验板PCB图的布局和布线及试验板的估价，最后第五章是对试验板各部分的测试程序的设计。
1.4论文所要做的工作
本论文是对ATmega8L单片机低成本试验装置的设计，设计前做了好多的前期准备。查看阅读大量资料手册，对单片机种类、型号及市场进行调查了解。设计的重点是试验板的电气原理图和PCB图。对试验板精心布局，减小板的面积，劲力降低成本，手工绘制PCB图，使其更清晰工整，容易查看和学习理解。当然对一些基础知识的介绍也是比不可少的，如单片机的发展、特点、应用等，ATmega8L的特点、引脚、功能、内部结构，还有对单片机的最小系统进行设计等。这些都为学习和使用ATmega8L打好了基础。
首先设计最小系统，包括电源部分、振荡器和编程接口，外围模块试验板设计了8个发光二极管和4个按键、4个数码管及蜂鸣器。
2 单片机最小系统方案设计
2.1单片机最小系统
单片机的硬件设计就是画出原理图，就是将单片机的引脚与其它元器件的引脚连接在一起，连接时需要考虑引脚功能、信号逻辑电平及时序，这些信息主要来自于单片机的数据手册。数据手册对于学习单片机很重要，学会看数据手册，能看懂别人的设计的电路图，在此基础上设计自己的电路图与电路板。还需要具有专业的知识，能看懂单片机的PDF数据文件和已有的电路图，才能设计单片机硬件电路。
以单片机为主，外围电路为辅组成的系统称为单片机系统，由最少外围电路组成、可使单片机工作的系统称为单片机最小系统。
设计单片机硬件系统电路，首先是设计单片机最小系统，然后再根据控制任务的需要，增加外围电路。
单片机最小系统的设计是单片机硬件电路设计的基础，也是学习单片机硬件的过程，需要知道如下单片机知识：
（1）单片机的特征
（2）极限参数
（3）封装
（4）引脚功能
（5）静态电参数
（6）上电与复位
（7）时钟
（8）编程方式
（9）调试方式
（10）其它
2.2 ATmega8L最小系统设计
基于ATmega8L的功能强大，价格低廉，由它组成的最小系统可以进行多种简单实验，是单片机初学者最理想的选择，因此，设计一个好的最小系统，就实现了低成本实验装置设计。
2.2.1 ATmega系列单片机
8位单片机在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家用电器等许多领域得到广泛的应用。
ATmega8L单片机是ATMEL公司生产的具有8KB系统内可编程Flash的8位AVR微控制器，ATmega 系列单片机具有功能强、价格低的特点，是51系列单片机最好的替代机型。
本设计采用的就是ATmega8L，所以在这里为大家介绍一下ATmega8L的一些特点。ATmega8L的基本结构特点如下：
（1）8K 字节的系统内可编程 Flash(具有同时读写的能力，即 RWW)；
（2）512 字节 EEPROM；
（3）1K 字节 SRAM；
（4）32 个通用 I/O 口线；
（5）32 个通用工作寄存器；
（6）三个具有比较模式的灵活的定时器/计数 (T/C)；
（7）具有片内振荡器的可编程看门狗定时器；
（8）片内/外中断；
（9）可编程 USART；
（10）一个 SPI 串行端口
由图2－1中可以看出，51单片机组成结构中包含运算器、控制器、片内存储器、4个I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能部件。
图2-1详细内部结构框图
三江学院 本科生毕业设计（论文）题目基于51单片机的USB键盘设计与实现高职院院（系）电气工程及其自动化专业 学生姓名梁邱一学号 G105071013 指导教师孙传峰职称讲师 指导教师工作单位三江学院 起讫日期 2013年12月10日至2014年4月12日
摘要 随着计算机技术的不断更新和多媒体技术的快速发展,传统的计算机外设接口因为存在许多缺点已经不能适应计算机的发展需要。比起传统的AT，PS/2，串口，通用串行总线USB,具有速度快,使用方便灵活,易于扩展,支持即插即用,成本低廉等一系列优点,得到了广泛的应用。 本论文阐述了51系列单片机和USB的相关内容，详细介绍了系统的一些功能设计，包括硬件设计和软件设计。在程序调试期间用简单的串口通信电路，通过串口调试助手掌握了USB指令的传输过程，这对整个方案的设计起到了很大的指导作用。论文以单片机最小系统配合模拟键盘组成的USB键盘硬件系统，通过对D12芯片的学习与探索，在其基本命令接口的支持下，结合硬件进行相应的固件程序设计，使其在USB协议下，实现USB模块与PC的数据通信，完成USB键盘的功能模拟。 总结论文研究工作有阐述USB总线的原理、对本设计的系统要求作出了分析、根据要求选定元件和具体编程方案、针对系统所要实现的功能对相关芯片作了详细介绍以及在硬件部分设计了原理图。 关键词：USB；D12；PC
Abstract With the rapid development of computer technology and multimedia technology constantly updated, traditional computer peripheral interface because there are many shortcomings have been unable to meet the development needs of the https://www.doczj.com/doc/8d3983995.html,pared to traditional AT, PS / 2, serial, Universal Serial Bus USB, with fast, flexible and easy to use, easy to expand, support Plug and Play, a series of advantages, such as low cost, has been widely used. This paper describes the 51 series and USB related content, detailing some of the features of the system design, including hardware and software design.During debugging a