基于51单片机设计案例

基于51单片机设计案例（共10篇）

基于51单片机设计案例 篇1

项目三C51程序设计语言基础任务1C51程序的识读1.C51程序结构例3-1P_test

/*********************//注释，还可用//注释掉一行Filename:P_test.c

Chipname:STC89C51RCClockfrequency:1.20MHz***********************/#include“reg52.h”//预处理命令，文件包含预处理命令，后缀名都是.h，标准的MCS-51单片机头文件为”reg51.h”,STC89系列单片机头文件为”reg52.h”#defineunitunsignedint//宏定义预处理命令sbitBZ=P3`7;sbitkey=P1`0;voiddelay(unitms){

uniti;

while(ms--){

for(i=0;i<120;i++);}}

voidmain(void){

while(1)

{

if(key==0)

{

BZ=0x0;delayms(10);BZ=0x1;delayms(50);P0=0xFF;}else{

P0=~P0;

delayms(500);}}}

2.C51的数据类型

C51的数据类型

构造类型

位变量型bit字符型无符号字符型unsignedchar

有符号字符型signedchar

整数型无符号整数型unsignedint

有符号整数型signedint

长整数型无符号长整数型unsignedlongint

有符号长整数型signedlongint

实数型（浮点型）单精度浮点型float

双精度浮点型double

数组类型array结构体类型struct共用体union枚举enum

表3-1类型

指针类型空类型(void)

C51基本数据类型的长度和值域

长度/bit18816163232323224

单字节单字节双字节双字节四字节四字节四字节四字节三字节长度/byte

范围0,10-255-128-1270-65536-32768-32767

位变量型bit

无符号字符型unsignedchar有符号字符型signedchar无符号整数型unsignedint有符号整数型signedint

无符号长整数型unsignedlongint有符号长整数型signedlongint单精度浮点型float双精度浮点型double一般指针类型

3.C51的标识符和关键字

标识符是由字母、数字和下划线组成的字符串，第一个字符必须是字母或下划线，不超过32个字符。

表3-2C51中的关键字关键字autobdatabreakbitcasechar

用途

存储种类声明存储器类型说明程序语句位变量语句程序语句数据类型的声明

说明

用来声明局部变量

可位寻址的内部数据存储器退出最内层循环体

位变量的值是1（true）或0（flase）switch语句中的选择项单字节整数型或字符型数据

关键字codeconstcontinuedatadefaultdodoubleelseenumexternfloatforgotoidataifintinterruptlongpdataregisterreentrantreturnsbitshortsignedsizeofSfrSfr16staticstructswitchtypedefunionunsignedusingvoidvolatilewhilexdata

用途

存储器类型声明存储类型说明程序语句存储器类型说明程序语句程序语句数据类型说明程序语句数据类型说明存储类型说明数据类型说明程序语句程序语句存储器类型说明程序语句数据类型说明中断声明数据类型说明存储器类型说明存储类型说明再入函数说明程序语句位变量声明数据类型说明数据类型说明运算符

特殊功能寄存器声明特殊功能寄存器声明存储类型说明数据类型说明程序语句数据类型说明数据类型说明数据类型说明寄存器组定义数据类型说明数据类型说明程序语句存储器类型说明

说明程序存储器

在程序执行过程中不可修改的变量值退出本次循环，转向下一次循环直接寻址的内部数据存储器Switch语句中的失败选择项构成do...while循环结构双精度浮点数构成if...else选择结构枚举

在其他程序模块中声明了的全局变量单精度浮点型构成for循环结构构成goto循环结构间接寻址的内部数据存储器构成do...while循环结构基本整数型定义一个中断函数长整数型

分页寻址的内部数据存储器使用CPU内部的`寄存器变量定义一个再入函数函数返回

声明一个可位寻址的变量短整数型

有符号数，二进制的最高位位符号位计算表达式或数据类型的字节数声明一个特殊功能寄存器声明一个16位的特殊功能寄存器静态变量结构类型数据构成switch选择语句重新进行数据类型定义联合数据类型无符号数据

定义芯片的工作寄存器无符号数据

声明该变量在程序执行中可被隐含改变构成while和do...while循环语句外部数据存储器

4.C51的常量和变量1）常量

常量就是在程序运行过程中，其值不能改变的数据，包括整型常量、字符常量、字符串常量、实数常量、位标量等。

(1）整型常量：可以用二进制、八进制、十进制、十六进制表示。

无符号整数常量在一个数字后面加上“u”或“U”表示。长整数型常量在后面加上“l”或“L”，无符号长整数型常量在数字后面加上“ul”或“UL”，实数型常量在后面加“f”或“F”。

（2）字符常量：单引号内的字符，不可以显示的控制字符在前加“”组成专用转义字符。（3）字符串常量：双引号内的字符，当双引号内没有字符时是空字符串。在C语言中，字符串常量是作为字符类型数组来处理的，在存储字符串时，系统在字符串尾部加上转义字符“o”，作为该字符串的结束符。

（4）实数常量：有十进制和指数两种表示形式。指数表示的实数为“[±]数字[.数字]e[±]数字”，[]中的内容为可选项

（5）位标量：位标量的值是一个二进制数。2）变量

变量就是在程序运行过程中，其值可以被改变的数据。必须先用标识符作为变量名，并指出所用的数据类型和存储模式，这样编译系统才能为变量分配相应的存储空间。定义变量的格式：[<存储模式>]<类型定义>[存储器类型]<标识符>；类型定义和标识符是必要的。存储模式有四种，自动（auto）、外部（extern）、静态（static）和寄存器（register），默认类型为自动（auto）。

表3-3C51存储类型与MCS-51单片机存储空间的对应关系及其大小存储类型databdataidatapdataxdatacode

与存储空间的对应关系

直接寻址片内数据存储区，访问速度快（128B）

可位寻址片内数据存储区，允许位与字节混合访问（16B）

间接寻址片内数据存储区，可访问片内全部RAM地址空间（256B）

分页寻址片外数据存储区，由MOVX@Ri访问

寻址片外数据存储区（64KB），由MOVX@DPTR访问

寻址代码存储区（64KB），由MOVC@DPTR访问

长度/bit88881616

长度/byte111122

存储范围0-2550-2550-2550-2550-655350-65535

如果在变量定义时省略了存储类型标识符，则编译器会自动选择默认的存储类型。默认的存储类型进一步由SMALL、COMPACT、和LARGE存储模式指令限制。

存储模式决定了变量的默认存储类型、参数传递区和无明确存储类型说明变量的存储类型。在SMALL模式下，参数传递是在片内数据存储区中完成的。

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基于51单片机设计案例 篇2

关键词：MCSC51开发板,EDA,记忆存储,下载,调试

0 引言

51单片机技术自发展以来已走过了近20年的发展路程。单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势，小到电子遥控玩具，大到航空航天技术等电子行业都有单片机应用的影子。针对51单片机技术在电子行业自动化方面的重要应用，为满足广大学生、爱好者、产品开发者迅速学会掌握单片机这门技术，于是产生51单片机开发板。[1]

1 方案设计

1.1 整体设计思路

本开发板在以C51单片机为核心控制器的基础上，对外围电路进行了设计，包括复位电路、时钟电路、显示电路、声光报警电路、记忆存储电路、下载电路等，主要实现了程序下载和调试功能，它可以将汇编语言和C语言程序通过计算机的并口(25针口)直接下载到各个芯片中，也可以用于C51单片机、EDA内部程序和简单的数字电路的调试观察，在调试过程中可以利用发光二极管观察程序输出状态，并且还可以用开关和按钮作为状态输入来调试程序。另外，电路中还具有声光报警、继电器、记忆储存等其他功能，记忆储存可将脚本程序下存放到存储模块里，运用起来就比较简单，并且系统中还提供扩展插槽。系统方框图如图1所示。[5]

