苏州市职业大学实习（实训）报告名称基于51单片机的GPS定位系统的设计2013年6月24日至2013年6月28日共1周
院系电子信息工程学院
班级
学号
姓名
院长
系主任
指导教师
苏州市职业大学
实习（实训）任务书
名称：基于51单片机的GPS定位系统的设计起讫时间：2013年6月24---2013年6月28
院系：电子信息工程学院
班级：11通信技术1
指导教师：
院长：
一、实习（实训）目的和要求
1、掌握液晶显示模块与单片机接口及编程方法。
2、掌握8250工作原理及编程控制。
3、了解GPS 定位原理，学会使用GPS 接收系统，掌握NMEA-0183数据
格式。
4、在液晶屏上显示接收到的GPS 定位信息，显示纬度、经度、高度、时
间、定位有效信息。
二、实习（实训）内容
图1 系统总体结构图 1、根据图1，连接各部分功能模块实验连线，并设置各模块功能。
2、利用keil 3编写运行实验程序GPS.ASM ，完成规定功能。
3、观察实验箱上液晶屏上GPS 信息显示。
GPS 信号处理 8250串并转换 CPU LCD 显示 TXD RXD 总线
GPS 天线
三、实习（实训）方式
√集中□分散√校内□校外
四、实习（实训）具体安排
1、指导教师概述系统功能、结构以及工作原理，说明安全注意事项、
实训报告书写规范。--2课时
2、了解EL-MUT-III型单片机实验箱、8051CPU模块以及GPS扩展模块
的结构和主要功能。--2课时
3、根据设计要求，连接各个系统模块。--2课时
4、利用keil 3编写软件程序。--6课时
5、系统调试并记录测量数据。--4课时
6、完成实训报告。--6课时
7、指导教师逐个检查实验并收实训报告。--2课时
五、实习（实训）报告内容
1、系统概述
2、系统结构（硬件电路、软件设计）
3、测试结果及分析
4、实验总结
5、参考文献
目录
第一章51单片机概述 (1)
1.1 单片机概述 (1)
1.2 51单片机系统结构组成及功能 (1)
1.2.1 51单片机组成结构 (1)
1.2.2 AT89S51各引脚功能介绍 (2)
1.2.3 51单片机主要部件及其功能 (3)
1.3 8255可编程接口芯片 (5)
1.3.1 8255A可编程接口的结构 (6)
1.3.2 8255A的引脚介绍 (6)
1.3.3 8255A的工作方式 (7)
1.3.4 8255A的控制寄存器 (8)
1.3.5 8255A可编程芯片程序编写应用实训 (9)
1.4 8250可编程接口芯片 (12)
1.4.1 8250的初始化 (12)
1.5 液晶显示器 (13)
1.5.1 液晶显示器的功能 (13)
第二章 GPS定位系统简介 (15)
2.1 GPS定位系统的基本原理 (15)
2.2 GPS模块定位流程 (15)
2.3 GPS模块的主要技术参数 (16)
2.4 NMEA-0183数据格式 (16)
第三章硬件连接电路 (17)
3.1 基于51单片机的GPS定位系统设计 (17)
3.2 GPS和单片机、LCD的接口连接电路 1. GPS硬件连接原理图 (18)
3.3 GPS模块管脚说明 (19)
第四章软件设计 (20)
4.1 软件设计流程 (20)
4.2 GPS接收的信息及数据显示 (22)
第五章实训总结 (26)
参考文献 (27)
第一章51单片机概述
1.1 单片机概述
单片机一词最初源于“single Chip Microcomputer”，简称SCM。在单片机诞生时，因为它的组成与原理都基于计算机，所以SCM是一个准确的、流行的称谓。随着SCM在技术上、体系结构上的不断进步，使其控制功能不断扩展，它的主要作用已不是计算，而是控制。国际上也逐渐采用“MCU”（Micro Controller Unit），即微控制器来代替SCM，形成了单片机界公认的、最终统一的名词。
单片机是微型机的一个主要分支，它在结构上的最大特点是把CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。就其组成和基本工作原理而言，一块单片机芯片就是一台计算机。其内部总线包括地址总线（AB）、数据总线（DB）、控制总线（CB）。
Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的MCS-51单片机系列。80C51系列单片机是在MCS-51系列单片机的基础上发展起来的。1998年以后，80C51系列单片机又出现一个新的分支，称为AT89系列单片机。AT89系列单片机的引脚和80C51是样的，所提，用AT89系列单片机取代80C51时，可以直接进行代换，新增加型号的功能是向下兼容的，并且有些型号可以不更换仿真机。在89系列中，AT89C51（AT89S51）、P89C51、STC89C51、W78E51都是与MCS-51系列的80C51兼容的型号。
1.2 51单片机系统结构组成及功能
AT89S51单片机与Intel公司的MCS-51单片机系列的80C51型号单片机在芯片结构与功能上基本相同，外部引脚完全相同。主要不同点是89系列产品中程序存储器全部采用快擦写存储器，简称闪存。AT89S51单片机与AT89C51单片机主要不同点是增加了ISP串行接口（可实现串行下载功能）和看门狗定时器。
AT89S51仅是一块芯片，但它包括了构成计算机的基本部件，因此可以说它是一台简单的计算机，但是它的主要作用是控制，所以又成为微控制处理器。
1.2.1 51单片机组成结构
AT89S51单片机集成了一台微型计算机的各个主要部分。其中主要有CPU、存储器、可编程I/O口、定时/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下图为AT89S51单片机的基本组成功能图：
图1-2-1 AT89S51单片机的基本组成功能图
图中的P0、P1、P2、P3为4个可编程I/O口，TED、RXD为串行口的输入、输出端，以上各部分通过总线相连。AT89C51/AT89C51与AT89S51/AT89S51在结构上的主要不同点是没有看门狗、双DPTR和ISP端口。
在AT89S51单片机内部除了有CPU、RAM、ROM和定时器、串行口等主要功能部件外，还有驱动器、指令寄存器、锁存器、地址寄存器等辅助电路部分。
1.2.2 AT89S51各引脚功能介绍
图1-2-2 AT89S51引脚图