simple serial communication circuit, through the serial port debugging assistant master USB transfer instructions, which designed the entire program has played a significant role in guiding.Thesis smallest single-chip system consisting of analog keyboard with a USB keyboard hardware system, by learning and exploration D12 chips, with the support of its basic command interface, in conjunction with the corresponding hardware firmware design, making it in the USB protocol, USB module data communication with the PC, the USB keyboard to complete the functional simulation. This paper summarizes research work has elaborated the principle of the USB bus, the system is designed to require the analysis, components and solutions based on the specific requirements of the selected programming for the system to achieve the function of the relevant chips are described in detail in the hardware part of the design as well as the principle of Figure. Keywords:USB；D12；PC
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
哈尔滨远东理工学院 课题名称 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2015年10月14日
1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法（至少两例）。答：（1）问题说明： 解决方法： （2）问题说明： 解决方法： 2、教师现场提的问题记录在此（不少于2个问题）。
目录 1 设计任务 (1) 2设计方案 (2) 2.1任务分析 (2) 2.2方案设计 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1时钟电路设计 (3) 3.2复位电路设计 (3) 3.3 灯控制电路设计 (3) 3.4 倒计时显示电路设计 (4) 3.5 按键控制电路设计 (5) 4 系统软件设计 (6) 4.1 1S定时 (6) 4.2 定时程序流程 (6) 4.3交通灯的设计流程图 (6) 4.4定时器0 及中断响应 (7) 5仿真与性能分析 (8) 6心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录1 系统原理图 .......................................................................错误!未定义书签。附录2 系统PCB图 .....................................................................错误!未定义书签。附录3 程序清单 .. (11) II
1 设计任务 支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图1.1所示。设东西向为主干道，南北为支干道。 1. 基本要求 （1） 主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。 （2） 主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒，设立30秒、20秒计时、显示电路。 （3） 在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。黄灯亮时，原红灯按1Hz 的频率闪烁。 （4） 要求主支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0～99秒内任意设置。 2. 选做 （1） 可设置紧急按钮，在出现紧急情况时可由交警手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态，即主干道和支干道均为红灯亮。 （2） 实现绿波带。所谓‘绿波带’，是指在一定路段，只要按照规定时速，就能一路绿灯畅行无阻。“绿波带”将根据道路车辆行驶的速度和路口间的距离，自动设置信号灯的点亮时间差，以保证车辆从遇到第一个绿灯开始，只要按照规定速度行驶，之后遇到的信号灯将全是绿灯。
单片机实现低成本A/D转换 目前单片机在电子产品中已得到广泛应用，许多类型的单片机内部已带有A/D转换电路，但此类单片机会比无A/D转换功能的单片机在价格上高几元甚至很多，本文给大家提供一种实用的用普通单片机实现的A/D转换电路，它只需要使用普通单片机的2个I/O脚与1个运算放大器即可实现，而且它可以很容易地扩展成带有4通道A/D转换功能，由于它占用资源很少，成本很低，其A/D转换精度可达到8位或更高，因此很具有实用价值。 其电路如图一所示： 图一 其工作原理说明如下：
