武汉理工大学能力拓展课设《基于AD转换模块的单片机仿真和C语言开发课程设计》

序号（学号）：0121109310631学生实习报告书实习类别单片机应用实习实习地址武汉理工大学信息工程学院学院信息工程学院专业通信工程班级姓名指导教师2014 年 1 月13 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：武汉理工大学题目: 单片机原理与应用初始条件：STC89C52 数码管 MAX232 矩阵键盘仿真软件要求完成的主要任务:1）利用PROTEL等软件进行硬件设计；2）利用Keil uV2软件完成应用系统软件设计；3）利用PROTEUS软件进行仿真设计；4）完成单片机最小系统和应用系统电路板的焊接；5）对电路进行调试；6）利用stc-isp软件完成在系统编程、下载，并完成系统软件调试；7）题目由指导教师提供；8）要求每个学生单独完成硬件软件设计、仿真、焊接、调试任务；9）写出实习报告，实习报告主要包括以下内容：目录、摘要、关键词、基本原理、方案论证、硬件设计、软件设计(带流程图、程序清单)、仿真结果、实物运行结果照片、结论、参考文献等；10）实习完成后通过答辩；11）答辩时交实习报告电子文档，通过答辩后根据修改意见修改并打印、装订成册。

实习地点武汉理工大学信息工程学院通信实验室。

实习时间2013年12月30日---2014年1月12日。

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 (I)Abstract (II)1系统总体设计 (3)2系统单元原理与设计 (4)2.1系统硬件设计 (4)2.1.1单片机控制模块设计 (4)2.1.1.1 时钟电路 (7)2.1.1.2 复位电路 (8)2.1.2 矩阵键盘调整模块设计 (9)2.1.3 数据管显示模块设计 (10)2.1.4 串口通信模块设计 (13)2.1.3 系统整体设计电路图 (15)2.2系统软件设计 (15)2.2.1系统主程序模块 (15)2.2.2功能选择模块 (16)2.2.3数据输入模块 (17)2.2.4 数据输出模块 (18)2.2.5 数据通信模块 (18)2.2.7按键扫描模块 (19)2.2.8 数据显示模块 (20)3电路仿真结果 (21)3.1 仿真环境简介 (21)3.2 仿真过程记录 (22)3.2.1 数据输入输出功能调试 (22)3.2.2 串口通信功能调试 (23)3.3 仿真结果分析 (24)4实物的制作与调试 (25)4.1 实物的制作 (25)4.2 电路的调试过程 (26)4.2.1 数据输入输出功能调试 (26)4.2.2 串口通信功能调试 (29)4.3 电路的调试结果分析 (29)4.3 调试过程中遇到的问题 (30)5心得体会 (31)6参考文献 (32)附录 (33)附录1系统整体电路图 (33)附录2元件清单 (34)附录3 单片机程序 (36)I摘要单片微型计算机简称单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。

武汉理⼯⼤学单⽚机课程设计-2⽬录摘要 (1)Abstract (2)1设计原理与⽅法 (3)1.1 硬件设计原理 (3)1.2 程序的结构化设计⽅法 (4)2 硬件电路及其说明 (6)2.1 显⽰电路单元 (6)2.1.1 74HC573资料 (6)2.1.2 数码管显⽰电路 (7)2.1.3显⽰电路原理图及其说明 (8)2.2 矩阵键盘单元 (9)2.2.1矩阵键盘的原理与检测⽅式 (9)2.2.2 矩阵键盘电路部分及其说明 (10)2.3 单⽚机最⼩系统及外围电路 (9)2.3.1 MAX232资料 (11)2.3.2 RS232接⼝ (12)2.3.3 STC89C52 (13)2.3.4 复位电路 (15)2.3.5 振荡电路 (15)2.3.6 串⼝电路 (16)2.3.7 最⼩系统原理图 (17)3仿真软件介绍 (18)3.1程序设计软件Protel (18)3.2程序编写软件Keil (18)3.3程序仿真软件Proteus (18)4 仿真电路测试 (19)5 实物图及其调试 (20)6 ⼩结与体会 (22)7 参考⽂献 (23)附录1：C语⾔源程序 (24)附录2：元件清单 (34)附录3：单⽚机实习⽇记 (35)摘要单⽚计算机即单⽚微型计算机。