1. VCC：AT89S51电源正端输入，接+5V。
2. VSS：电源地端。
3. XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。
4. XTAL2：系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的
小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。
5. RESET：AT89S51的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。
6. EA/VPP："EA"为英文"External Access"的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。
7. ALE/PROG：ALE是英文"Address Latch Enable"的缩写，表示地址锁存器启用信号。AT89S51可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的地址总线（A0～A7）锁进锁存器中，因为AT89S51是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入
8. PSEN：此为"Program Store Enable"的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到EPROM的OE脚。
9. P0～P3在1.3.3节有详细介绍。
1.2.3 51单片机主要部件及其功能
1. 中央处理器（CPU）
中央处理器是单片机最核心的部分，主要完成运算和控制功能，这一点与通用的微处理器基本相同，只是它的控制功能更强。80C51系列的CPU是一个字长为8位的中央处理单元，它对数据的处理是按字节为单位进行的。在执行程序中起关键作用的是。CPU 的主要由运算器与控制器这两大部分组成。
⑴.控制器
控制器是用来统一指挥和控制计算机工作的部件，它的功能是接收来自存储器中的逐条指令，进行指令译码，并通过定时和控制电路，在规定的时刻发出各种操作所需的全部内部控制信息及CPU外部所需控制信号，使各部分协调工作，完成指令所规定的各种操作。它由指令部件、时序部件、操作控制部件等三部分组成。
指令部件由16位程序计数器PC、8位指令寄存器、8位指令译码器等组成。
⑵.运算器
运算器是用于对数据进行算术运算和逻辑操作的执行部件，包括算术/逻辑部件ALU、累加器ACC、暂存寄存器、程序状态字PSW、通用寄存器、BCD码运算调整电路等。
2. 数据存储器（内部RAM）
数据存储器用于存放变化的数据。在80C51单片机中通常把控制与管理寄存器（简
称专用寄存器）在逻辑上划分在内部RAM中，因为其地址与RAM是连续的。AT89S51单片机中数据存储器的地址空间为256个RAM单元，但其中能作为数据存储器供用户使用的仅有前面的128个，后128个被专用寄存器占用。
片内数据存储器为8位地址，寻址空间为00H～FFH。AT89S51片内供用户使用的RAM 为片内低128字节，地址范围为00～7FH，对其访问可采用直接寻址和间接寻址的方式。其中80H～FFH为特殊功能寄存器SFR所占用的空间。
⑴.低128字节RAM
低128字节RAM分为三个部分。其中00～1FH地址空间为通用工作寄存器区，20H～2FH地址空间为位寻址区，30H～7FH地址空间为用户RAM区。
⑵.特殊功能寄存器SFR
特殊功能寄存器SFR主要用于管理片内和片外的功能部件（指定时器、中断系统以及外部扩展的存储器、外围芯片等）。SFR主要包括：累加器ACC、寄存器B、程序状态字PSW、堆栈指针SP、数据指针寄存器DPTR、端口P0～P3、中断优先级IP、中断允许IE、定时器/计数器方式TMOD、定时器/计数器控制TCON、定时器/计数器0/1、串行控制SCON、串行数据缓存器SBUF、电源控制PCON等。
3. 程序存储器（内部ROM）
程序存储器用于存放程序和固定的常数。通常采用只读存储器，只读存储器有多种类型，89系列单片机中全部采用了闪存，51单片机内部配置了4KB闪存。通过片外16位地址线可扩展到64KB，两者是统一编址。
在AT89S51中，程序存储器有6个入口地址：
0000H：51系列单片机上电复位后，PC=0000H，程序将自动从0000H开始执行指令。
0003H：外部中断0入口。
000BH：定时器0溢出中断入口。
0013H：外部中断1入口。
001BH：定时器1溢出中断入口。
0023H：串行口中断1入口。
4. 定时/计数器
定时/计数器用于实现定时和技术功能。51单片机中有2个16位的定时/计数器。并以其定时或计数结果对计算机进行控制。定时时靠内部分频时钟频率计数实现，做计数器时，对P3.4（T0）或P3.5（T1）端口的低电平脉冲计数。
5. 并行I/O口
并行I/O口主要用于实现与外部设备中数据的并行输入/输出，有些I/O口还具有其他多种功能。51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）以实现数据的输入输出。P0～P3是AT89S51单片机与外界联系的4个8位双向并行I/O端口。
⑴.P0口是一个真正的双向口，它的每一位都具有输出锁存、输入缓冲和悬浮状态，
这3种工作状态。P0口既可做I/O 端口使用，也可做地址/数据总线使用。
⑵.P1口除作为一般的I/O 端口外，某些位还具有第二功能：T2、T2EX 、MOSI 、MISO 、
SCK 。
⑶.P2口除作为一般的I/O 端口外，在具有片外并行扩展存储器的系统中，P2口通
常作为高8位地址线，P0口分时作为低8位地址线和双向数据总线。
⑷.P3口除作为一般的I/O 端口外，其各位增加了第二功能：RXD 、TXD 、
0INT 、1INT 、T0、T1、WR 、RD 。
6. 串行口
AT89S51有一个UART 全双工异步串行口，用以实现单片机和其它设备之间的串行数
据传送。该串行口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为移位器使用。RXD （ P3.0）脚为接收端口，TXD （P3.1）脚为发送端口。
AT89S51还有一个ISP 全双工同步串行口，用于实现串行在线下载程序。