1、硬件说明： 图一中“RA0”和“RA1”为单片机的两个I/O脚，分别将其设置为输出与输入状态，在进行A/D转换时，在程序中通过软件产生PWM，由RA0脚送出预设占空比的PWM波形。RA1脚用于检测比较器输出端的状态。 R1、C1构成滤波电路，对RA0脚送出的PWM波形进行平滑滤波。RA0输出的PWM波形经过R1、C1滤波并延时后，在U1点产生稳定的电压值，其电压值U1=VDD*D1/（D1+D2），若单片机的工作电压为稳定的+5V，则U1=5V*D1/（D1+D2）。 图一中的LM324作为比较器使用，其输入负端的U1电压与输入正端的模拟量电压值进行比较，当U1大于模拟量输入电压时，比较器的输出端为低电平，反之为高电平。 2、A/D转换过程： 如果使RA0输出PWM波形，其占空比由小到大逐渐变化，则U1的电压会由小到大逐渐变化，当U1电压超过被测电压时，比较器的
输出端由高电平变为低电平，因此可以认为在该变化的瞬间被测的模拟量与U1的电压相等。 由于U1的电压值=VDD*D1/（D1+D2），当VDD固定时，其电压值取决于PWM波形的占空比，而PWM的占空比由单片机软件内部用于控制PWM输出的寄存器值决定，若软件中用1个8位寄存器A来存放R A0输出的PWM的占空比值D1，因此在RA1检测到由“1”变为“0”的瞬间，A寄存器的值D1即为被测电压的A/D转换值，其A/D转换结果为8位。如果用16位寄存器来作输出PWM的占空比，则A/D转换值可达到16位。 3、A/D转换误差分析及解决办法： A/D转换的误差主要由以下几个方面决定，分别说明如下： （1）单片机的电源电压VDD：在该A/D转换中，VDD电压是造成A/D转换误差的主要原因，如果使VDD电压精度做到较高，则A/D转换误差可以做到很小，在VDD电压精度为0.5%情况下，实际的A/D转换误差小于1%。 （2）软件产生的PWM占空比：若用于产生PWM的软件设计不良，会使存放占空比的寄存器值与实际输出的PWM占空比不一致，这会导致测量误差。
课程设计报告 华中师范大学武汉传媒学院 传媒技术学院 电子信息工程2011 仅发布百度文库，版权所有.
单片机课程设计 一、设计题目、要求 题目：声控灯设计 要求：A.使用单片机实现声控灯 B.当说话声音大于一定程度时，发光二极管显示，延时大于1秒 二、设计框图 1、硬件框图 三、方案设计 如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。 四、硬件原图设计
五、程序流程图 六、仿真图 仿真结果如下：当S2关闭
当S3关闭 七、制作
八、调试 流水灯制作完成后，我们对它进行了调试，一开始灯不停地闪，无法接受到声音信号。后来，我们对PCB进行了检查，发现有放大电路的集电极连接线断路了，导致声音信号没法被芯片接收到。我们迅速的电路进行了修复。修复后，电路能够顺利的进行工作了。 九、心得体会 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功。 在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。比如在调试的时候，程序老是不稳定中断服务程序有时执行一次，有时又执行两次，开始我以为是板子受环境影响。后来在网上百度才知道是软件问题，是我忘了在执行中断服务程序时候把相应的中断关了，导致在执行中断服务程序时易受影响执行两次或两次以上。在这个发现问题之后，我在中断服务程序中关了相应的外中断之后。问题就解决了，下载程序到板子之后，运行就正常了。
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。
题目: 智能小车设计 打开命令行终端的快捷方式: ctr+al+t:默认的路径在家目录 ctr+shift+n:默认的路径为上一次终端所处在的路径. linux@ubuntu:~$ linux:当前登录用户名. ubuntu:主机名 :和$之间:当前用户所处在的工作路径. windows下的工作路径如C:\Intel\Logs linux下的工作路径是:/.../..../ ~:代表的是/home/linux这个路径.(家目录). ls(list):列出当前路径下的文件名和目录名. ls -a(all):列出当前路径下的所有文件和目录名,包括了隐藏文件. .:当前路径 ..:上一级路径 ls -l:以横排的方式列出文件的详细信息 total 269464(当前这个路径总计所占空间的大小,单位是K) drwxr-xr-x 3 linux linux 4096 Dec 4 19:16 Desktop 第一个位置:代表的是文件的类型. linux系统下的文件类型有以下几种. b:块设备文件 c:字符设备文件 d:directory,目录 -:普通文件. l:连接文件. s:套接字文件. p:管道文件. rwxr-xr-x:权限 r:读权限-:没有相对应的权限 w:写权限
x:可执行权限 修改权限: chmod u-或者+r/w/x 文件名 chmod g-或者+r/w/x 文件名 chmod o-或者+r/w/x 文件名 第一组:用户权限 第二组:用户组的权限 第三组:其他用户的权限. chmod 三个数(权限) 文件名 首先根据你想要的权限生成二进制数,再根据二进制数转换成十进制的三位数 rwxr-x-wx 111101011 7 5 3 chmod 753 文件名 rwx--xr-x 第二个位置上的数字:对应目录下的子文件个数,如果是非目录,则数字是1 第三个位置:用户名(文件创造者). 第四个位置:用户组的名字(前边的用户所处在的用户组的名字). 第五个位置:对应文件所占的空间大小(单位为b) 第六~八个位置:Dec 4 19:16时间戳(最后一次修改文件的时间) 最后一个位置:文件名 操作文件: 1.创建一个普通文件:touch 文件名 2.删除一个文件:rm(remove) 文件名 3.新建一个目录:mkdir(make directory) 目录名 递归创建目录:mkdir -p 目录1/目录2/目录3 4.删除一个目录:rmdir 目录名.//仅删除一个空目录 rm -rf 目录名//删除一个非空目录 5.切换目录(change directory):cd 路径 linux下的路径分两种 相对路径:以.(当前路径)为起点. 绝对路径:以/(根目录)为起点, 用相对路径的方式进入Music:cd ./Music 用绝对路径的方式进入Desktop:cd /home/linux/Desktop 返回上一级:cd ..