1.2 方案论证

1.2.1 下载线接口方式选择

方案一：从ALTERA下载线的接口直接与AT89S52、EPM3064ALC44和EPM7128ALC84的下载引脚上，但考虑的信号可能会干扰。

方案二：采用总线分支用跳线帽或拨段开关来选择，这样可以避免信号干扰和失真。

1.2.2 电源

方案一：变压器变压整流但这不仅体积大而且也很重，也不方便携带。

方案二：采用平常生活中比较经常遇到的电源，如USB电源、电池等。

1.2.3 显示功能方案

方案一：采用74LS138和74LS248分别驱动4个七段码共阴极LED来显示，这样占用的I/O端口少，但显示的字符有限。

方案二：采用分立元件加上拉电阻，不仅可以显示七段译码器的字符，还可以显示h(点)等其他的字符。

1.2.4 电位指示的选择

方案一：电压表精确度比较高显示直观，同时设计也比较复杂。

方案二：逻辑电笔工作原理简单，体积小，并且该系统中大部分都是数字信号状态明显，所以采用逻辑电笔观察各点的电位更为直观。因此该系统采用逻辑电笔。[2]

2 硬件设计

2.1 电源模块

电源采用多种输入模式，有USB、排针等，电路中的排针和另一个接口5V和9V都可以使用，是通过J14用跳线帽进行转换，如果输入为5V则跳线帽接1、2两脚，若输入为9V则接2、3两脚，再通过IC11 7805集成稳压芯片进行转变为5V，经过开关后面的J13和J13X是备用电源。L12和C112-C117组成高频滤波提供EPM7128ALC84工作，另一路先经过IC12、RP11、RES2和C14降为3.3V，然后再用L11、C15-C18高频率波后提供给EPM3064ALC44工作。电源电路设计原理图，如图2所示。[6]

2.2 七段码LED模块

电路采用分立元件和上拉电阻作为驱动，方便更多的字符的编辑。比如A、b、C、d、E、F和点的显示。七段码LED显示电路原理图，如图3所示。

2.3 MCS C51、EDA最小系统[5]

MCSC51、EDA最小系统的主要组成部分是复位电路、时钟电路、电源电路和单片机，详细介绍见单片机教科书。电路原理图如图4-6所示：

2.4 输入模块

按钮主要作状态输入、点动信号和BCD码输入等功能。电路原理图，如图7所示。[7]

2.5 逻辑电笔

逻辑电笔主要应用在数字电路里，用来检测某点电压的高低，当电压为高电平时三极管Q71导通，则此时发光二极管LED71亮起，反之，Q72导通LED72亮起。电路原理图如下

2.6 下载模块

下载模块分为两部分，第一部分altera下载线，在市场上都可以买到它，如果想自己做的话可以参考图9。第二部分就是下载线接口(如图10)采用总线分支接法，设计时用两排接口是为了更方便使用，既可以用跳线帽又可以用拨段开关来作芯片下载的选择方式。

2.7 发光二极管模块

发光二极管可以用来做BCD码显示，但它主要的作用就是用来作指示用。

2.8 其他模块

扬声器主要用来做声信号指示和报警作用，但接口J82的2脚有信号是Q82导通则扬声器L81就发声。继电器控制电路主要作用低电压控制高电压或信号隔离，其工作原理与扬声器一样。

2.9 记忆存储模块

如图13所示，电路提供I2C总线E2PROM(AT24C01)和串行EEPROM(AT93C66)模式存储。

3 硬件调试和软件调试

3.1 AT89S 52调试

AT89S52系统调试：首先在HK-51仿真开发系统里编程如图14，然后将它编译成.EXE文件。再运用ISPlay，将事先编译好的.EXE文件打开(要记得编译的途径)，然后点击“写”将.EXE文件下载到AT89S52里,这样就可以编译成功了。但是需注意，第一次下载时要设置下载配置文件，首先点击程序设置，可以看到“下载配置文件”一栏，在浏览选项里找到isplaypin_configAltera_BYTEBLAST.ini文件，如果记不清文件具体文字可以用文件夹里的搜索。

3.2 EP M3064ALC44调试

先打开Quartus II软件，在菜单上选择File/New project...，选择你要保存的路径，继续点击Next直到芯片选择,然后先在Family栏选择“MAX300A”，继续在Available devices里选择EPM3064ALC44-10，最后点击Finish，工程文件夹新建完成。接下来是新建原理图文件或文本文件，点击File/New project wizard...,编辑程序以及原理图，然后将其编译生成.pof和.sof文件。再点击Tools/Progrmmer出现一界面，在此界面菜单上查看Hardware Serup...的选项是否为No Handware，如果是则点击Hardware Serup...添加即可。最后点击Start进行编程下载,下载时会有提示是否有错误(错误为红色字体)，如果出错则双击红色字体，修改错误，直到没有错误为止。

4 结论

51单片机开发板也称51单片机实验板、51单片机学习板,是用于学习51型号的单片机的实验及学习器件，它将51单片机常用的外围(比如流水灯、数码管、EEPROM、时钟、继电器等)集成在一小块电路板上，可以直接插在PC机上面，便于携带和学习，另外一些中小型项目也可以直接在此板上面进行二次开发，开发完成后即可以在此基础上重新画图做板，极大地缩短了公司的开发周期，节省硬件成本。本开发板在以C51单片机为核心控制器的基础上，对外围电路进行了设计，包括复位电路、时钟电路、显示电路、声光报警电路、记忆存储电路、下载电路等，主要实现了程序下载和调试功能，可以用于各类通用实验、软硬件测试和51单片机的学习，具有操作简单、性价比高和可靠性高特点，因此具有一定的实用价值和现实意义。

参考文献

[1]代芬,王卫星.单片机综合实验开发板[J].实验室研究与探索,2010(8).

[2]黄智伟.基于S51单片机开发板设计.西安邮电学院[D],2010(1).

[3]侯振鹏.嵌入式C语言程序设计--使用MCS-51[M].人民邮电出版社,2006(07).

[4]谭浩强.C程序设计[M].清华大学出版社,1799.

[5]张洪润,张亚凡.单片机原理及应用[M].清华大学出版社,2005.

[6]肖洪兵,胡辉,郭速学.跟我学用单片机[M].北京航空航天大学出版社,1994.

基于51单片机设计案例 篇3

关键词：51单片机 LCD12864 程序设计

0 引言

液晶显示器根据显示方式可分为：段位式、字符式和点阵式LCD，其中段位式与字符式只能显示数字与字符。而点阵式LCD不仅能显示数字与字符，还能显示各种图形、曲线及汉字等。本文研究的TG12864B是能显示曲线、图形及汉字的点阵式LCD。

1 TG12864介绍

TG12864是一款无字库的图形点阵显示器，其屏幕由64行×128列点阵组成，可以显示16点阵的4行×8列（32个）汉字、8点阵的8行×8列（64个）字母和128×64全屏幕点阵图形。

1.1 TG12864B内部功能器件介绍

在使用TG12864B前须了解其相关功能器件，如下所示：①指令寄存器（IR）：用于寄存指令码。②数据寄存器（DR）：用于寄存数据的。DR和显示数据存储器DDRAM（见表1）之间的数据传输是模块内部自动执行的。③显示数据RAM（DDRAM）：DDRAM是存储图形显示数据的。数据为1表示显示选择，数据为0表示显示非选择。DDRAM与地址和显示位置的关系见DDRAM地址表。④XY地址计数器。XY地址计数器是一个9位计数器。高3位是X地址计数器，低6位为Y地址计数器，XY地址计数器实际上是作为DDRAM的地址指针，X地址计数器为DDRAM的页指针，Y地址计数器为DDRAM的Y地址指针。X地址计数器是没有记数功能的，只能用指令设置。Y地址计数器具有循环记数功能，各显示数据写入后，Y地址自动加1，Y地址指针从0到63。

1.2 TG12864的控制指令

①开关显示：开显示，指令码为0X3F；关显示，指令码为0X3E。②设置Y地址：0x40～0x4f，其中0x40为第0列列地址，0x4f为第63列列地址。③设置X页地址：模块有64行，其中8行为一页，即有8页，A2～A0表示0～7页：如，当A2～A0为000时表示第0页，为111是表示第7页。页地址分别是0XB8～0XBF。④显示开始线：该指令中A5～A0为显示起始行的地址，它规定了显示屏起始行所对应的显示存储器的行地址。通过修改显示其实行寄存器的内容，可以实现显示屏向上或向下滚动。⑤读状态：BF：判断忙信号标志位。BF=1表示液晶屏正在处理MCU发过来的指令或者数据，此时接口电路被挂起，不能接受除读操作以外的任何操作，BF=0表示液晶屏接口控制电路处于空闲状态，可以接受外部数据和指令。