由RAM ,ROM,CPU构成，定时，计数和多种接⼝于⼀体的微控制器。

它体积⼩，成本低，功能强，⼴泛应⽤于智能产业和⼯业⾃动化上。

⽽51系列单⽚机是各单⽚机中最为典型和最有代表性的⼀种。

这次课程设计通过对它的学习，应⽤，从⽽达到学习、设计、开发软、硬的能⼒。

本次课程设计包括STC89S52单⽚机最⼩系统包括复位和时钟电路及供电系统、4×4矩阵键盘、独⽴6个8段LED数码管显⽰电路。

利⽤相关设计软件进⾏原理图设计即利⽤Keil软件编程以及Proteus软件仿真来巩固单⽚机应⽤、模拟电路、数字电路课程及学会各种⼯程软件的使⽤。

关键字：单⽚机最⼩系统矩阵键盘 LED显⽰ABSTRACTSingle chip computer is the single chip computer. By RAM, ROM, CPU constitute, time, count and multiple interface in the integration of micro controller. Its small size, low cost, the function is strong, widely used in intelligent industry and industrial automation. And 51 series microcontroller is the most typical and various microcontroller most representative one. This curriculum design through to its study, application, thus achieved the study, design, development, soft and hard ability.The curriculum design, including STC89S52MCU minimum system ( including a reset and clock circuit and power supply system ),4 x4 matrix keyboard, the independent 6 LED digital tube display circuit . Using circuit design software schematic design, using Keil software and Protues software simulation, we consolidate the MCU application, analog circuit, digital circuit course and learn all kinds of engineering software use.Key Words：MCU minimum system matrix keyboard LED digital tube display1设计原理与⽅法1.1 硬件设计原理本次课程设计是基于MCS-52单⽚机的扩展设计，利⽤52单⽚机为核⼼，根据课程设计的要求先编写程序并在开发板上进⾏调试，调试成功之后再进⼀步设计硬件电路，最后将硬件电路和编写的程序结合实现要求的功能，并不断检错调试，最后达到设计⽬的。

ad da转换课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握AD转换的基本原理和应用方法，培养学生运用AD转换技术解决实际问题的能力。

具体分为以下三个维度：1.知识目标：学生需要理解并掌握AD转换的原理、方法和应用场景；了解不同类型的AD转换器及其特点；掌握AD转换器的主要性能指标及其影响因素。

2.技能目标：学生能够运用AD转换原理和方法，分析和解决实际问题；能够使用实验设备进行AD转换实验，并处理相关数据。

3.情感态度价值观目标：培养学生对AD转换技术的兴趣和好奇心，激发学生主动学习和探索未知的精神；培养学生团队合作意识和沟通交流能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.AD转换原理：介绍AD转换的基本概念、原理和方法，以及AD转换器的工作原理。

2.AD转换器类型及特点：介绍不同类型的AD转换器（如逐次逼近型、双积分型等）及其特点和应用场景。

3.AD转换器性能指标：讲解AD转换器的性能指标（如分辨率、转换时间、线性度等）及其影响因素。

4.AD转换器应用：分析AD转换技术在实际工程中的应用，如模拟信号处理、数字信号处理等。

5.实验与实践：安排实验室实践环节，使学生能够动手操作AD转换器，处理实际数据，提高实际应用能力。

三、教学方法为了实现本课程的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解AD转换的基本原理、方法和应用，使学生掌握相关知识。

2.讨论法：学生分组讨论，分享对AD转换技术的理解和应用经验，提高学生的思考和沟通能力。

3.案例分析法：分析实际工程中的AD转换应用案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作AD转换器，培养学生的实践能力和创新精神。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的《AD转换技术与应用》教材，作为学生学习的主要参考书。

2.参考书：推荐学生阅读《数字信号处理》、《模拟电子技术》等相关书籍，丰富学生的知识体系。

ad转换da课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解AD转换和DA转换的基本原理，掌握其工作流程和关键参数。

2. 使学生掌握AD转换和DA转换在实际应用中的使用方法和电路设计。

3. 帮助学生了解不同类型AD转换器和DA转换器的特点及适用场合。

技能目标：1. 培养学生运用AD转换器和DA转换器进行数据采集和信号处理的能力。

2. 培养学生分析和解决实际电路中AD转换和DA转换相关问题的能力。

3. 提高学生动手实践能力，学会使用相关仪器和软件进行AD转换和DA转换的实验操作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术领域的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的欲望。

