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一、单片机的内部结构AT89S51单片机兼容标准8051的指令系统及引脚。
下面以AT89S51单片机为例，简要介绍51系列单片机的内部结构。
通常，单片机片内含CPU、ROM、RAM、并行I/O口、定时器/计数器、中断控制系统、时钟电路、系统总线等。
1.中央处理器（CPU）中央处理器是AT89S51单片机的核心，完成运算和控制功能。
其CPU能处理8位二进制数或代码。
2.程序存储器程序存储器用于存放用户编写的程序、原始数据或表格，分为片内程序存储器和片外程序存储器。
AT89S51采用片内、片外统一编址的64kB（0000H~FFFFH）程序存储器地址空间。
片内有4kB Flash Memery.地址范围为0000H~OFFFH.既可在线编程（ISP），也可以用传统方法进行编程。
采用汇编语言或C语言编写的源程序，必须通过编译软件（如Keil C51）把编译生成二进制代码，即机器码。
用户编写的程序、原始数据、表格等，都是以二进制的形式存放在程序存储器中的。
计算机的工作，就是按照事先编好的程序从0000H地址单元一条条地循序执行的。
当AT89S51（31）脚EA接高电平时，从片内ROM 中的0000H地址单元开始执行程序。
当AT89S51（31）脚EA接低电平时，片内ROM不起作用，CPU只能从片外ROM 中取指令。
内部ROM 0000H~002AH共43个单元。
被分为六段，作为程序运行的入口地址使用。
其中：0000H~0002H 为复位后或初始化引导程序地址区；0003H~000AH 外部中断0中断入口地址区；000BH~001 2H 定时器/计数器0中断入口地址区；001 3H~001 AH 外部中断1中断入口地址区；001 BH~0022H 定时器/计数器1中断入口地址区；0023H ~ 002AH 串行中断入口地址区。
通常，我们编写程序时不得占用上述中断程序入口地址单元，即0003H~002AH单元。
51单片机课程设计报告——基于8155的8LED显示电子码表设计一、实验目的本次课程设计是基于51单片机在理论课程的基础上，通过电路设计、理论计算、实际编程、调试、测试、分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正常工作。
学习在理论课程的基础上，重点培养动手能力，通过电路设计、理论计算、实际编程、调试、测试、分析查找故障，解决在实际设计中的问题。
学习Proteus软件的MCS51单片机仿真。
学习和完成的任务：1.实验板的原理图结构研究2.51单片机的编程技术二、实验设备（1）计算机一台（2）Proteus软件平台（3）Medwin软件平台三、实验内容电子码表类：基于8155的8LED显示电子码表设计基本要求：1 设计秒表功能，精度为0。
01秒。
2 可同时记录和存储10个秒表数据。
（连续记录并显示已存储记录数）3 秒表记录数据查询和清除功能。
发挥部分：1 可根据速度误差用D/A转换器输出DC信号。
2 可设定速度偏差范围，当超范围时通过蜂鸣器能发出提示音。
3 有静音功能动态显示格式：自定四、实验原理本次课程设计是在理论课程的基础上，目的在于培养我们的动手能力，通过电路设计、理论计算、实际编程、调试、测试、分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正常工作，并可能结合实际的实验板进行下载测试。
在此基础上根据实验大纲的要求，按“51单片机课程设计选题表”每人一题（随机分配），实现其功能。
单片机微型计算机简称单片机，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控制设计要求设计的，特别适用于工业控制及其数据处理场合，因此，确切的称谓是微控制器，单片机只是习惯称呼。
课程设计实验报告实验题目：基于8155的8LED显示串口通信机设计学院：通信与信息工程专业：学号：姓名：指导老师：第一部分实验目的及要求1.实验目的本课程设计是在理论课程的基础上，重点培养学生的动手能力，通过理论计算、实际编程、调试、测试、分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正常工作，为下一部结合实际的硬件系统设计准备条件。
2.实验基本要求：1设计一串口通信程序，波特率9600，通过RS232串口自环。
自动循环发送数据串（设计在程序中），接收并存储和显示该数据串。
2数据串单次发送由按键启动，接收端显示数据串和数据串数、正确接收数和错误数。
3数据串选择发送（预存10种数据串），通过按键选择发送，接收、存储并按序显示。
根据提供的参考工程，在proteus平台自己重新画出实验所需要的电气原理图，并在此基础上编写相对应的程序，实现其功能，学习proteus软件的使用，其中包括原理图器件的选取、原理图的电气连接、程序的编写编译以及运行，并能查出其错误等。
第二部分实验工具及实验器件1.Proteus 7.5以及Keil 4软件的使用Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。