7. 时钟电路
时钟电路的作用是产生单片机工作所需要的时钟脉冲序列。AT89S51单片机CPU 执
行指令的一系列动作都是在统一的时钟脉冲控制下进行的。为了便于CPU 时序进行分析，人们按指令的执行过程规定了时钟周期、机器周期、指令周期。
⑴.振荡周期定义为时钟脉冲频率的倒数，又称为时钟周期。
⑵.机器周期是指完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。80C51系列单片机
的一个机器周期等于六个状态周期，即12个时钟周期。
⑶.指令周期是执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。
8. 中断系统
中断系统的主要作用是对外部或内部的中断请求进行管理和处理。AT89S51的中断
系统主要由几个与中断有关的特殊功能寄存器、中断允许、顺序查询逻辑电路等组成。AT89S51单片机共有5个中断源，其中2个外部中断源0INT 和1INT 、，3个内部中断源，即2个定时/计数中断和1个串行口中断。
1.3 8255可编程接口芯片
目前已生产了多种可编程接口芯片，如，可编程芯片8155、8255、计数/定时器8253、
可编程串行接口8250、可编程中断控制器8259等。
8255是Intel 公司生产的可编程并行I/O 接口芯片，有3个8位并行I/O 口。具有
3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。 其各口功能可由软件选择，
使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。
1.3.1 8255A可编程接口的结构
8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。
1）与CPU连接部分
根据定义，8255能并行传送8位数据，所以其数据线为8根D0～D7。由于8255具有3个通道A、B、C，所以只要两根地址线就能寻址A、B、C口及控制寄存器，故地址线为两根A0～A1。此外CPU要对8255进行读、写与片选操作，所以控制线为片选、复位、读、写信号。各信号的引脚编号如下：
（1）数据总线DB：编号为D0～D7，用于8255与CPU传送8位数据。
（2）地址总线AB：编号为A0～A1，用于选择A、B、C口与控制寄存器。
（3）控制总线CB：片选信号、复位信号RST、写信号、读信号。当CPU要对8255进行读、写操作时，必须先向8255发片选信号选中8255芯片，然后发读信号或写信号对8255进行读或写数据的操作。
2）与外设接口部分
根据定义，8255有3个通道A、B、C与外设连接，每个通道又有8根线与外设连接，所以8255可以用24根线与外设连接，若进行开关量控制，则8255可同时控制24路开关。各通道的引脚编号如下：
（1）A口：编号为PA0～PA7，用于8255向外设输入输出8位并行数据。
（2）B口：编号为PB0～PB7，用于8255向外设输入输出8位并行数据。
（3）C口：编号为PC0～PC7，用于8255向外设输入输出8位并行数据，当8255工作于应答I/O方式时，C口用于应答信号的通信。
3）控制器
8255将3个通道分为两组，即PA0～PA7与PC4～PC7组成A组，PB0～PB7与PC0～PC3组成B组。如图7.5所示，相应的控制器也分为A组控制器与B组控制器，各组控制器的作用如下：
（1）A组控制器：控制A口与上C口的输入与输出。
（2）B组控制器：控制B口与下C口的输入与输出。
1.3.2 8255A的引脚介绍
8255A共有40个引脚，采用双列直插式封装，引脚分布图如下：
图1-3-2 8255A引脚分布图
各引脚功能介绍：
⑴.数据总线：D0～D7、PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7，此32条数据线均为三态双向数据线。D0～D7与单片机数据总线连接，用来传送CPU与8255A之间的命令与数据信息，PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7分别与A、B、C三个口相对应，以实现8255A
与外设之间的数据传送。
⑵.控制线：RD、WR、RESET
RD：读信号，低电平有效。当这个引脚输入为低电平，CPU对8255A进行读操作。
WR：写信号，低电平有效。当这个引脚输入为低电平，CPU对8255A进行写操作。
RESET：复位信号，高电平有效。当这个引脚输入为高电平，所有8255A内部寄存器都清零。
⑶.寻址线：CS、A0、A1
CS:芯片选择线，低电平有效。当这个引脚输入为低电平，表示芯片被选中。
A1、A0：地址线，用来选择8255内部端口。
1.3.3 8255A的工作方式
8255A具有3个相互独立的输入/输出通道端口，用+5V单电源供电，有三种工作方
式，即：
方式0（基本输入输出方式）：这种工作方式不需要任何选通信号。A口、B口以及C口的高4位和低4位都可以被设定为输入或输出。
方式1（选通输入/出方式）：在这种工作方式子下，A、B、C三个口被分为两组。A 组包括A口和C口的高4位，A组包括B口和C口的低4位。
方式2（双向选通输入/输出方式）：在这种工作方式子下，A口为8位双向数据口，C口的PC3～PC7用来作为输入或输出的控制同步信号。
1.3.4 8255A的控制寄存器
位操作制字的方式实现的。8255A有2个控制字，分别为方式选择控制字和C口置/复位控制字。
⑴.方式选择控制字
方式选择控制字的作用是选择8255A的工作模式，选择3个端口各位的工作状态是输入还是输出。它的格式如下图1-4-4-1。例如，当将83H（10000011B）写入控制寄存器后，8255A被编程为A口为方式0输出，B口为方式0输人，PC7～PC4为输出，PC3～PC0为输人。
图1-3-4-1 8255A方式选择控制字格式
⑵.C口置/复位控制字
C口置/复位控制字格式如下图1-4-4-2。C口具有位操作功能，把一个置/复位控制字送入8255A的控制寄存器，就能把C口的某一位置1或清零而不影响其他位的状态。
例如，将07写入控制寄存器后，8255A的PC3置1；写入0EH时，PC7复位0。
图1-3-4-2 8255AC口置/复位控制字格式