2 电路设计

图1 TG12864显示线路图

图1为AT89S51控制12864LCD线路图，图中DB0～DB7为TG12864的数据线，单片机通过该端口给TG12864写命令或读写数据；RS为寄存器与显示内存操作选择管脚，单片机通过P3.7脚与之连接，当RS脚为高电平时，对液晶显示器的数据寄存器进行读或写操作；当RS脚为低电平时，对命令寄存器进行操作；RW为读写控制脚，与单片机P3.6脚连接，当RW脚为高电平时，准备对液晶显示器执行读操作，低电平时执行写操作；E脚为使能端，与P3.5脚连接，下降沿有效；CS1为高电平是选择芯片（右半屏）信号，CS2为高电平时选择芯片（左半屏）信号；RST复位脚，低电平复位。

3 LCD12864的驱动程序设计

LCD12864驱动程序的编程要想让LCD12864显示出需要的内容，就得严格按照LCD12864的工作时序来进行编程。驱动LCD12864显示程序含有以下几个子程序：

sbit di=P3^7；//高电平写数据，低电平写命令

sbit rw=P3^6；//高电平读操作，低电平写操作

sbit e=P3^5；//读写使能端，下降沿有效

sbit cs1=P3^4；//定义P3.4为左半屏片选信号

sbit cs2=P3^3；//定义P3.3为右半屏片选信号

sbit rst=P3^2；//TG12864复位信号

sbit bf=P2^7；//检测LCD忙引脚

sbit res=P2^4；//检测是否处于复位状态，高电平处于复位，低电平正常。

define dataport P0 //定义P0口为LCD数据总线，用于传输指令命令和显示数据。

3.1 忙检测子程序

void check_busy（void）

{

dataport=0xff；

di=0；

rw=1；

delay（1）；

e=1；

while（bf||res==1）；

e=0；

}

3.2 写命令或数据子程序

void write（ char dat_comm，char content）

{

Chk_busy；

di=dat_comm；//dat_comm为高电平写数据，低电平写命令

rw=0；

dataport=content；

e=1；

delay（1）；

e=0；

}

3.3 初始化子程序

void init_lcd（void）

{

rst=0；

delay（50）；

rst=1；

cs1=1；cs2=1；/左右半屏选中

write（comm，0x3e）；//关显示

write（comm，0x3f）；//开显示

}

4 总结

本文对TG12864B用通俗易懂的语言进行了简单的介绍，并对TG12864B的驱动程序进行了简单的设计，使读者能初步了解12864LCD的简单应用。要想熟练的掌握TG12864B，还需要不断的实践，不断的摸索，熟悉编程语言，不断提高TG12864B的编程技巧，使程序得到最大程度的优化。

参考文献：

[1]朱华光.浅议LCD1602的编程技巧[J].电脑知识与技术，

2010.6.

[2]林嘉.基于89S52的LCD1602程序设计[J].电脑知识与技术，2012.8.

[3]田开坤.基于LCD12864显示器的数字示波器设计[J].电子制作，2010.5.

基于51单片机设计案例 篇4

2011-10-15 14:08:20

来源:互联网

关键字：51单片机 电子广告牌

0 引 言

现在城市中用于装点各种建筑物的绚丽色彩依旧是霓虹灯．但是霓虹灯具有发热量大，亮度较小，色彩较暗，价格较贵且耗电量较大等缺点已经不作为现在装饰的主要选择对象。点阵屏具有价格便宜，可视度远，亮度高，耗能较低，体积较小，且可以根据实际情况由几块小的点阵屏组合成较大面积的点阵块等优点。在此主要介绍以AT89S51为控制芯片，用8×8的点阵屏4块来级联实现16×16的点阵屏，从而用于广告牌显示等。系统设计方案

鉴于所设计的点阵屏为16×16单色显示，可以用8×8的点阵屏4块来级联实现，此时点阵屏的行列各为16管脚，需要扩展口，采用74LS164串行输入并行输出来实现。整个系统以AT89S51为控制芯片，P0／P2口为行控制，P3口为芯片74LS164的输入，且2片74LS164级联后为列控制，通过软件程序调用不同的代码来显示字符或文字。元器件介绍

2．1 AT89S51单片机简介

AT89S51拥有4 KB的可编程的闪存(FLASHProgrammahle AND Erasable Read Only Memory)。片上的闪存允许在系统内再编程，在系统开发时可以十分容易地进行程序修改，即使程序错误也不会成为废品。由于在单片机集成电路上包括用8位CPU和闪存，AT89S51成为强大的控制器，它为很多嵌入式系统提供一种高效灵活的解决方案。基于以上理由，选择了AT89S51。

2．2 74LS164芯片简介

在单片机系统中，如果并行口的I／O资源不够，而串行口又没有其他的作用，那么可以用74LS164来扩展并行I／O口，节约单片机资源。74LS164是一个串行输入／并行输出的移位寄存器，并带有清除端。硬件设计

图1电路为1块8×8点阵显示电路连接图。

(1)把“单片机系统”区域中的P1端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“DR1～DR8”端口上；

(2)把“单片机系统”区域中的P3端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“DC1～DC8”端口上；如果要显示大的图像可多个点阵拼在一起，将点阵的行和行相串联，列和列相串联，用741S164控制单个行即可。部分源代码

部分源代码如下：

SEND： MOV A，R1 ；送表首地址

ACALL TAB1 ；查列表

5结 语

在此研究了用AT89S51为控制芯片，用8×8的点阵屏来实现广告字的滚动显示，对环保、节能有重大意义。

基于51单片机设计案例 篇5

基于STC89C51单片机的红外遥控智能家居系统设计

作者：姜楠

来源：《现代电子技术》2012年第24期

摘要：STC89C51单片机的红外遥控智能家居系统是由STC89C51单片机、继电器驱动模块、红外线接收模块、电源管理模块等组成。在该系统中，单片机通过接收遥控器发来的指令，实现继电器开关的状态转换来控制与继电器连接的电源插座的打开与关闭。测试结果证明，该系统能够经济、有效、方便地实现普通家庭中远距离控制家用电器电源状态的转换。关键词：STC89C51； 继电器驱动模块； 红外信号接收模块； 红外遥控智能家居系统

基于51单片机设计案例 篇6

学 号：

班 级：

XX级电子信息工程专业本科班 学 院：

计算机电子信息工程学院 时 间：

2010年X月X日——X月X日 指导教师：

目录 一．前言 2 二．单片机及各模块简介 2 1.总体设计方案 2 2.硬件模块简介 3 2.1 S51单片机主控制模块 3 2.2 键盘模块 4 2.3 DS1302时钟模块 4 2.4 串口通信模块 5 2.5 LED数码管显示和流水灯模块 5 2.6下载线模块 6 2.7 蜂鸣器模块 6 2.8 其他模块 7 三．开发板（串口通信模块）设计原理介绍 7 1．实验项目要求 7 1.1元器件功能介绍 7 1.2串口通信原理 8 2．原理图的绘制 10 2．1串口通信模块仿真电路设计 10 3．程序的编写 11 3.1 keil操作过程 11 3.2程序框图 12 3.3USB模块电路原理图的绘制 12 四．印刷板的焊接及流程 14 焊接流程 14 五．调试及遭遇的问题解决方法 14 1．调试 14 1.1程序下载 14 1.2开发板调试 15 2．问题解决 15 六．总结体会 15 附录： 串口通信C语言源程序 16 一．前言近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。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软硬件结合，加以完善。