任务书 一、设计目的 本设计主要是对51单片机的一个方面的扩展，是能实现一般定时闹钟功能的设计。需要实现某一功能时，按对应的按键即可，经过多次验证，此设计灵活简便，可以实现显示、定时、修改定时、定时时间到能发出报警声的功能。 二、设计要求 1、能显示时时—分分—秒秒。 2、能够设定定时时间，并修改定时时间。 3、定时时间到能发出警报声。
目录 1.绪论 (1) 2.方案论证 (1) 3.方案说明 (2) 4.硬件方案设计 (2) 4.1单片机STC89C52 (2) 4.2 时钟电路 (4) 4.3数码管显示电路 (4) 4.4键盘电路 (6) 4.5报警电路 (7) 5.软件方案设计 (7) 5.1系统软件设计 (7) 5.2键盘程序 (7) 5.3 LED (8) 5.4音响报警电路 (8) 5.5 程序流程图 (8) 6.调试 (9) 7.小结 (10) 8.参考文献 (11) 9.附录：定时闹钟源程序 (12)
1.绪论 系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，在其基础上外围扩展芯片和外围电路，附加时钟电路，复位电路，键盘接口及LED显示器。键盘采用独立连接式。还有定时报警系统，即定时时间到，通过扬声器发出报警声，提示预先设定时间时间到，从而起到定时作用。 外围器件有LED显示驱动器及相应的显示数字电子钟设计与制作可采用单片机来完成。由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计与制作中采用单片机STC89C52,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有8KB的Flash 存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。另外, STC89C52的指令系统和引脚与8051完全兼容,片内有512B的RAM、32条I/O口线、3个16位定时计数器、4个外部中断、一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）等。 在LED显示器中，分成静态显示和动态显示两类，在这个设计的最小系统中主要用了它的动态显示功能，动态显示器利用了人视觉的短暂停留，在数据的传输中是一个一个传输的，且先传输低位。 2.方案论证 单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进行不同状态的组合。 本系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，利用两个4位7段共阴LED作为显示器件。接入共阴LED显示器，可显示时，分钟，秒，单片机外围接有定时报警系统，定时时间到，蜂鸣器发出报警声，提示预先设定时间到。 电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示、报警电路，芯片选用STC89C52单片机。 系统基本框图如图2.1所示：
1 概述 LIN协议是新出现的一种新型低成本串行通信总线，其全称是Local Interconnect Network，即局部互联网络。它最开始出现于汽车行业，是为解决汽车智能化和网络化的发展要求和降低汽车制造成本的矛盾而提出来的一种串行总线协议，主要用于车门、车灯等需要简单控制但又要求智能控制的场合。它的主要特点是：采用单个主控制器／多从设备通信模式；基于普通UART／SCI接口硬件实现，协议简单；网络传输速率不高，最高可达20kb ／s。由于LIN协议的突出特点是协议对硬件的依赖程度低，可以基于普通单片机的通用串口等硬件资源以软件方式实现，成本低廉，因此可广泛应用于汽车行业以外的其他领域，如智能家庭网络内部的数据传输、节点控制等场合。 本文依据对LIN协议的分析，对其协议在普通单片机上的具体实现，即如何利用单片机有限的硬件资源实现LIN的主节点、从节点，进行可行性方案的研究、探讨。 2 LIN协议的简介 LIN协议的最新版本是LIN Specification Package Revision 2.O，包括协议规范、节点诊断配置规范、物理层规范、API规范等几个方面，从硬件配置到节点配置语言都作了详细的规定。下面就其协议规范作一简要介绍和分析。 LIN的数据传输是采用报文帧的形式进行的。一个完整的报文帧由1个主机节点发送的报文头(header)和1个主机或从机节点发送的响应(response)组成，如图1所示。报文头包括1个间隔场(break)、1个同步字节场(synch)和1个保护标识符字节场 PID(Protected IDentifier)。间隔场是由持续了至少13个位时的显性电平和至少1个位时的隐性电平组成；由主机节点产生，标志着一次数据通信过程报文帧的开始。同步字节场包含时钟同步信息。同步字节场的格式是0x55，表现在8个位定时中有5个下降沿，即隐性跳变到显性的边沿。 所有从机节点在主机节点发布报文头之后都应能检测到间隔场的存在，并且在正确地接收同步字节场后，准确计算出主机节点将要发送数据的波特率，并以此波特率作为下一步要发送或接收数据的波特率的设定值。这样，经过了间隔场和同步字节场的接收，所有的从机节点达到了与主机节点的同步。 下一步，所有的从机节点以计算得到的波特率来接收报文头的保护标识符字节场。