实验八、8155可编程并行I/O扩展接口实验一、实验目的1．熟悉8155并行接口芯片的基本工作原理及应用2．掌握单片机与8155的接口电路设计和编程二、实验设备1．仿真器2．8155可编程并行I/O扩展接口模块3．单片机最小系统模块4．数码管动态扫描显示模块5．矩阵式键盘模块三、实验要求连接单片机最小系统、8155扩展接口实验模块、数码管动态扫描显示模块、矩阵式键盘模块，要求在键盘按下时，8位LED动态显示器上最低位显示相应的字符，以前的各位字符向高位推进1位。
四、实验原理8155芯片内包含有256字节RAM，2个8位、1个6位的可编程并行I/O口，和1个14位定时器/计数器。
由于8155既具有RAM又具有I/O口，因而是单片机系统中最常用的外围接口芯片之一。
４．1引脚说明8155共40个引脚，采用了双列直插的封装，主要引脚功能如下：◆AD7—AD0：地址数据总线；单片机和8155之间的地址、数据、命令、状态信息都是通过它来传送的。
◆CE：片选信号线，低电平有效。
◆RD：存储器读信号线，低电平有效。
◆WR：存储器写信号线，低电平有效。
◆ALE：地址及片选信号锁存信号线，高电平有效。
在下降沿时将地址及片选信号锁存到器件中。
◆IO/M：IO接口与存储器选择信号线，高电平选择I/O，低电平选择存储器。
◆PA7—PA0：A口输出/输入线。
◆PB7—PB0：B口输出/输入线。
◆PC5—PC0：C口输出/输入或控制信号线，用作控制信号时其功能如下：◆PC0：A INTR（A口中断信号线）◆PC1：A BF（A口缓冲器满信号线）◆PC2：ASTB（A 口选通线）◆PC3：B INTR（B口中断信号线）图8-1 8155引脚与逻辑图◆PC4：B BF（B口缓冲器满信号线）◆PC5：BSTB（B 口选通线）表8-1 地址与寄存器映射◆TIMER OUT：定时器/计数器输出端；◆RESET：复位信号线。
◆8155引脚与逻辑如图8-1所示。
目录第一章引言 (1)第二章方案选择及总体设计 (3)2.1 方案确定 (3)2.1.1 功能要求 (3)2.1.2 方案确定 (3)2.2 器件选择 (3)第三章控制系统硬件设计 (4)3.1 整体模块设计 (4)3.2 单片机最小系统设计 (4)3.2.1 晶振电路设计 (4)3.2.2 复位电路设计 (5)3.3 驱动电路设计 (6)3.4 LED点阵显示设计 (7)第四章控制系统软件设计 (10)4.1 软件设计思想 (10)4.2 主程序流程图 (11)第五章系统仿真及性能分析 (12)5.1 软件系统仿真 (12)5.2 硬件仿真结果分析 (12)第六章总结致谢 (15)第七章参考文献 (17)附录 (18)附录A 硬件结构图 (18)附录B 主程序清单 (18)附录C 元件清单 (22)第一章引言LED是光二极管LIGHT EMINTTING DIODE的英文缩写，是一种直接能将电能转化为可见光的半导体。
LED点阵是由发光二极管排列组成的显示器件，在日常生活中随处可见，其发光类型属于冷光源，效率及发热量是普通发光器件难以比拟的。
它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、可靠耐用、应用灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活等特点。
随着社会经济的不断进步，人们对LED显示器的认识不断加深，其应用领域越来越广。
本设计是基于AT89C5151的8×8点阵LED数码字符显示器的设计，LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。
本文讲述了基于AT89C51单片机8×8 LED数码字符显示器的基本原理、硬件组成与设计，Proteus软件仿真，程序设计等基本环节与相关技术。
LED电子显示屏具有所显内容信息量大，外形美观大方，操作使用方便灵活。
实验十一 8155 I/O 扩展实验一、实验目的1、了解8155芯片结构及接口方式2、掌握8155输入、输出的编程方法 二、实验说明1、本实验利用8155可编程并行口芯片，实现数据的输入、输出。
实验中8155的PA 口、PB 口作为输出口。
与8255比，8155具有更强的功能，因为它除能提供并行接口外还包括有256字节RAM 存储器和14PB 为八位口，PC 口为6位口。
PA 28155便，特别适合于扩展少量RAM 分引脚功能如下：(1) AD0～AD7——地址/1)8155有256字节静态RAM,输入输出数据均通过AD0～AD72）8155内部有6个寄存器：态寄存器，定时/计数器低8输出信号形式，6读出的数据均通过AD0～AD73）AD0～AD7(2) CE ——(3) WR ——(4) RD ——(5) PA0～PA7——A 口8位通用(6) PB0～PB7——B 口8位通用(7) PC0～PC5——C 口6位I/O 式下的控制信号。
(8) IO/M ——I/O 与RAM 选择信号。
8155内部I/O 口与RAM 是分开编址的，因此要使用控制信号进行区分。
IO/M=0，对RAM 进行读写；IO/M=1，对I/O 进行和计数器进行读写。