假设应用中要求8255A按工作方式0工作，A口各位作为输入，B口各位作为输出，C口高4位作为输出，低4位作为输入。将 A口数据存入R1，则编程如下： MOV DPTR，#0FF7FH ；指向控制寄存器地址
MOV A，#10010001B ；按要求设置控制字
MOV @DPTR，A ；控制字送入控制寄存器
MOV DPTR，#0FF7CH ；指向A口地址
MOV A ，@DPTR ；取A口数据
MOV R1，A
1.3.5 8255A可编程芯片程序编写应用实训
1.源程序
;8255A的PA0～PA7接发光二极管L1～L8；
;PB0～PB7接开关K1～K8；
;片选信号8255CS接CS0
NAME T7 ;8255A实验一
CSEG AT 0000H
LJMP START
CSEG AT 4100H
PA EQU 0CFA0H
PB EQU 0CFA1H
PCTL EQU 0CFA3H
START: MOV DPTR,#PCTL ;置8255A控制字，A、B、C口均工作
;方式0，A、C口为输出，B口为输入
MOV A,#82H
MOVX @DPTR,A
LOOP: MOV DPTR,#PB ;从B口读入开关状态值
MOVX A,@DPTR
MOV DPTR,#PA ;从A口将状态值输出显示
MOVX @DPTR,A
MOV R7,#10H ;延时
DEL0: MOV R6,#0FFH
DEL1: DJNZ R6,DEL1
DJNZ R7,DEL0
JMP LOOP
END
2.硬件连接
①.将8255A的PA0～PA7接发光二极管L1～L8；
②.PB0～PB7接开关K1～K8；
③.片选信号8255CS接CS。硬件连接图如下：
图1-3-5-1 8255A实训硬件连接图
3.程序分析
此程序是通过B口输入，A口输出，当把开关K1～K7按上去，则LED1～LED8灯全亮，如果按下开关K1，则LED1灯熄灭，以此类推，8个开关K1～K7一一对应控制LED1～LED8灯。如果改成从A口输入，B口输出，当把开关K1～K7按上去，则LED1～
LED8灯全亮，但是与上面不同的是，如果按下开关K1，则LED8灯熄灭，按下开关K2，则LED7灯熄灭，以此类推，8个开关K1～K7一一对应控制LED8～LED1灯。则只需将下面一段程序“MOV A,#82H
MOVX @DPTR,A
LOOP: MOV DPTR,#PB ;从B口读入开关状态值
MOVX A,@DPTR
MOV DPTR,#PA ;从A口将状态值输出显示”改写成
“MOV A,#90H
MOVX @DPTR,A
LOOP: MOV DPTR,#PA ;从A口读入开关状态值
MOVX A,@DPTR
MOV DPTR,#PB ;从B口将状态值输出显示”
对应的连接：①.将8255A的PB0～PB7接发光二极管L1～L8；
②.PA0～PA7接开关K1～K8；
③.片选信号8255CS接CS。硬件连接图如下：
图1-3-5-2 8255A实训硬件连接图
1.4 8250可编程接口芯片
8250可编程接口芯片内部结构图：
1.4.1 8250的初始化
⑴. 设置波特率
MOV AL ，80H 通信控制寄存器的D7 = 1，为了寻址
MOV DX ，3FBH 分频锁存器（除数寄存器）DLH、DLL
OUT DX ，AL
MOV AL ，60H 设波特率为1200b/s ，分频次数 = 843200/16×1200 MOV DX ，3F8H = 0096 = 0060H
OUT DX ，AL 先写低分频值到DLL（3F8H）
MOV AL ，0
MOV DX，3F9H
OUT DX，AL 再写高分频值到DLH（3F9H）
⑵. 设置通信数据格式（对通信控制寄存器写入命令字）
假定7个数据位，1个停止位，偶校验。
MOV DX ，3FBH
MOV AL ，1AH
OUT DX ，AL
1.5 液晶显示器
在单片机中，常用的显示器是LCD液晶显示器。LCD显示器功耗低，显示清晰度高。
液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件装配在一起的组件．英文名称叫“LCD Module”，简称“LCM”，中文一般称为“液晶显示模块”。
液晶显示器件是一种高新技术的基础元器件，虽然其应用巳很广泛，但对很多人来说，使用、装配时仍感到困难。特别是点阵型液晶显示器件，使用者更是会感到无从下手．特殊的连接方式和所需的专用设备也非人人了解和具备，故此液晶显示器件的用户希望有人代劳，将液晶显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件，用户只需用传统工艺即可将其装配成一个整机系统。
1.5.1 液晶显示器的功能
用户通过用户命令调用 OCMJ 系列液晶显示器的各种功能。命令分为操作码及操作数两部分，操作数为十六进制。共分为 3 类10 条。分别是：
（以下所示取值范围分别为：2X8、4X8、5X10的取值范围）
⑴.显示国标汉字
命令格式： F0 XX YY QQ WW
该命令为5字节命令（最大执行时间为1.2毫秒，Ts2=1.2mS），其中
XX：为以汉字为单位的屏幕行坐标值，取值范围00到07、02到09、00到09
YY：为以汉字为单位的屏幕列坐标值，取值范围00到01、00到03、00到04
QQ WW：坐标位置上要显示的GB 2312 汉字区位码
⑵.显示8X8 ASCII字符
命令格式：F1 XX YY AS
该命令为4字节命令（最大执行时间为0.8毫秒，Ts2=0.8mS），其中
XX：为以ASCII码为单位的屏幕行坐标值，取值范围00到0F、04到13、00到13 YY：为以ASCII码为单位的屏幕列坐标值，取值范围00到1F、00到3F、00到4F AS：坐标位置上要显示的ASCII 字符码
⑶.显示8X16 ASCII字符
命令格式：F9 XX YY AS
该命令为4字节命令（最大执行时间为1.0毫秒，Ts2=1.0mS），其中
XX：为以ASCII码为单位的屏幕行坐标值，取值范围00到0F、04到13、00到13
YY：为以ASCII码为单位的屏幕列坐标值，取值范围00到1F、00到3F、00到4F AS：坐标位置上要显示的ASCII 字符码
⑷.清屏
命令格式：F4
该命令为单字节命令（最大执行时间为11毫秒，Ts2=11mS），其功能为将屏幕清空。
⑸.上移
格式：F5
令为单字节命令（最大执行时间为25毫秒，Ts2=25mS），其功能为将屏幕向上移一个点阵行。