本次实训的主要目的就是为了学习单片机的基本理论知识，进而进行单片机的开发、实践和扩展，以更好的运用到实际的软硬件开发中去。此次单片机的实训目的如下：

（1）掌握单片机的相关理论知识。

学习单片机相关寄存器的配置，单片机内部结构及特点，存储器组织及外部接口，中断及串口功能，功能寄存器的相关配置，确定软硬件设计总体方案；

（2）掌握硬件设计和软件设计的基本知识，学会使用基本的设计软件，依据总体的设计方案对单片机进行软硬件开发。

在Protel中对单片机的各个功能模块进行外部电路的设计，在实现各个模块的功能的前提下充分合理利用单片机的内部资源和外围接口，以求最大限度的发挥单片机的功能。

学会使用Keil C进行编辑、编译及仿真调试，实现对单片机进行C语言开发。

以Proteus为平台，对单片机外围各个功能模块进行软件仿真验证功能。

（3）开发板板上资源的硬件实现及下载器的制作。

对软硬件设计仿真验证功能无误后，将Protel绘制的PCB进行加工、焊接元器件，制作出S51开发板及下载器。

二．单片机及各模块简介 1.总体设计方案 本开发板共分为十个模块，分别是：S51单片机主控制器模块、键盘模块、DS1302时钟模块、数码管模块、LCDCPS364BR模块、ARK点阵模块、下载器模块、流水灯模块、蜂鸣器模块、电源模块。其中以S51单片机作为核心控制器；

键盘模块用来向单片机输入特定编码的信息；

DS1302时钟模块用来实现实时时钟；

数码管模块用来显示简单的数字、字母；

LCD模块用来显示字母、数字、符号；

点阵模块用来显示图像、符号、汉字；

下载器模块用来实现S51单片机的ISP在线编程；

流水灯模块用来显示单片机I/O口电平的变化；

蜂鸣器模块用来发出声音。总体硬件电路如下图1所示：

图1 总体硬件电路 2.硬件模块简介 2.1 S51单片机主控制模块 S51单片机最小系统包括：MCU、复位电路、晶振电路。S51系列单片机内部具有128字节RAM、5个中断源、32条I/O口线、2个16位定时器、4KB的程序存储器、一个全双工异步串行口,具有ISP在线编程功能，该单片机不需要烧写器，可在开发板上ISP在线编程，S51单片机除兼容C51单片机外，还具有工作频率0至33MHz的高工作频率。

原理图如图2所示：

图2 主控制模块 2.2 键盘模块 按键模块，通过外部中断INT1实现按键功能，并通过软件编程识别按键K0---K3四个按键，进而实现相关功能，例如数码管显示字符数字的加减，LED灯速度的变换等。原理图如图3所示：

2.3 DS1302时钟模块 DS1302 的引脚如图4所示：

图3 按键模块 图4 DS1302引脚图 Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2高于Vcc1 + 0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2低于Vcc1时，DS1302由Vcc1 供电。X1、X2为振荡源，外接32.768 kHz晶振。I/O为串行数据输入/输出端(双向)，SCL K为时钟输入端。RST是复位片选线，通过把RST输入驱动置为高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；

RST提供了终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许DS1302进行操作。如果在传送过程中置RST为低电平，则会终止此次数据传送，并且I/ O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc高于2.5V之前，RST必须保持低电平。只有在SCL K为低电平时，才能将RST置为高电平。DS1302时钟模块的原理图如图5所示：

图5 DS1302时钟原理图 单片机与DS1302通过P1.1、P1.2、P1.3相连，分别为时钟信号线、输入输出线、复位信号线。DS1302的晶振引脚连接32768HZ的晶振。

2.4 串口通信模块 串口通信模块的原理图如图6所示：

图6 串口通信模块的原理图 单片机与MAX232通过P3.0、P3.1相连，分别为发送线、接收线，另外单片机要与MAX232共地。

2.5 LED数码管显示和流水灯模块 LED显示器有静态显示和动态显示两种显示方式。

LED静态显示方式：LED显示器工作于静态显示方式时，各位的共阴极（或共阳极）连接在一起并接地（或+5V）；

每位的段选线（a~dp）分别与一个8位的锁存器输出相连。各个LED的显示字符一经确定，相应锁存器的输出将维持不变，直到显示另一个字符为止。

LED动态显示方式：在多位LED显示时，将所有位的段选线相应的并联在一起，有一个8位I/O口控制，形成段选线的多路复用。而各位的共阳极或共阴极分别由相应的I/O线控制，实现各位的分时选通。要各位LED能够显示出与本位相应的显示字符，就必须采用扫描显示方式，段选线上输出相应位要显示字节的段码。

流水灯模块包含8个LED灯，单片机的P0口接10K上拉电阻，八个LED的负极依次连接单片机P0口的8个引脚，八个LED的正极依次与510欧姆的排阻的八个端子相连。

LED数码管和流水灯模块原理图如图7：

图8 LCD数码管和流水灯模块 2.6下载线模块 下载器模块实现将USB信号转换为能通过SPI协议传输的信号，从而实现对单片机的编程。下载模块原理图如图9所示：

图9 下载线接口模块 图10 蜂鸣器模块 2.7 蜂鸣器模块 单片机的P1.4与Q1的基极通过1K欧姆电阻连接，当P1.4为高电平时，Q1导通，Q1的发射极与集电极导通，将发射极下拉为低电平，蜂鸣器两端出现电位差，蜂鸣器发声；

当P1.4为低电平时，Q1不导通，蜂鸣器两端没有电流流过，蜂鸣器不发声。

2.8 其他模块 I2C EEPROM模块用于程序或数据存储器的扩展功能，片外可最大扩展到64KB,地址为0000~FFFFH。此存储芯片支持电科擦除，即可写。

电源模块通过整流电桥实现交直流的转换功能，直接供单片机使用。

原理图如图11图12所示：

图11 电源模块 图12 I2C EEPROM模块 三．开发板（串口通信模块）设计原理介绍 1．实验项目要求 实验任务是通过串口通信实现单片机数据的自发自收以及双机通信功能，并且通过数码管循环显示0~F来表现其实现过程。

1.1元器件功能介绍 AT89S51: At89s51 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S51具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外AT89S51 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器 8K 字节在系统可编程 Flash AT89S51。

RS232：RS232是由电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA)所制定的异步传输标准接口。对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。

RS232与TTL电路之间需要进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。MAX232芯片可完成TTL←→RS232双向电平转换。

MAX232：MAX232芯片是RS232标准接口芯片，使用+5v单电源供电。是PC机与单片机串口进行通讯的电平转换芯片。内部结构基本可分三个部分：

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RS232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RS232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；

DP9插头的RS232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DNG、16脚VCC（+5V）。

图13 RS232芯片引脚图 图14 MAX232芯片引脚图 1.2串口通信原理 S-51单片机内部有一个全双工的串行接收和发射缓冲器（SBUFF），这两个在物理上独立的接收发射器，即可以接收也可以发射数据，但接收缓冲器只可以读出不能写入，而发送缓冲器只能写入不能读出，它们的地址是99H。这个通信口即可以用于网络通信，亦可以实现串行异步通信，还可以构成同步移位寄存器使用。如果在串行口的输入输出引脚上加上电平转换器，就可以方便的构成标准的RS-232接口。

S-51单片机串行口专用寄存器。SBUF为串行口的收发缓冲器，它是一个可寻址的专用寄存器，其中包含了接收器和发射器寄存器，可以实现全双工通信。但这两个寄存器具有同一地址（99H）。S-51的串行数据传输很简单，只要向缓冲器写入数据就可发送数据。而从接收缓冲器读出数据既可接收数据。串行通信寄存器SCON控制寄存器，它是一个可寻址的专用寄存器，用于串行数据通信的控制。

数据通信的传输方式：常用于数据通信的传输方式有单工、半双工、全双工和工方式。串行通信的两种通信形式，包括异步通信和同步通信。SCON控制寄存器是一个可寻址的专用寄存器，用于串行数据通信的控制，其结构格式如下：

表1 寄存器SCON结构 SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 位地址 9FH 9EH 8DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 下面我们对个控制位功能介绍如下：

（1）SM0、SM1：串行口工作方式控制位（2）SM2：多机通信控制位 多机通信是工作方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。接收状态，当串行口工作方式2或3，以及SM2=1时，只有当接收到第9位数据（RB8）为1时，才把接收的前8位数据送入SBUF，且置位RI发出中断申请，否则会将收到的数据放弃。当SM2=0时，只有在接收到有效停止位时才启动RI，若没接收到有效停止位，则RI清“0”。在方式0中SM2应该为“0”。