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
课程设计报告 课程名称单片机原理及应用 设计题目电子琴的设计 专业班级自动化1142 姓名周太永 学号1104421242 指导教师蔡长青张卓 起止时间2014.6.23-2014.7.11 成绩评定 考核内容设计 表现 设计 报告 答辩 综合 评定 成绩 电气与信息学院
2013/2014学年第二学期 《单片机控制系统设计与调试》课程设计任务书 指导教师：蔡长青班级：自动化1141、2班 地点：机房、单片机实验室（实训中心415） 课程设计题目：基于单片机原理的电子琴设计 一、课程设计目的 1.灵活运用单片机的基础知识，依据课程设计内容，能够完成从硬件电路图设计， 到PCB制版，再到软件编程及系统调试实现系统功能，完成课程设计，加深对单片机基础知识的理解，并灵活运用，将各门知识综合应用。 2.能够上网查询器件资料，培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。 3.独立完成一个小的系统设计，从硬件设计到软件设计，增强分析问题、解决问 题的能力，为日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。 二、课程设计内容（包括技术指标） 1.焊接。认真、仔细，避免缺焊、漏焊。 2.频率计算。会计算脉冲值与频率的关系。 3.工作过程。开机时，第一步是对定时器T0进行初始化，设定它的工作状态(对 于本系统将T0设定为工作方式0)；然后判断是否有键按下，如果没有按键按下，继续判断，如果有按键按下，则判断是哪个键按下；再根据按键的功能将计数初值装入定时器T0中中并启动T0，当T0定时完毕后，重新装入计数初值继续定时并将P3.3取反，再次定时完毕后再一次的装入计数初值 继续定时并将P3.3取反，一直循环此操作直到按键释放为止，按键释放后 停止T0工作并再次判断是否又有按键按下，并继续执行以前的过程。 三、时间安排 1．布置任务、查资料1天 2．硬件电路图设计及PCB制版3天 3．硬件电路图及PCB制版验收、电路板焊接1天 4．软件编程设计3天 5．系统调试3天 6．调试验收1天 7．完成设计报告3天 四、基本要求 1.画出硬件电路图，完成PCB制版； 2.画出软件流程图，编写程序（C51语言/汇编语言）； 3.完成系统调试； 4.提交设计报告。
单片机系统课程设计报告 专业：自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：2011 年 3 月17 日
目录 1 设计任务和性能指标 (3) 1.1设计任务............................................................................ 错误！未定义书签。 2 设计方案 (4) 2.1任务分析 (4) 2.2方案设计 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1时钟的电路设计 (5) 3.2复位电路设计 (5) 3.3灯控电路设计 (5) 3.4倒计时电路设计 (6) 3.5按键控制电路设计 (7) 4 系统软件设计 (8) 4.11秒定时 (8) 4.2定时程序流程 (8) 4.3交通灯的设计流程图 (9) 4.4定时器0与中断响应 (10) 5 仿真及性能分析 (10) 5.1仿真结果图 (11) 5.2仿真结果与分析 (12) 6 心得体会 (13) 参考文献 (14) 附录1 系统原理图 (15) 附录2 系统PCB图 .................................................................. 错误！未定义书签。附录3 程序清单 (17)
1.1设计任务 利用单片机完成交通信号灯控制器的设计，该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图5.1所示。设东西向为主干道，南北为支干道。 图5.1 交通灯示意图 1. 基本要求 （1） 主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干 道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。 （2） 主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行30秒， 支干道每次放行20秒，设立30秒、20秒计时、显示电路。 （3） 在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。 黄灯亮时，原红灯按1Hz 的频率闪烁。 （4） 要求主支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0～99秒内任意设置。 2. 选做 （1） 可设置紧急按钮，在出现紧急情况时可由交警手动实现全路口车辆 禁行而行人通行状态，即主干道和支干道均为红灯亮。 （2） 实现绿波带。所谓‘绿波带’，是指在一定路段，只要按照规定时速， 就能一路绿灯畅行无阻。“绿波带”将根据道路车辆行驶的速度和路口间的距离，自动设置信号灯的点亮时间差，以保证车辆从遇到第一个绿灯开始，只要按照规定速度行驶，之后遇到的信号灯将全是绿灯。 南 北 东 西