⑹.下移
命令格式：F6
该命令为单字节命令（最大执行时间为30毫秒，Ts2=30mS），其功能为将屏幕向下移动一个点阵行。
⑺.左移
命令格式：F7
该命令为单字节命令（最大执行时间为12毫秒，Ts2=12mS），其功能为将屏幕向左移动一个点阵行。
⑻.右移
命令格式： F8
该命令为单字节命令（最大执行时间为12毫秒，Ts2=12mS），其功能为将屏幕向右移动一个点阵行。
下图为显示窗口坐标关系：
图1-5-1 显示窗口坐标关系
以上列表为汉字、ASCⅡ码显示屏幕坐标（ASCⅡ码Y坐标一点阵坐标为准）。如显示图形点阵，则以128*64（OCMJ4X8）或128*32（OCMJ2X8）点阵坐标为准，可在屏幕任意位置显示。
第二章 GPS定位系统简介
2.1 GPS定位系统的基本原理
近年来，GPS精密定位技术在我国已得到蓬勃发展。在我国，大地测量、精密工程测量、地壳运动测、资源勘察和城市控制网的改善等方面的应用及其所取得的成功经验，进一步展示了GPS精密定位技术的显著优越性和巨大潜力。
GPS定位的基本原理是空间后方交会，以GPS卫星与用户接收机天线之间的空间距离为基本观测量，根据已知的卫星瞬时坐标来确定用户接收机所在的点位，即待定点的三维坐标（x，y，z）GPS定位分为伪距测量和载波相位测量两种。每颗GPS卫星时刻发布其位置和时间数据信号，用户接收机可以测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟，根据信号传输的速度可以计算出接收机到不同卫星的距离。同时收集至少4颗卫星的数据时，通过变频、放大、滤波等一系列处理过程,实现对GPS卫星信号的跟踪、锁定和测量,从而产生计算位置的数据信息(包括：纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向、卫星状况等),经由I/O口输出串行数据。
GPS定位方法:静态定位和动态定位、绝对定位和相对定位、差分定位。
2.2 GPS模块定位流程
⑴.搜索可用卫星，接收卫星信号，与卫星信号同步，提取导航电文信息。
⑵.从导航电文中获取计算位置所需的信息，这些信息应该包括时钟信息和星历等数据。
⑶.计算卫星的准确位置，这包括计算卫星的高度和方位角，从而进行必要的对流层校正。
⑷.计算伪距，并进行电离层校正等。
⑸.重复上述过程，对所有可用卫星进行相应的计算。
⑹.进行其他必要的校正，例如根据卫星信号到达GPS接收机的时间，校正地球旋转所造成的卫星位置的偏差。
⑺.根据定位原理，计算出GPS接收机的初始位置，并将其转换成所需的坐标格式进行显示或输出。
⑻.加入闰秒和UTC（标准世界时）时间补偿计算当前精确的时间。（9）分析可用卫星的信息，计算最好的DOP(Dilution of Precision)，进行选星，并计算和修正GPS 接收机的位置，给出GPS接收机的三维坐标和准确的时间信息。
《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
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言： 随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C，因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0信号停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序，6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 （1）主程序 主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2）定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DRVCON，十进制转换子程序MERTRICCON，温度数码显示子程序DISP。
单片机的电子密码锁 目录 第一章绪论......................................................... . (2) 1.1电子密码锁简介......................................................... .. (2) 1.2电子密码锁设计的背景及意 义............................................................................. . (3) 第2章总体设计............................................................................. . (3) 2.1设计分析............................................................................. (3) 2.2系统结构............................................................................. (4) 第3章硬件电路设计............................................................................. (5) 3.1单片机最小系统设计............................................................................. . (5) 3.1.1时钟电路............................................................................. (5) 3.1.2 复位电 路 ............................................................................ . (6) 3.1.3 最小系 统 ............................................................................