REN：允许接收控制位。由软件置“1”时，允许接收；

软件置“0”时，不许接收。

TB8：在方式3和方式3中要发送的第9位数据，需要时用软件置位和清零。

TB8：在方式2和方式3中是接收到的第9位数据。在方式1时，如SM2=0，RB8接收到的停止位。在方式0中，不使用RB8。

TI：发送中断标志。由硬件在方式0发送完第8位时置“1”，或在其它方式中串行发送停止位的开始时置“1”。必须由软件清“0”。

RI：接收中断标志。由硬件在方式0串行发射第8位结束时置“1” B:特殊功能寄存器PCON PCON：主要是是CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器 2．原理图的绘制 2．1串口通信模块仿真电路设计（1）打开ISIS7professional窗口，执行菜单命令File new design，新建一个DEFAULT命名为“单片机串口通信自发自收.DSN”。

（2）在器件选择按钮单击“P”按钮，添加如表所示的原件：

单片机 AT89S51 电容CAP-ELEC CAP-POL MAX232 COMPIM 按钮 BUTTON 数码管 7SEG-MPX4-CA 74LS244 排阻 RX8 三极管 NPN 晶振 CRYSTAL（3）在ISIS原理图编辑窗口中，放置电源和地。布好线，设置好相应原件的参数。完成电骡图的设计。

（4）调试与仿真：加载生成的.HEX文件，进行调试，观察是否符合预期效果。

仿真效果图如图15所示：

图15 仿真效果图 3．程序的编写 3.1 keil操作过程 1）．打开桌面上的keil软件：，下面新建一个工程，选择project->new新建一个名字叫“单片机串口通信”的工程，保存在事先创建的文件夹下，点击保存按钮。出现选择器件型号对话框：选择实验板上的所用芯片的型号atmel->at89s51 点击确定就建立完毕工程了。

2）．添加代码文件到工程中，首先新建一个后缀为.C的源文件，点击开发环境中的file->new,新建c文件，然后点击保存按钮，注意一定要保存为后缀为.C的格式，在开发环境中左边栏找到在source group1上右击选中，弹出添加文件对话框，如图：把单片机串口通信.c选中，点击ADD添加源文件到工程中。

3）．点击按钮，编译你的代码，如果下面有错误提示，修改好后再次编译直到顺利通过编译为止。如图16所示：

图16 keil编译图 4）．在target1上右击选择，出现如下对话框：.选择output栏，将一栏打上勾，这样编译通过之后就可以生成可以执行的下载文件（可执行文件后缀为hex），再次点击编译，生成可执行的代码串口通信.hex。

3.2程序框图 单片机通过MAX232与单片机通讯程序流程图17所示：

图17 单片机通过MAX232与PC机或单片机通讯程序流程图 单片机通过P3.0.和P3.1发送数据到单片机，单片机接收到数据后发送给单片机，并通过LED数码管显示出。

3.3USB模块电路原理图的绘制 （1）在D盘建立名为Protel的文件夹，在Protel的文件夹中建立名为USB.ddb设计数据库文件，新建原理图文件，命名为USB.sch。

（2）根据提供的usb原理图，自己画出原理图。电路中所有的元器件都可在Miscellaneous Devices.ddb、Protel DOS Schematic Libraries.ddb这两个元器件数据库中找。

（3）画完电路后，要按照图中元件参数逐个设置元件属性，元件要自动编号，并进行电气规则检查。设置某个元器件的属性的方法是双击该元器件出现对话框设置即可。原理图如图18所示：

图18 usb原理图（4）最后形成该电路的网络表，为设计电路板做准备。

（5）根据仿真好的电路图，画出印刷电路板图。新建PCB文件，设置PCB设计环境和绘制印刷电路的版框。

（6）、打开所有要用到的PCB 库文件后，调入网络表文件和修改零件封装。布置零件封装的位置，进行自动布局。

（7）对所有过孔和焊盘补泪滴，放置覆铜区。

敷铜后的效果如图18所示：

图18 PCB原理图 四．印刷板的焊接及流程 焊接流程 1、焊前准备 首先要熟悉所焊印制电路板的装配图，并按图纸配料，检查元器件型号、规格及数量是否符合图纸要求，并做好装配前元器件引线成型等准备工作。

2、焊接顺序 元器件装焊顺序依次为：电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管，其它元器件为先小后大。

3、对元器件焊接要求 1）电阻器焊接 按图将电阻器准确装人规定位置。尽量使电阻器的高低一致。焊完后将露在印制电路板表面多余引脚齐根剪去。

2）电容器焊接 将电容器按图装人规定位置，并注意有极性电容器其 “ ＋ ” 与 “ － ” 极不能接错。

3）二极管的焊接 二极管焊接要注意阳极阴极的极性，不能装错；

发光二极管要与印刷版保持0.5cm距离。

4）三极管焊接 注意 e、b、c 三引线位置插接正确；

焊接时间尽可能短，焊接时用镊子夹住引线脚，以利散热。

5）集成电路焊接 首先按图纸要求，检查型号、引脚位置是否符合要求。焊接时先焊边沿的二只引脚，以使其定位，然后再从左到右自上而下逐个焊接。

6）usb接口和电源接口 找到正确位置，注意将其与印刷版焊接牢固，不松动。

五．调试及遭遇的问题解决方法 1．调试 1.1程序下载：开发板和PC机通过下载器连接，使用+5V电源给开发板供电。在PC机上安装ISP在线下载器驱动，打开烧写器软件，选择烧写单片机类型，加载FLASH，点击编程，即可把程序烧录到单片机中。

使用USB isp下载：请安装并打开progisp167＼软件，编程器及接口选择USBasp，usb默认，选择器件类型AT89S52,点击调入FLASH按钮，找到你刚才生成的LED.hex文件 将usb下载线一头连接电脑U口，另外一头连接实验板左上方的ISP下载口，（注意方向），点击自动，可以看到，编程成功，1.2开发板调试：

（1）键盘模块实验效果：烧写.HEX文件到单片机，将JP7插上短路帽，按下键盘上的某一个键，LCD1602上显示该键对应的键值；

（2）DS1302时钟模块实验效果：烧写.HEX文件到单片机，插上LCD1602，液晶上显示秒、分、时；

（3）数码管模块实验效果：烧写LED动态显示.HEX文件到单片机，将J3上端插上短路帽，数码管显示从0开始计数 ；

（4）流水灯模块实验效果：烧写流水灯.HEX文件到单片机，流水灯显示几种不同的花型；

（5）蜂鸣器模块实验效果：烧写.HEX文件到单片机，蜂鸣器以一定的声音频率鸣叫。

2．问题解决（1）印刷版焊完之后，无法烧入程序，总是出错。

经过分析后判断可能是单片机有的接口焊点虚焊所致，回去后，用电烙铁把单片机的管口查询焊接了一遍。问题就解决了，能够烧入程序了。

（2）数码管显示的是乱码，并非完整数字。

分析应该是数码管编码与实际所用的编码或引脚不相同。对程序中的数码管显示代码重新编译之后就通过了。

六．总结体会 在老师的指导下，自己找资料、看书，完成了老师布置的任务。通过这次的实训设计，使我对单片机以及智能仪器的结构和功能都有了更深的认识，从理论和实践上都得到了很大的提高，这次的实训真的给我很大的提高。总结经验来说，首先，我丰富了自己的知识面，将以前没能学通的东西深入透彻的学会学懂，具体了解了怎样去完成一个电路的设计：从流程图、电路图、焊接电路板、检查电路板、仿真到烧片一整套东西。没有浪费宝贵的时间，学习到了难得的经验。

自己找资料，了解单片机89S51、数码显示管的有关知识，学习时钟电路、控制电路的设计原理，看不懂的时候就去问老师、同学。和同学们一起探讨不懂得难点之时我仿佛感觉到了真正的大学应该有的学习氛围。在这些都搞得比较明白后就开始画设计流程图和电路图，最后用了很长时间才画出自己的电路图，同学老师都帮我检查，改正了几处有问题的地方。电路的焊接比较难。要细心稳重，应为这是一件很要求技术的工作。但是我克服困难终于完成了但接下来的检测可就费了不少劲，发现并解决了很多问题。在解决完所有问题后，自己又一种成功感，还在想，要是没有这些错误，就不会学会这么多检测电路的方法，而且对自己所做的电路有了进一步的了解。做到这一步满以为不会再有什么错误了，但是仿真的时候却又遇到了马麻烦，先是数码管不亮，在后来就是全亮，按键后没反应，刚有的一点成功感马上就没了，又一次陷入了反复的检测。检测发现了不少问题，解决后仿真成功。在后来就开始烧片，烧片的过程还算顺利。烧好后插上电路板，显示成功了。接下来的工作一切还算顺利，在老师还有同学的帮助下，都一一完成。