2. 培养学生团队合作精神，学会在团队中沟通与协作，共同解决问题。

3. 引导学生认识到AD转换和DA转换在现实生活中的广泛应用，增强其学以致用的意识。

本课程针对高中年级学生，结合电子技术学科特点，注重理论与实践相结合。

在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，充分调动学生的积极性，鼓励他们主动参与课堂讨论和实践操作。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续学习电子技术相关知识奠定基础。

二、教学内容1. AD转换原理及电路设计- 模拟信号与数字信号的转换原理- AD转换器的类型、性能参数及选用方法- AD转换电路的设计方法及实例分析2. DA转换原理及电路设计- 数字信号与模拟信号的转换原理- DA转换器的类型、性能参数及选用方法- DA转换电路的设计方法及实例分析3. AD转换与DA转换在实际应用中的案例分析- 数据采集与信号处理系统中的应用- 模拟电压控制与数字电压控制系统的设计- AD转换与DA转换在物联网、智能家居等领域的应用4. 实践操作与实验- 使用AD转换器和DA转换器进行数据采集与信号处理实验- 设计简单的AD转换和DA转换电路，并进行调试- 分析实验结果，探讨实际应用中可能遇到的问题及解决办法教学内容依据课程目标，紧密联系教材，注重科学性和系统性。

课程设计任务书学生姓名：胡青专业班级：电信1206 指导教师：孟哲工作单位：信息工程学院题目：基于A/D转换模块的单片机实验和C语言开发初始条件：具备单片机和ADC芯片的理论知识；具备C语言编程能力；具备对Protues和Keil软件的操作能力；提供编程所需要的计算机一台要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、独立编写程序实现基于D转换模块的单片机实验和C语言开发2、用软件对电路进行仿真，并分析实现原理3、完成符合学校要求的设计说明书时间安排：一周，其中3天程序设计，2天程序调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (1)Abstract (2)1 软件介绍 (3)1.1 Keil使用 (3)1.2 Proteus软件使用 (4)2 设计原理 (5)2.1单片机简介 (5)2.4 ADC0809简介 (5)2.4.1 ADC0809内部结构 (5)2.3.2 ADC0809的工作过程 (6)3 多路模拟信号采集模块设计 (8)3.1 功能简介 (8)3.2 总原理图 (8)3.2.1 单片机电路 (8)3.2.2 ADC采样电路 (9)3.2.3显示模块 (10)3.3 系统流程图 (11)4 程序代码 (12)5 仿真结果与分析 (16)6 调试 (17)7 心得体会 (19)参考文献 (20)摘要本次课程设计的要求是：基于A/D转换模块的单片机实验和C语言开发，设计一种多路模拟信号采集模块，从多个通道轮流采集数据一次，并将采集的结果存放在数组中。

A\D转换器是一种用来将连续的模拟信号转换成二进制的器件。

一个完整的AD 转换器通常包括这样一些信号:模拟输入信号，参考电压，数字输出信号，启动转换信号，单片机介绍信号，数据输出允许信号等。

使用ADC0808型号的A/D转换器对多路模拟信号进行数据采集，同时与单片机进行通信，将测量的模拟信号量传递给89C51单片机，由单片机进行运算，输出对应的数字量，然后在数码管上显示出来。

课程设计任务书学生姓名：李文瑶专业班级：测控1103班指导教师：胡剑韩雪工作单位：机电学院测控系题目: 测控系统应用软件实训——产品质量监测系统设计初始条件：日光灯试验台是用来检测点亮日光灯的整流器或逆变器是否合格的装置，通过多次测量灯管两端的电压和电流，再通过分析，来验证整流器或逆变器工作是否正常。

单个整流器或逆变器有不同功率之分，也有可以同时点亮日光灯个数多少之分。

检测一个整流器或逆变器，下位机大概会产生30组左右的电压和电流数据。

本实训的目标是设计一个产品质量监测系统，保存日光灯试验台下位机产生的数据信息，并时行产品合格检查、产品质量查询、分类统计和报表打印操作，以期使产品的质量管理工作系统化、规范化、自动化，从而提高生产效率。