单片机最小系统设计 时间：2011-05-01 22:47:54 来源：作者： 单片机最小系统设计 该单片机最小系统具有的功能: （1）具有2位LED数码管显示功能。 （2）具有八路发光二极管显示各种流水灯。 （3）可以完成各种奏乐,报警等发声音类实验。 （4）具有复位功能。 功能分析 （1）两位LED数码管显示功能，我们可以利用单片机的P0口接两个数码管来现这个功能；（2）八路发光二极管显示可以利用P1口接八个发光二极管实现这个功能； （3）各种奏乐、报警等发声功能可以采用P2.0这个引脚接一蜂鸣器来实现。 （4）利用单片机的第9脚可以设计成复位系统，我们采用按键复位；利用单片机的18、19脚可以设计成时钟电路，我们利用单片机的内部振荡方式设计的。 设计框图 硬件电路设计 根据本系统的功能，和单片机的工作条件，我们设计出下面的电路图。
元件清单的确定： 数码管：共阴极2只（分立） 电解电容：10UF的一只 30PF的电容2只 220欧的电阻9只 4.7K的电阻一只 1.2K的电阻一只 4.7K的排阻一只， 12MHZ的晶振一只 有源5V蜂名器一只 AT89S51单片机一片 常开按钮开关1只 紧锁座一只（方便芯取下来的，绿色的） 发光二极管（5MM红色）8只 万能板电路版15*17CM S8550三极管一只 4．5V电池盒一只，导线若干。七、硬件电路的焊接 按照原理图把上面的元件焊接好，详细步骤省略。 相关程序编写 针对上面的电路原理图，设计出本单片机最小系统的详细功能：（1）、第一个发光二极管点亮，同时数码管显示“1”。 （2）、第二个发光二极管点亮，同时数码管显示“2”。 （3）、依次类推到第八个发光二极管点亮，同时数码管显示“8”。以上出现的是流水灯的效果 （4）、所有的发光二极管灭了，同时数码管现实“0”。
《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单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。 项目编号___201111 ___ 江南大学物联网工程学院 大学生创新训练计划结题报告 项目名称基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现项目负责人晶 所学专业电气工程及其自动化 所在学院物联网工程学院 (手机) 电子信箱diamond-heartqq. 项目起止年月2011/11-2012/05 第一指导教师肖永松 专业技术职务工程师 (手机) 电子信箱https://www.doczj.com/doc/e14555911.html, 结题日期2012年5月 江南大学物联网工程学院创新训练计划项目结题验收表学院名称：物联网工程学院填写日期：2012 年5 月 大学生创新训练计划 《基于AT89C51单片机的智能窗帘控制系统》成果精粹 江南大学 二○一二年五月 简介 随着物联网概念的发展，智能家居的理念也渐渐渗透到我们的生活中，受此启发，我们想尝试着做一个智能窗帘的控制系统，希望可以通过光强和时间来控制窗帘的开合。恰好我们都进行了电路、模电数电的学习，也曾初步接触了单片机，我们想通过设计这个控制系统来加深我们对所学容的理解和掌握，更加熟悉使用protel等专业软件。 计划设计一个系统可以实现以下功能： 在自动模式下，在设定的时间，如早成6点至晚上8点，晚上8点至早晨6点，时间控制，可以避免室开灯造成窗帘自动拉开。通过光强控制，在设定光照强度围，窗帘拉开，超过设定强度，如夏日中午，为避免房间被光直射造成温度过高，窗帘关闭。在手动模式下，通过按键来调整窗帘的开合状态。 最终设计使用STC89C51单片机，STC89C51有512字节的数据存储空间，是AT89C51的两倍，并且带有4K字节的EEPROM存储空间，可以断电后保存资料，可以直接使用串口下载，而AT89C51需要专用下载器。 控制系统可以实现对光信号的采集、转换、传输，并根据单片机接收到的信号，结合时钟电路的信号，对步进电机进行控制，通过控制步进电机转向及转动圈数，来实现对窗帘的打开及拉合控制。 设计时对硬件进行了模块化分析，以STC89C51作为主控芯片，光信号采集使用光敏模块，数模转换主要使用PCF8591芯片，显示模块采用1602液晶显示器，时钟电路采用DS1302芯片，电机驱动器主要使用ULN2003。 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 51单片机最小系统实验报告 1.实验目的： 1).学习、了解单片机原理，即单片机的各引脚功能、特殊功能寄存器、中断系统、定时/计数器和通信方式等； 2).了解指令系统，各指令的功能； 3).学习电路原理设计，PC板设计以及编排； 2.方案设计： 1)．最小系统部分的设计能够用于基本的数字信号处理，运行一些简单的程序。此部分主要包括电源电路、复位电路、时钟电路、USB 接口设计等； 2)．扩展电路的设计对于51最小系统CPU芯片等在芯片出厂时不可能让片内存储器的大小满足所有功能的要求，如果将片内存储器做太大，必然造成芯片成本的提高。所以合适的外部RAM、液晶、外部中断和串行接口电路设计等。 3.任务：51单片机最小系统的设计 1)CPU选择:STC15W4K系列 选择原因：a.宽电压（2.5V-5.5V） b. 大容量4K字节SRAM和多组并行端口 c.16/32/56/61/63.5字节多选Flash程序储存器以及普通定时、计数器T0-T4外部管脚可掉电唤醒。 d.内置高精准时钟（5-28MHz任意设置）和集成MAX810专用复位电路 e.看门狗、对外输出时钟及复位 2).系统要实现的功能: 以UPU为核心器件，并利用外存储器对最小系统电路进行扩展。在介绍CPU基本特点的基础上，通过学习指导，开展出51单片机最小系统板。系统要实现以下功能，最小系统部分的设计能够用于基本的数字信号处理，运行一些简单的程序。此部分主要包括电源电路、复位电路、时钟电路、中断系统，USB 接口的设计和相对扩展等。 4.外围器件选择及说明： 1).外部RAM:IS62C256AL。ISSI的IS62C256AL是一个32Kx8位字长的低功耗CMOS静态随机存取存储器。IS62C256AL采用ISSI公司的高性能，低功耗CMOS工艺制造。 当/CE处于高电平（未选中）时，IS62C256AL进入待机模式。在此CMOS 输入标准的待机模式下，功耗低至150 μW(典型值)。 使用IS62C256AL的低触发片选引脚（/CE）和低触发输出使能引脚（/OE），可以轻松实现存储器扩展。低触发写入使能引脚（/WE）将完全控制存储器的写入和读取。 IS62C256AL在引脚上完全兼容其他32Kx8的塑料SOP或TSOP1封装的SRAM。 2).USB接口。接收、传送数据。 3).USB转串口芯片：CH340G。支持USB1.1或者USB2.0/USB3.0通信.具有仿真接口，可以升级外围串口设备,支持常用的MODE联络信号、STC全系 基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度； 方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。 3.硬件设计 根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示： 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路 简易智能交通灯设计 1、设计背景 自从1886两个德国人发明了第一辆汽车交通灯改变了交通路况，交通问题也渐渐被人们所重视。从英国伦敦街头的第一个以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，到现在以电为光源的红黄绿三色交通灯，不知不觉中交通信号灯在人们日常生活中占据了重要地位。随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。 近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本次课程设计以模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。在一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车，特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。在该次的设计系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 本模拟系统由单片机软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了对交通路面的控制。 1.1 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，并基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行倒计时显示电路，灯状态电路，特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计和仿真中，程序在KEIL软件中用单片机c语言编写，电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。