这次的实训设计总的来说还是很成功的，自己从中学到很多，也发现了不少问题，为自己以后的学习、进步打下了不错的基础。从实训设计中，学到了单片机AT89C51的内部结构及其工作原理，了解了串口通信的工作原理，还有共阳极数码管的工作原理，巩固了C语言的使用能力，提高了自己动手的能力，学到了很多经验，并且提高了自己分析问题的能力和创新能力，得到了理论联系实际的机会，做出了成果。使自己在硬件设计方面树立了信心，为以后从事这方面的工作打好了基础，这也是这次实训设计的最大收获。

附录：

基于51单片机设计案例 篇7

随着空调的普及，空调用电负荷逐年猛增，在夏季用电高峰时段，空调用电负荷甚至高达城镇总体用电的40%左右。另外，空调在通电或遥控关机时，室内机或室外机的电器部件会产从几瓦至十几瓦不等功耗。尽管功率并不大，只有几瓦，但平时待机时间会很长并且全国空调数量巨大，整体消耗电能数量极大不能忽略。

1 工作原理及性能分析

节能开关主要有红外计数电路、单片机及其外围电路、驱动控制电路、系统供电电路等4部分构成。

1.1 红外计数电路设计

“节能小助手”采用红外传感器来检测人体红外信号，判断人员的进出。本设计中采用2个TCRT5000红外传感器。当人通过其中的一个红外传感器时就产生一次电压变化，这个电压经过一个电压比较器后会产生1个大小为5 V的电压信号，而后5 V的电压信号再经过一个反相器后传输给单片机进行处理。电路中调节可变电阻R2的大小可以调节传感器的探测距离的远近，从而使探测距离在合适的范围内，以免产生误判。

1.2 单片机及其外围电路设计

本设计所用的单片机型号为STC12C5A60S2，由STC生产的单时钟/机器周期(1T)新一代8051单片机，具有高速、低功耗、超强抗干扰的优点，其的指令代码完全兼容传统8051，但速度比8051快8～12倍，工作电压为5.5 V～3.3 V(5 V单片机)，工作频率范围为0 MHz～35 MHz。本设计中采用11.059 2 MHz的外部晶振。硬件实现的ISP/IPA在线系统可编程/在线应用可编程，可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序[1]。本设计中为了防止单片机工作过程中的复位，影响单片机输出信号的准确性，因而将单片机的RST引脚通过一个大小为10 k的电阻后接地。

1.3 驱动控制电路设计

在单片机P0.0以及P0.1口加入大小为1 k的上拉电阻，经光电隔离器，再接入一个型号为8050的NPN三极管。单片机发出指令可以通过控制三极管的导通与关断来驱动继电器线圈,进而使常开触点与常闭触点动作从而控制接入继电器的高压电路。本设计中的继电器采用欧姆龙公司的LY2NJ，该型号继电器线圈额定电压12 V，触点负载(阻性)为10 A/250 VAC[2]。

1.4 电源电路设计

本设计中单片机需要典型电压为5 V的电源，继电器需要大小为12 V的驱动电压。因而设计中采用的是电容降压电源。220 V交流电经电容降压电路降压后，经过桥式整流器整流，再经三端稳压集成电路7812稳压，形成12 V稳定直流电源[2]。单片机，电压比较器以及74LS14所需要的5 V电源则通过由12 V电源供电的三端稳压电路实现[3]。

2 系统的软件设计

本设计中的控制程序使用C语言编程。在主程序中，先定义中断位低电平中断、开全局中断、开中断0、开中断1;然后判断房间里的总人数，如果等于0，就延时10 min，再一次判断若是房间里还是没人，单片机就输出信号使空调电源开关断开。然后再延时10 min，单片机再一次判断屋内人数，如果还是0，单片机在输出一个信号使继电器断开，断开空调等用电器的电源，当屋内有人时，单片机输出一个信号使继电器复位重新接通电源。主程序中延时第1次10 min，防止了因空调频繁的关闭和开启而造成的耗能及对电器的损害。第二次延时10 min，是为了断开空调电源，避免空调在待机状态下的耗能[4]。

本设计使用中断程序EX-0和EX-1进行被触发判断[1]。准确判断出入人员进出的方向，是该控制程序的关键。人未到时，红外装置处于等待状态，一旦有人从某外边进入房间时，红外装置感应到输入一个信号，单片机在进的一方加1，同时屏蔽记录出去人数的传感器的信号，然后延时100 ms，再打开记录出去人数的传感器信号;当一个人从屋里边走出去的时候，里边那一个红外先感应到，然后输入一个信号使单片机加1，同时屏蔽记录进入人数的传感器的信号，然后延时100 ms，再打开记录进入人数的传感器信号，从而判断出进出的人数[5]。

两个红外传感器之间的有效距离约为0.1 m，根据人的正常步行速度1 m/s，依次通过两个红外装置需要0.1 s,考虑到人的个体差异，应留出一定的空余，而余时过大会带来意料之外的错误。

3 应用前景分析

本文设计的节能小帮手装置，可以通过安装在门口的两个红外传感器来统计办公室中的人数。当办公室等小型公共场所无人时该装置自动切断电源，而后在有人的情况下继电器复位使空调处于待机状态，从而不影响下一次的使用，而且节约了无人时的损耗和空调没有断开电源的能量消耗。

节能小助手使空调更智能化、人性化。节能小助手通过计数装置记录房间内人数，从而控制空调等用电器的运行状态，室内无人时空调自动关闭电源，从而减少能源消耗。该装置通过单片机设置延时程序，避免了人流量较大的地方空调等用电器过于频繁地开启和关闭而造成对家电寿命的影响。节能小助手制作成本较低，性价比高，适合公司学校等单位。此外节能小帮手体积较小，实现实用、美观。在目前常用空调上经过稍微改进即可使用节能小助手这一装置，不需要对产品进行大幅度变动，不需要在这方面过多的花费。

参考文献

[1]纪宗南.单片机外围器件实用手册:输入通道器件分册[M].北京:北京航天航空大学出版社,2010.

[2]张著,程震先,刘继华.数字设计—电路与系统[M].北京:北京理工大学出版社,2001.

[3]童诗白.现代电子学及应用[M].北京:高等教育出版,1994.

[4]李军.51系列单片机高级实例开发指南[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

基于51单片机设计案例 篇8

关键词 加减计数器 AT89C51单片机 LED数码显示系统

中图分类号：TH724 文献标识码：A

1设计要求

（1）通过双向计数进行出，入数量加减计算；

（2）区别进出方向，分别进行加减计算；

（3）每一次进出LED显示内部存留净流量；

（4）没有进出信号时，巡回显示存量和时间。

2 硬件电路设计

2.1 设计原理

本设计主要由单片机、中断、液晶显示器等部分组成。其中中断用于实现加减和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的中断信号，然后实现加减法。

本系统共有两部分构成，即硬件部分与软件部分。其中硬件部分由键盘输入部分、显示部分组成，软件部分对应的由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、启动程序、关闭程序、按键功能程序、EEPROM读写程序和延时程序等组成。

2.2电路总体构成（见图1）

2.3键盘输入部分

根据设计，我们的模拟交通系统有两个七段码显示倒计时。七段码（a、b、c、d、e、f、g、dp），数码管分别显示：秒数的十位和个位（P3_4十位，P3_5个位）得倒计时。该系统采用共阳极数码管，对于共阳极数码管，其公共端必须接高电平，从而七段码必须低电平显示，所以我们用数组：

a[]={0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8，0x80，0x90 }；來表示。

3主程序流程图

4结束语

本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计加减计数器，由单片机I/O口扩展系统、加减计数及流量时间显示系统、LED数码显示系统、紧急情况中断系统、复位电路等几大部分组成。本系统具有实用性强、操作简单、扩展性强的特点。

参考文献

[1] 宋彩利.单片机原理与C51编程.西安交通大学出版社，2008.