设计功能要求：1、仪器检测结果的输入，包括记录号、检修日期、仪器编号、仪器类型、仪器功率、仪器点亮日光灯个数、检测人员、检测记录。

除检测人员和检测记录由工作人员在计算机上直接输入外，其他项都通过串口读入。

2、仪器检测数据的输入，包括记录号、仪器编号、检测电压、检测电流。

一条仪器检测结果对应多条检测数据。

3、仪器检测数据以图形方式显示变化趋势。

4、仪器检测信息的查询、修改和删除。

5、仪器类型和功率代码管理。

6、仪器检测信息的报表和打印处理。

（选做）7、密码和权限管理，不同权限用户具有不同的操作权力。

（选做）系统功能模块设计：对上述各项功能进行集中分块，按结构化程序设计的要求，得到如图1所示的系统功能模块图。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.合理进行数据库设计，数据项和数据结构包括以下部分：1）仪器检测结果信息表，保存检测结果记录，包括：记录号、检测日期、仪器编号、仪器类型、仪器功率、仪器额定点亮日光灯个数、仪器温升、检测时间间隔、检测人员、检测记录。

2）仪器检测数据信息表，保存检测数据记录，包括：记录号、仪器编号、检测电压、检测电流。

单⽚机课程设计-武汉理⼯⼤学单⽚机实训报告第⼀章绪论 (2)1.1概述 (2)1.2课程设计任务 (2)第⼆章硬件系统设计 (3)2.1单⽚机最⼩系统 (3)2.1.1 STC89C52的介绍 (3)2.1.2 stc89c52系列单⽚机最⼩系统的介绍 (4)2.2矩阵键盘模块 (5)2.3数码管显⽰单元 (5)2.4 LCD1602液晶显⽰电路 (6)2.5蜂鸣器单元 (7)第三章软件设计 (8)3.1数码管实验 (8)3.1.1循环数码管显⽰0—F程序设计结构图： (8)3.1.2 59秒倒计数流程图 (9)3.2 矩阵键盘流程图 (10)3.3 LCD1602滚动显⽰年⽉⽇时分秒 (11)3.4 AD转换， (12)3.5家电遥控器 (13)第四章调试结果分析 (14)4.1数码管调试及分析 (14)4.1.1循环数码管显⽰0—F (14)4.1.2数码管59秒倒计数 (15)4.2矩阵键盘 (15)4.3 LCD1602滚动显⽰年⽉⽇时分秒 (16)4.4 AD转换 (16)4.5家电遥控器 (17)第五章⼩结 (17)参考⽂献： (18)第⼀章绪论1.1概述随着我国⼯业技术和电⼦技术的发展和进步，⾃动控制技术也已经得到了极⼤的普及和应⽤，⽽这些⾃动控制技术的核⼼技术就是单⽚微型计算机，简称单⽚机。

它以其⾼可靠性、⾼性价⽐、低电压、低功耗等⼀系列优点，被⼴泛应⽤于控制系统、数据采集等领域。

⽽51单⽚机系列以其超⾼的性价⽐深受⼴⼤电⼦爱好者和开发者以及⼤学⽣群体的欢迎。

故⽽本次课程设计采⽤STC89C52单⽚机。

1.2课程设计任务必做项⽬（这是每个学⽣必做的任务）：1．基本系统：在51单⽚机开发系统PCB电路板上完成电⼦元器件的焊接、调试、程序下载，并实现数码管显⽰、矩阵键盘扫描、中断程序、定时器程序、串⼝通讯等基本功能；2．显⽰功能：焊接电路并实现对1602液晶屏的显⽰功能，要求能滚动显⽰字符；3．输出控制：焊接电路并实现对继电器的控制功能；4．数据采集：焊接电路并实现对AD0832的数据采集功能；选做项⽬（以下任选⼀）：1．家电遥控器：实现对红外接收管和发射管的控制功能，要求能够学习遥控器的红外码，并能发射相应的编码，实现红外遥控器的功能。