在本次课程设计中通过对单片机内部结构和工作情况做了一定的研究，充分了解定时器，中断以及延时原理，为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。 单片机课程设计 课题：基于51单片机的交通灯设计 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 指导教师：邵添 设计日期：2017/12/18 成绩： 大学城市科技学院电气学院 基于51单片机数字温度计设计报告 一、设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计，所采用的主要元件有传感器DS18B20，单片机AT89C52，，四位共阴极数码管一个，电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度围-55°C~+125°C。在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。18B20的精度较差，为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分，主控制器，LED显示部分，传感器部分，复位部分，按键设置部分，时钟电路。主控制器即单片机部分，用于存储程序和控制电路；LED显示部分是指四位共阴极数码管，用来显示温度；传感器部分，即温度传感器，用来采集温度，进行温度转换；复位部分，即复位电路，按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是，传感器采集到外部环境的温度，并进行转换后传到单片机，经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、设计要求 （1）．利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。 （2）．利用数码管实时显示温度。 （3）．当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警，LED闪烁指示。 （4）.能够手动设置上限和下限报警温度。 三、设计的具体实现 1、系统概述 方案一：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案设计框图如下： 跟我学51单片机（一）：单片机最小系统组成与I/O输出控制 1 单片机是一门实践性较强的技术，很多初学者在学习单片机技术开发的时候往往一头雾水，不知何从下手。为此，笔者结合自己使用单片机多年的经验，特意设计了单片机开发所需的Stud y-c 整机和硬件套件，并结合套件精心编写了单片机从入门到精通系列教程。通过讲述单片机原理、电路设计、应用开发软件工具、编写实验实例让读者全面接触单片机技术。教程编排上由浅入深，循序渐进，内容力求完整、实用、趣味并存，使读者在轻松愉快的学习过程中逐步提高单片机软硬件综合设计水平。 一、内容提要 本讲主要向大家介绍51 系列单片机的最小系统的实现并通过编写程序来实现对单片机IO 口的输出控制。以点亮外部连接的LED（发光二极管）为例，简要的介绍单片机的原理、最小系统的组成，并通过简单的C51 程序设计来讲述编译软件Keil的使用并下载Hex 文件烧写单片机。 二、原理简介 在了解原理之前，首先让我们思考一个问题，什么是单片机，单片机有什么用？这是一个有意思的问题，因为任何人都不能给出一个被大家都认可的概念，那到底什么是单片机呢？普遍来说，单片机又称单片微控制器，是在一块芯片中集成了CPU（中央处理器）、RAM （数据存储器）、ROM（程序存储器）、定时器/ 计数器和多种功能的I/O（输入/ 输出）接口等一台计算机所需要的基本功能部件，从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。在这里，我们没必要去找到明确的概念来解析什么是单片机，特别在使用C 语言编写程序的时，不用太多的去了解单片机的内部结构以及运行原理等。从应用的角度来说，通过从简单的程序入手，慢慢的熟悉然后逐步深入精通单片机。 在简单了解了什么是单片机之后，然后我们来构建单片机的最小系统，单片机的最小系统就是让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须的组成部分，也可理解为是用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51 系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、时钟电路、复位电路、输入/ 输出设备等（见图1）。 基础强化训练任务书 学生姓名：董勇涛专业班级：电子0902 指导教师：洪建勋工作单位：信息工程学院 题目：基于51单片机最小系统设计 一、训练目的 主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练，提高学生的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质。 二、训练内容和要求 1、基础课程和基本技能强化训练 (1)设计一个基于51单片机最小系统电路； (2)对所设计电路的基本原理进行分析； 2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练 要求学生掌握基本的文献检索方法，科学查找和利用文献资料，同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力，其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。 3、基本动手能力和知识应用能力强化训练 (1)学习PROTEL软件； (2)绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范； 4、查阅至少5篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书，全文用A4纸打印。 三、初始条件 计算机；Microsoft Office Word 软件；PROTEL软件 四、时间安排 1、20011年7 月 11日集中，作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明； 学生查阅相关资料，学习电路的工作原理。 2、2011年7 月 12日，电路设计与分析。 3、2011年7 月 13日至2010年7 月 14日，相关电路原理图和PCB版图的绘制。 4、2011年7 月15日上交基础强化训练成果及报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要.................................................................................................................... 错误!未定义书签。 智能控制仪表简单设计 龙岩学院电子信息工程 学号：200402208 姓名：邓晶晶指导老师：吴春富 【摘要】：随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能控制仪表测控功能的完善、 测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。本设计介绍了一种用变送器现场采集的温、湿度等信号再经A/D 转换送单片机进行处理,最后通过数码显示器,键盘等硬件设计实现了工作过程的自动化。一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,所以在本文中外加监视电路对系统起保护作 用。 关键词】：AT89C52 单片机;HD7279A; 看门狗; 第1章引言 仪器仪表是人类认识世界的工具，人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量，反映其大小与变化规律.随着人类认识能力的提高与科学技术不断进步，仪器仪表技术得到了飞速发展.50年代以前, 仪器仪表多为指针式，其理论基础是机电学?从50年代起，电子技术特别是数字技术的发展，给仪表行业带来了生机，各种数字式仪表相继问世，许多传统的指针式仪表相继被淘汰，数字仪表使仪表外观耳目 一新，数据表达能力与总体性能都大幅提高? 70年代中期，随着微处理器的出现以及单片机的兴起与应 用，设计者将计算机特有的许多优点引入仪表设计，随之产生了一代崭新的智能仪表，使仪表逐渐由数字型向智能化发展，其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能，使仪 表性能产生了质的飞跃.，品种繁多?目前，我国仪器仪表有13大类，1 300多个产品.其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切的一类产品，其传感变送单元与主控装置及I/O接口 均正朝智能化方向发展?在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件，可以利用A/D转换芯片对标 准信号进行采集、转换，将输入的模拟量转换成单片机能够检测的数字量进行分析和监测控制，同时可 以利用键盘显示电路将相关数据进行显示。