[2] 刘文涛.MCS-51单片机培训教程（C51版）.电子工业出版社，2005.

51单片机论文 篇9

课程设计名称：智能控制避障小车 学生姓名： 班

级： 学

号： 成 绩： 指导教师：

开课时间：2016-2017学年第 一学期

I

独 创 声 明

本人声明所呈交的课程设计是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得（注：如没有其他需要特别声明的，本栏可空）或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在设计报告中作了明确的说明并表示谢意。

作者签名： 日期：年月日

II

摘 要

介绍一种基于stc89c51单片机实现的智能避障小车设计。该系统前方采用两个红外反射式光传感器fc-51检测障碍物，控制系统通过检测信号识别障碍物并发出指令使小车绕行。

关键词：智能 控制 避障 单片机III

传感器

目录

（以下内容仅供参考）.系统功能………………………………… 系统工作原理

2．设计方案……………………………………………………………… 2.1车体设计………………………………………………………………… 2.2电源模块………………………………………………………………… 2.3 避障模块………………………………………………………………… 2.4电机模块………………………………………………………………… 2.5电机驱动模块…………………………………………………………… 2.6 最终方案………………………………………………………………… 3 系统程序……………………………………………………………………….总结………………….参考文献…………………

IV.系统功能

系统工作原理：

系统主要由控制单元、电机驱动、外部输出、红外发射、红外接收等单元组成。

图1 系统机构图

智能控制避障小车的设计采用现在较为流行的8位单片机作为系统大脑。以8051系列家族中AT89C51为主芯片。4个端口引脚控制信号输入电路，控制电路，执行电路共同完成避障行驶控制。

2．设计方案 1车体设计：

智能控制小车采用中间轮驱动，中间轮左右两边各一个电机驱动，控制中间面两个大轮子的停走从而控制小车的方向；前后轮是换向轮起支撑作用。将两个避障模块放在车子的左前方和右前方。如下图所示：

小车底盘，可以清楚的看到小车电机控制车轮，以及换向轮所在位置。

上图可以看出小车电源最小系统板还有排针以及开关的位置。

从小车正面看出内部驱动，前方的避障模块。（超声波检测，寻迹模块）

2电源模块：

电源模块即电池与电池盒，通过电池盒接通电路，输送电源来驱动小车跑。避障模块：

传感器模块对环境光线适应能力强，其具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物（反射面）时，红外线反射回来被接收管接收，经过比较器电路处理之后，绿色指示灯会亮起，同时信号输出接口输出数字信号（一个低电平信号），可通过电位器旋钮调节检测距离，有效距离范围2～30cm，工作电压为3.3V-5V。

4电机模块：

电机模块主要控制小车的中间两轮，从而控制小车的前进与后退。

控制电机的转速也能控制小车的前进速度。电机驱动模块：

电机驱动模块使用ST公司的L298N作为主驱动芯片，具有驱动能力强，发热量低，抗干扰能力强的特点。

电机驱动模块可以使用内置的78M05通过驱动电源部分取电工作，但是为了避免稳压芯片损坏，当使用

大于12V驱动电压的时候，我们使用外置的5V逻辑供电。

电机驱动模块使用大容量滤波电容，续流保护二极管，可以提高可靠性

原理图 最终方案：

利用驱动模块降压，接通51单片机，通过程序控制小车运动，通过避障改变运动轨迹，从而实现避障。.系统程序

程序： #include #define uchar unsigned char

#define uint unsigned int //定义全局变量

sbit IN1=P1^0;sbit IN2=P1^1;sbit IN3=P1^2;sbit IN4=P1^3;//定义驱动引脚

sbit out1=P2^5;sbit out2=P2^6;//定义避障引脚

void run()

//小车跑

{

if(out1==0&&out2==1)//小车右转

{

IN1=1;

IN2=0;

IN3=0;

IN4=0;

}

else if(out1==1&&out2==1)//小车前进

{

IN1=1;

IN2=0;

IN3=1;

IN4=0;

}

else if(out1==1&&out2==0)//小车左转

{

IN1=0;

IN2=0;

IN3=1;

IN4=0;

} else if(out1==0&&out2==0)//小车左后转

{

IN1=0;

IN2=1;

IN3=0;

IN4=0;

} } void main()

//主函数

{ while(1)

{

run();

} } 改程序是利用避障模块检测，若左边避障检测到，小车右转，右边检测到，小车左转，都没检测到，前进，都检测到，小车左后退。.总结

智能避障小车软硬件配合要紧密，在硬件中，要把各个零件配合时要连接正确，否则有烧坏的可能，写程序时要注意步骤，要有思路，程序代码要记清，写程序时要认真，避免出现小失误。从做这辆小车以来，我学到了很多知识，也碰到了很多困难，但最终都克服了，只要有一颗不服输的心，我想信，困难只是暂时的，最后都会解决。.参考文献

51单片机毕业论文 篇10

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mcu005 CDMA系统的研究与MATLAB仿真【论文+41页+1.8万+doc】

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mcu015 GSM无线网络优化【论文+53页+2.6万+doc】

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mcu075 多功能语音控制小车的设计【论文+76页+2.1万+doc】

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mcu077 多媒体课件制作的审美学研究【毕业论文+26页+doc+2.1万字】

mcu078 多媒体课件制作的研究【论文+doc+28页+1.9万字】

mcu079 多通道电话报警系统的设计【论文+20页+1.3万+doc】

mcu080 多型腔塑料注射模具设计【论文+43页+1.8万+doc】

mcu081 二级倒立摆的建模与仿真说明报告【论文+29页+0.3万+doc】

mcu082 二十一音电子琴的设计（AT89C51单片机）【论文+doc+52页2.1万】

mcu083 非接触式红外测温系统【论文+59页+1.9万+doc】

mcu084 感应式ID考勤机【论文+80页+2.1万+doc】

mcu085 感应式ID消费系统【论文+11页+0.2万+doc】

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mcu087 辊道窑框架优化设计正文【论文+35页+1.2万+doc】

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mcu091 换热器的计算机辅助设计【论文+38页+1.1万+doc】

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mcu094 机械手顺序控制器【论文+19页+0.5万+doc】

mcu095 基于51单片机的嵌入式RTOS操作系统技术的研究【论文+22页+1.6万+doc】

mcu096 基于51单片机的无线抄表监控设计【论文+55页+1.6万+doc】

mcu097 基于80C51单片机电动智能小车【毕业论文+44页+1.8万+doc】

mcu098 基于80C51单片机智能小车【论文+44页+1.7万+doc】

mcu099 基于ACL的网络病毒过滤规则【论文+36页+2.2万+doc】

mcu100 基于ARM9的嵌入式Linux开发平台研究——嵌入式系统QT图形界面的构建【论文+28页+1.3万+doc】

mcu101 基于ARM920T嵌入式Linux系统平台的构建【毕业论文+doc+57页2.7万】

mcu102 基于ARM的多功能信号源设【论文+26页+0.7万+doc】

mcu103 基于AT89C51单片机超声波测距仪的设计【论文+34页+1.2万+doc】

mcu104 基于AT89C51单片机超声波倒车雷达的设计【论文+25页1.2万+doc】

mcu105 基于AT89C51单片机多点温度测量系统【论文+70页+3.5万+doc】

mcu106 基于AT89C51单片机多机通讯在家居系统中的应用【论文+48页+0.8万+doc】

mcu107 基于AT89C51单片机公车自动报站系统的设计【论文+48页+1.8万+doc】

mcu108 基于AT89C51单片机红外抄表系统【论文+46页+1.9万+doc】

mcu109 基于AT89S52单片机多功能智能小车设计【论文+4页+0.1万+doc】

mcu110 基于CAXA制造软件完成零件的三维造型【论文+18页+0.8万+doc】

mcu111 基于CPLD的数字频率计的设计【毕业论文+33页+1.5万+doc】

mcu112 基于DDS多功能信号源的设计【论文36页+1.7万+doc】

mcu113 基于DSP语音采集回放系统的实现【论文+47页+1.8万+doc】

mcu114 基于FPGA的LCD控制器设计【论文+64页+2.3万+doc】

mcu115 基于FPGA实现可扩展高速FFT处理器的研究【论文+61页+2.4万+doc】

mcu116 基于GPS公交陈报站监控系统开发【毕业论文+46页+1.7万+doc】

mcu117 基于GSM短消息的远程数据采集传输系统【论文+54页+1.7万+doc】

mcu118 基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统【doc格式+25页+毕业论文】

mcu119 基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统【毕业论文+25页+0.7万+doc】