3、本实验8155的端口地址由单片机的P0口和P2.7以及P2.0决定。
控制口的地址为7F00H ；PA 口的地址为7F01H ；PB 口的地址为7F02H 。
三、实验内容及步骤本实验分两种情况来进行：(一) PA 口作为输出口。
(二) PA 口作为输出口，PB 口作为输入口。
(一)PA 口作为输出口，接八位逻辑电平显示，程序功能使发光二极管单只从右到左轮流循环点亮。
1、单片机最小应用系统的 P0口接8155的D0～D7口，8155的PA0～PA7接八位逻辑电平显示，单片机最小应用系统的P2.0、P2.7、RD 、WR 、ALE 分别接8155的IO/M 、CE 、RD 、WR 、ALE ，RESET 接上最小系统的复位电路的RESET 。
课程设计实验报告实验题目：基于8155的8LED显示串口通信机设计学院：通信与信息工程专业：学号：姓名：指导老师：第一部分实验目的及要求1.实验目的本课程设计是在理论课程的基础上，重点培养学生的动手能力，通过理论计算、实际编程、调试、测试、分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正常工作，为下一部结合实际的硬件系统设计准备条件。
2.实验基本要求：1设计一串口通信程序，波特率9600，通过RS232串口自环。
自动循环发送数据串（设计在程序中），接收并存储和显示该数据串。
2数据串单次发送由按键启动，接收端显示数据串和数据串数、正确接收数和错误数。
3数据串选择发送（预存10种数据串），通过按键选择发送，接收、存储并按序显示。
根据提供的参考工程，在proteus平台自己重新画出实验所需要的电气原理图，并在此基础上编写相对应的程序，实现其功能，学习proteus软件的使用，其中包括原理图器件的选取、原理图的电气连接、程序的编写编译以及运行，并能查出其错误等。
第二部分实验工具及实验器件1.Proteus 7.5以及Keil 4软件的使用Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。
而*.HEX文件则由Keil软件编译后生成。
Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。
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（uVi sion）将这些部分组合在一起。
运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选（目前在国内你只能买到该软件，而你买的仿真机也很可能只支持该软件），即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
有了proteus和keil软件我们就需要在这两个软件中建立我们所需要的工程进行实验，具体步骤如下：第一步：在Keil4中建立一个新的工程，命名为“软件实验”，如图2-1。
第二步：选择使用的单片机芯片，我们选择ATMEL公司生产的89C51，如图2-2。
第三步：将新创建的.c文件添加到Target 1中，如图2-3。
图2-3 这样我们就可以在keil4的环境下对单片机的程序进行编译和运行了。
2.51单片机AT89C5151单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机,后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。
目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。
51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。
需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。
当前常用的51系列单片机主要产品有：*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；89C51单片机的内部结构为：单一+5V电源供电；CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出；T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；五个中断源的中断控制系统；一对全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。
最高振荡频率为12M。
3.RS-232电平转换芯片MAX232第一部分是电荷泵电路。
由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。
功能是产生+12v 和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。
第二部分是数据转换通道。
由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。