用普通单片机实现低成本高精度A/D与D/A转换（之一） 摘要：用普通单片机实现低成本的多路A/D与D/A转换，其转换结果为8bit或更高。 关键词：单片机A/D转换D/A转换PWM（脉冲宽度调制）比较器 目前单片机在电子产品中已得到广泛应用，许多类型的单片机内部已带有A/D转换电路，但此类单片机会比无A/D转换功能的单片机在价格上高几元甚至很多，本文给大家提供一种实用的用普通单片机实现的A/D转换电路，它只需要使用普通单片机的2个I/O脚与1个运算放大器即可实现，而且它可以很容易地扩展成带有4通道A/D转换功能，由于它占用资源很少，成本很低，其A/D转换精度可达到8位或更高，因此很具有实用价值。 其电路如图一所示： 500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='点击查看原图';}; this.style.cursor='hand'" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('https://www.doczj.com/doc/8d3983995.html,/blog/u/40/1144027076.jpg');}" border="0" width="500"> 图一 其工作原理说明如下： 1、硬件说明： 图一中“RA0”和“RA1”为单片机的两个I/O脚，分别将其设置为输出与输入状态，在进行A/D 转换时，在程序中通过软件产生PWM，由RA0脚送出预设占空比的PWM波形。RA1脚用于检测比较器输出端的状态。 R1、C1构成滤波电路，对RA0脚送出的PWM波形进行平滑滤波。RA0输出的PWM波形经过R1、C1滤波并延时后，在U1点产生稳定的电压值，其电压值U1=VDD*D1/（D1+D2），若单片机的工作电压为稳定的+5V，则U1=5V*D1/（D1+D2）。 图一中的LM324作为比较器使用，其输入负端的U1电压与输入正端的模拟量电压值进行比较，当U1大于模拟量输入电压时，比较器的输出端为低电平，反之为高电平。 2、A/D转换过程： 如果使RA0输出PWM波形，其占空比由小到大逐渐变化，则U1的电压会由小到大逐渐变化，当U1电压超过被测电压时，比较器的输出端由高电平变为低电平，因此可以认为在该变化
单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除
目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................
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：
安康学院单片机课程设计报告书 课题名称：简易秒表设计 姓名：李岩 学号：2012020134 院系：电子与信息工程系 专业：电子信息工程 指导教师： 时间：2015年1月
课程设计项目成绩评定表设计项目成绩评定表
课程设计报告书目录 设计报告书目录 一、设计目的 (1) 二、设计思路 (1) 三、设计过程 (1) 3.1、系统总体方案 (1) 3.2、模块电路设计 (1) 四、系统调试与结果 (3) 五、主要元器件与设备 (3) 六、课程设计体会与建议 (3) 6.1、设计体会 (3) 6.2、设计建议 (3) 七、参考文献 (4)
一、设计目的 1、熟悉单片机定时计数器的工作原理 2、掌握C51语言编程方法。 3、熟悉数码管显示原理 4、熟悉按键工作原理。 二、设计思路 1、设计数码管显示电路。 2、设计按键电路。 三、设计过程 3.1、系统总体方案 数字抢答器总体方框图如图1所示。 其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置于“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。 3.2、模块电路设计 抢答器电路如图2所示。 图2 数字抢答器电路 该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。 工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的R端均为０，4个触发器输出置０，使74LS148的ST＝０，使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时，