与此同时通过所查阅的资料我还了解到随着测量技术的发展 和微处理器的广泛应用，单片机系统的电路越来越复杂，而系统的可靠性问题也越来越突出，一般的单 片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机，因此系统在这些场合要保证能够稳定的工作就必须外加 监视电路，在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPRO三项功能于一体的专用集成芯 片X5045。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构，增强功能、降低系统的成本，尤其是大大的增加了系统的可靠性。X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时，电路中的看门狗将通过RESET言号向CPU作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具 有的电压临控功能还可以保护系统免受低电压的影响，当电源电压降到允许范围以下时，系统将复位，直到电源电压返回到稳定值为止。本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表的设计方法，同时掌握在开发系 统下实现部分软件的仿真方法。 第2章控制系统的硬件设计 硬件组成智能仪表的硬件方框图如图 2.1 图2.1 智能控制仪表的原理框图 2 这里可以加学校LOGAL 单片机课程设计报告 院系：12级物信系 班别：光信息科学与技术7班 课程名称：秒表设计 姓名：龚俊才欧一景 学号：1210407033 1210407041 指导老师：张涛 2011.12.23 目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2软件方案设计 3 程序编写流程及课程设计效果3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会 5 相关查阅资料 1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为 00.00~99.99秒，每10毫秒自动加一，每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键（即清零），一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题，一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LED 的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键：其中key1按键按下去时开始计时，即秒表开始键(同时也用作暂停键)，key2按键按下去时数码管清零，复位为“00.00”. 五、课程设计的意义 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。 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)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的 计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义 六、课程设计仪器 a) 集成电路芯片8051，七段数码管，89C51单片机开发板 b) MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件（Keil uvision2）。 摘要 近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 本次课程设计包括STC89C51单片机最小系统（包括复位和时钟电路）还有蜂鸣器电路、LED电路和RS232串口电路以及用于扩展功能的四排与I/O端口相连的插孔。利用Protel电路设计软件进行原理图设计，PCB布线，借此巩固单片机应用、模拟电路、数字电路课程及学会工程软件protel的使用。 关键词：最小系统，I/O端口，STC89C51, PCB Abstract Recent years, with the penetration of computers in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, while driving traditional control detects the rapidly growing updated. In the real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only the microcontroller knowledge is not enough, should be based on the specific hardware architecture, as well as application-specific software features object combine to make perfect . The curriculum includes the SCM STC89C51 minimum system (including reset and clock circuit) and the buzzer circuit, eight digital tube display circuit, RS232 serial port circuitry, and used to extend the functionality of the four rows with the I / O ports are connected jack. Protel circuit design software for the use of schematic design, PCB layout, thereby consolidating microcontroller applications, analog circuits, digital circuits courses and learn to use engineering software Protel. Keyword：minimum system,I/O Port, STC89C51, PCB 基于51单片机的交通控制系统模拟设计 学院：电气与控制工程学院 专业：自动化 姓名： 目录 1. 设计思路 (2) 2.2显示界面方案 (2) 2.3输入方案： (2) 3 单片机交通控制系统总体设计 (2) 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 (2) 3.2单片机交通控制系统的功能要求 (3) 3.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 (3) 4智能交通灯控制系统的硬件设计 (4) 4.1系统硬件总电路构成及原理 (4) 4.2系统硬件电路构成 (4) 4.3系统工作原理 (4) 5 系统软件程序的设计 (6) 5.1程序主体设计流程 (6) 参考文献 (17) 设计心得体会 (18) 附录 (19) 基于单片机的交通控制系统模拟设计 1. 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行显示电路，灯状态电路，按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计，对于本系统，采用单片机C语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。 2.单片机交通控制系统方案的比较、设计与论证 2.1 电源提供方案 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。 2.2 显示界面方案 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。 2.3 输入方案： 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，故选择方案二。 3 单片机交通控制系统总体设计 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。其具体状态如下所示。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。 通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下： ◆南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时30秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。 ◆南北方向绿灯灭，东西方向红灯灭，同时黄灯亮，倒计时3秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计
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