其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。
8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。
TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT 输出。
第三部分是供电。
15脚GND、16脚VCC（+5v）。
完成连接之后的电路图如图2-4所示。
图2-411和12口分别连接51单片机的RxD（P3.0）、TxD（P3.1）。
4.三态输出的8D透明锁存器74HC37374HC373 的输出端 Q0~Q7可直接与总线相连。
当三态允许控制端 OE 为低电平时，Q0~Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。
当OE为高电平时，Q0~Q7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。
当锁存允许端 LE 为高电平时，Q随数据D而变。
当 LE为低电平时，Q被锁存在已建立的数据电平。
5.二线制I2C CMOS串行EEPROM 24C086.8155引脚以及功能。
8155是一个有40引脚的塑封芯片，功能较强，广泛的应用在计算机电路中。
它有两个8位口A、B和一个6位口C，总共可以扩展出22条接线。
它含一个可预置的计数器，计数范围从2到16383，可用于延时、计数或分频。
它内部还有256字节的RAM，可以补充CPU内存的不足。
为了能够设置芯片的工作方式和了解芯片的状态，内部还有命令寄存器和状态寄存器。
8155各引脚功能说明如下：RST：复位信号输入端，高电平有效。
复位后，3个I/O口均为输入方式。
AD0～AD7：三态的地址/数据总线。
与单片机的低8位地址/数据总线（P0口）相连。
单片机与8155之间的地址、数据、命令与状态信息都是通过这个总线口传送的。
：读选通信号，控制对8155的读操作，低电平有效。
：写选通信号，控制对8155的写操作，低电平有效。
：片选信号线，低电平有效。
IO/：8155的RAM存储器或I/O口选择线。
当IO/＝0时，则选择8155的片内RAM，AD0～AD7上地址为8155中RAM单元的地址（00H～FFH）；当IO/＝1时，选择 8155的I/O口，AD0～AD7上的地址为8155 I/O口的地址。
ALE：地址锁存信号。
8155内部设有地址锁存器，在ALE的下降沿将单片机P0口输出的低8位地址信息及，IO/的状态都锁存到8155内部锁存器。
因此，P0口输出的低8位地址信号不需外接锁存器。
PA0～PA7：8位通用I/O口，其输入、输出的流向可由程序控制。
PB0～PB7：8位通用I/O口，功能同A口。
PC0～PC5：有两个作用，既可作为通用的I/O口，也可作为PA口和PB口的控制信号线，这些可通过程序控制。
TIMER IN：定时/计数器脉冲输入端。
TIMER OUT：定时/计数器输出端。
V CC：＋5V电源。
2、8155的地址编码及工作方式在单片机应用系统中，8155是按外部数据存储器统一编址的，为16位地址，其高8位由片选线提供，＝0，选中该片。
当＝0，IO/＝0时，选中8155片内RAM，这时8155只能作片外RAM使用，其RAM 的低8位编址为00H～FFH；当＝0，IO/＝1时，选中8155的I/O口，其端口地址的低8位由AD7～AD0确定，如表6-6所示。
这时，A、B、C口的口地址低8位分别为01H、02H、03H（设地址无关位为0）。
，也可作为A口、B口在选通工作方式时的状态控制信号线。
当C口作为状态控制信号时，其每位线的作用如下：PC0：AINTR（A口中断请求线）PC1：ABF（A口缓冲器满信号）PC2：（A口选通信号）PC3：BINTR（B口中断请求线）PC4：BBF（B口缓冲器满信号）PC5：（B口选通信号）8155的I/O工作方式选择是通过对8155内部命令寄存器设定控制字实现的。
命令寄存器只能写入，不能读出，命令寄存器的格式如图6-16所示。
在ALT1～ALT4的不同方式下，A口、B口及C口的各位工作方式如下：ALT1：A口，B口为基本输入/输出，C口为输入方式。
ALT2：A口，B口为基本输入/输出，C口为输出方式。
ALT3：A口为选通输入/输出，B口为基本输入/输出。
PC0为AINTR，PC1为ABF，PC2为，PC3～PC5为输出。
ALT4：A口、B口为选通输入/输出。
PC0为AINTR，PC1为ABF，PC2为，PC3为BINTR，PC4为BBF，PC5为。
7.LED液晶显示器件7seg-mpx8-ca7SEG-MPX8-CA八个共阳二极管显示器12345678是阳公共端图三LED液晶显示器件7seg-mpx8-ca数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。
（1）静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。
静态驱动是指每个数码管的每一个段码都有个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。