单片机adc转换原理及c语言编程实例单片机中的ADC（模拟数字转换器）是一种将模拟信号转换为数字信号的电子元件。

其原理是将模拟信号通过一系列的电子元件转换为相应的数字信号，从而能够被单片机处理和识别。

在C语言中，ADC的转换通常是通过读取ADC的寄存器来实现的。

下面是一个简单的C语言编程实例，用于读取ADC的转换结果：```cinclude <> // 包含单片机头文件define ADC_PORT P1 // 定义ADC输入端口为P1口void ADC_Start() // 启动ADC{ADC_PORT = 0x80; // 设置ADC控制寄存器，启动ADCdelay(10); // 延时一段时间，等待ADC转换完成}unsigned char ADC_Read() // 读取ADC转换结果{unsigned char i, dat = 0;for (i = 0; i < 8; i++) // 循环读取ADC数据寄存器中的数据{ADC_Start(); // 启动ADCdelay(10); // 延时一段时间，等待ADC转换完成if (ADC_PORT & 0x01) // 判断数据寄存器最高位是否为1{dat = (0x01 << i); // 将数据寄存器中的数据写入到结果变量中}ADC_PORT = (ADC_PORT >> 1) & 0x7F; // 将数据寄存器左移一位，准备读取下一位数据}return dat; // 返回转换结果}void main() // 主函数{while (1) // 循环读取ADC转换结果并输出到串口{unsigned char dat = ADC_Read(); // 读取ADC转换结果// 在此处添加串口发送代码，将dat发送到串口}}```在上述代码中，首先定义了ADC的输入端口为P1口，然后定义了两个函数：`ADC_Start()`用于启动ADC，`ADC_Read()`用于读取ADC转换结果。

目录摘要 (I)1 设计软件基础知识 (1)1.1 C编译器Keil介绍 (1)1.2 51单片机相关知识 (1)1.3 ADC0809简介 (1)2 多通道数据采集系统设计 (4)2.1 单片机电路 (4)2.2 ADC采样电路 (4)2.3显示模块 (5)2.4总原理图 (6)3 软件设计 (7)3.1 系统总流程图 (7)3.2 程序代码 (7)4 实验记录与结果分析 (13)4.1 仿真基本流程 (13)4.2 仿真结果 (14)4.3 结果分析 (15)5 心得体会 (16)参考文献 (17)1 设计软件基础知识1.1 C编译器Keil介绍Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。

Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。

Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。

在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

KeilSoftware公司推出的uVision4是一款可用于多种8051MCU的集成开发环境(IDE)，该IDE同时也是PK51及其它开发套件的一个重要组件。

除增加了源代码、功能导航器、模板编辑以及改进的搜索功能外，uVision3还提供了一个配置向导功能，加速了启动代码和配置文件的生成。

此外其内置的仿真器可模拟目标MCU，包括指令集、片上外围设备及外部信号等。

uVision3提供逻辑分析器，可监控基于MCUI/O引脚和外设状态变化下的程序变量。

uVision4提供对多种最新的8051类微处理器的支持，包括AnalogDevices的ADuC83x和ADuC84x，以及Infineon的XC866等。

单片机原理及应用实验指导书孙立红编黄涛审武汉理工大学教材中心2012年7月实验一、熟悉软件开发环境及51单片机资源认识——I/O口的应用与编程计算机的应用是一个系统，这个系统应由两部分组成――硬件和软件。

硬件是指具体的元器件、电路等，软件则是指程序和数据。

如果説硬件是计算机应用系统的基础的话，那么软件则是计算机应用系统的灵魂。

计算机原理告诉我们程序和数据是被“装载”在计算机存储器中的，从某种意义上讲，认识一个计算机的存储器系统是开发软件所必须的。

为了全面认识51系列单片机的存储空间，实验一与实验二列出四个实训单元。

在进行完四个实训单元后，要求学生应全面了解51系列单片机的程序存储器（ROM）、片内随机存储器（片内RAM）和片外随机存储器（片外RAM）空间的范围、用途和使用方法等。

1.1认识51系列单片机的程序存储器（ROM）第一部分教学要求一、实验目的：1.认识51系列单片机的程序存储器（ROM）的空间范围；2.认识汇编指令编码在ROM中存储形式；3.掌握指令编码和指令编码所在地址的概念；4.了解51系列单片机的程序存储器（ROM）固定地址的用途。

二、实训平台1.PC机，台/人；2.伟福V3.2版仿真软件或其它51系列单片机仿真软件三、实验报告内容：（注：成绩评定等级：优、良、中、及格、不及格）第二部分教学内容一、预备知识1.ROM存储器ROM(Real Only Memory)即只读存储器之意，其特点是在计算机正常运行的情况下CPU 对ROM存储器只能进行读操作且断电后信息不会丢失，通常用来存储固定不变的程序和数据，如引导程序、基本输入输出系统程序等。

ROM按其性能可分为以下几类：(1)掩模工艺ROM它是由芯片制造厂根据ROM要求存储的信息，制造成固定的半导体掩模版生产的。

一旦制出成品后，其存储的信息只能读出，不能改变。

这种ROM适用于存储固定不变的程序和数据，批量生产时，成本较低。

(2)可一次编程PROM允许用户对ROM进行一次编程。