mcu120 基于HS3的虚拟示波器【论文+37页+1.4万+doc】

mcu121 基于IC卡的数据据采集系统【论文+67页+1.6万+doc】

mcu122 基于IC卡的数据据采集系统--现场数据采集系统【论文+81页+2.2万+doc】

mcu123 基于Linux的嵌入式操作系统研究【毕业论文+44页+3.8万+doc】

mcu124 基于MSTP多业务节点平台设计与实现【论文+1.6万+32页+doc】

mcu125 基于nRF24E1无线耳机的设计【论文+67页+2.1万+doc】

mcu126 基于PC机的智能抢答器【毕业论文+doc+31页+7.4千字】

mcu127 基于PIC16F877A单片机温度监控系统的设计【论文+5页+0.3万+doc】

mcu128 基于PLC的化肥袋装控制系统【论文+38页+1.3万+doc】

mcu129 基于PLC技术工厂污水处理系统【论文+22页+1.2万+doc】

mcu130 基于ProE鼠标上盖制品及模具的三维造型【论文+12页+0.5万+doc】

mcu131 基于uClinux的GPS车载导航系统设计与实现【论文+11页+0.7万+doc】

mcu132 基于USB总线的高速数据采集系统设计【论文+52页+2.9万+doc】

mcu133 基于Windows CE的智能家居安防系统【论文+30页+1.1万+doc】

mcu134 基于Winsock操作系统上的网络编程接口研究【论文+45页+2.9万+doc】

mcu135 基于窗函数实现FIR滤波器【毕业论文+14页+0.5万+doc】

mcu136 基于单片机的FTU测控保护一体化装置设计【毕业论文+51页+1.7万+doc】

mcu137 基于单片机的创新出租车计价器【论文+43页+1.0万+doc】

mcu138 基于单片机的电子闹钟设计【毕业论文+50页+2.4万+doc】

mcu139 基于单片机的红外遥控电子密码锁【论文+55页+1.5万+doc】

mcu140 基于单片机的录放音系统设计【论文+8页+0.3万+doc】

mcu141 基于单片机的数据采集处理卡【毕业论文+50页+2.9万+doc】

mcu142 基于单片机的自动计数与装箱控制系统设计【论文+38页+1.5万+doc】

mcu143 基于单片机和USB接口技术的高速数据采集系统的设计【毕业论文+28页+1.8万+doc】 mcu144 基于单片机技术的语音控制小车设计【毕业论文+17页+0.5万+doc】

mcu145 基于单片机控制的三相全控桥触发系统设计【毕业论文+72页+2万+doc】

mcu146 基于单片机控制交通灯设计【毕业论文+19页+0.8万+doc】

mcu147 基于单片机实现的四相步进电机控制器设计【毕业论文+52页+1.1万+doc】

mcu148 基于单片机温室转换控制系统的设计【毕业论文+64页+1.8万+doc】

mcu149 基于电话网的远程控制系统【doc+毕业论文+77页2.4万】

mcu150 基于阀件装配的液压集成块CAD数据库设计【论文+35页+1.6万+doc】

mcu151 基于局网的通用多媒体式抢答系统【毕业论文+41页+1.9万+doc】

mcu152 基于局域网的视频会议系统【doc+毕业论文15+1.0万】

mcu153 基于局域网的视频会议系统【毕业论文+15页+1.1万+doc】

mcu154 基于局域网的通信工具的设计与实现【毕业论文+34页+1.4万+doc】

mcu155 基于可编程技术的交通信号灯系统【论文+24页0.9万+doc】

mcu156 基于凌阳61系列单片机的超声波测距系统【论文+53页+1.5万+doc】

mcu157 基于凌阳SPCE061A单片机水温控制系统【论文+62页+2.1万+doc】

mcu158 基于凌阳十六位单片机的简易复读机【毕业论文+22页+0.9万+doc】

mcu159 基于路由器的网络技术【毕业论文+31页+1.9万+doc】

mcu160 基于面向对象的多媒体播放器设计【vb毕业论文+34页+0.9万+doc】

mcu161 基于模式识别的手写汉字识别系统设计【毕业论文+36页+1.5万+doc】

mcu162 基于模式识别的水果智能分类系统【论文+49页+2.2万+doc】

mcu163 基于逆向工程和快速成型的手机外形快速设计【毕业论文+37页+1.9万+doc】

mcu164 基于软件无线电思想的DSSS通信系统的实现及相关DSP算法设计【论文+70页+2.2万+doc】 mcu165 基于网络的虚拟仪器测试系统【doc格式+56页+毕业论文】

mcu166 基于远程打样系统的硬件设备特征化描述参数的设定研究【毕业论文+doc格式+26页+1.2万字】 mcu167 计算机局域网组建与互连毕业设计论文【doc+12页+9.8千字】

mcu168 计算机窑炉温度控制系统毕业论文【论文+63页+1.6万+doc】

mcu169 甲醛捕捉剂的研制【论文+20页+0.7万+doc】

mcu170 简易信号发生器的设计【论文+20页+0.5万+doc】

mcu171 精密型数控工作台【论文+26页+1.1万+doc】

mcu172 精密仪器售后服务站织与信息传递仿真系研究【论文+8页+0.4万+doc】

mcu173 可编程无线电遥控多通道开关系统【论文+33页+1.4万+doc】

mcu174 立式液压锁紧高压注浆机的设计【论文+49页+1.8万+doc】

mcu175 煤气报警器设计【论文+70页+1.9万+doc】

mcu176 煤气辊道窑控制系统设计【论文+41页+1.9万+doc】

mcu177 某220kv电网潮流计算及输电线路继电保护配置【论文+68页+1.6万+doc】

mcu178 霓虹灯的监控系统设计【论文+37页+1.5万+doc】

mcu179 乒乓球游戏机【毕业论文+21页+0.6万+doc】

mcu180 企业内部网络监控系统【毕业论文+17页+0.5万+doc】

mcu181 汽轮机热力性能计算软件【论文+37页+1.7万+doc】

mcu182 嵌入式测温与报警系平台的设计与实现【论文+43页+.9万+doc】

mcu183 嵌入式系统原理及运用【论文+22页+1.1万+doc】

mcu184 全遥控数字音量控制的D类功率放大器【doc格式+32页+毕业论文】

mcu185 嵌入式系统在多点温度控制中的应用【论文+62页+3.7万+doc】

mcu186 全遥控数字音量控制的D类功率放大器【毕业论文+32页+1.6万+doc】】

mcu187 热电厂化学水PLC控制系统【论文+37页+1.8万+doc】

mcu188 入侵检测系统的设计与实现【doc+毕业论文48+1.6万】

mcu189 室内防盗智能控制系统设计【论文+1.3万+37页+doc】

mcu190 手机汇接装置的设计【论文+80页+2.6万+doc】

mcu191 手写数字识别技术研究与实现【毕业论文41+doc格式+2.1】

mcu192 数字电子秤【论文+20页+0.8万+doc】

mcu193 数控直流稳压电源完整论文【毕业论文+13页+0.6万+doc】

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mcu210 太阳能热水器的智能控制器设计【毕业论文+38页+1.7万+doc】

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mcu212 同步电机模型的MATLAB仿真【毕业论文+24页+0.8万+doc】

mcu213 同步电机模型的MATLAB仿真【论文+27页+0.8万+doc】

mcu214 网络录音盒【论文59页+2.9万+doc】

mcu215 微带低通滤波器【论文+19页+0.5万+doc】

mcu216 温度监控系统的设计【doc格式+42页+1.4毕业论文】

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mcu218 温度监控系统设计【毕业论文+doc+42页+1.4万字】

mcu219 温室大棚集散控制系统【论文+41页+1.6万+doc】

mcu220 温室自动控制系统【毕业论文+54页+1.7万+doc】

mcu221 卧式机械锁紧高压注浆机的设计【论文+37页+1.6万+doc】

mcu222 无线RS232适配器的设计【毕业论文+doc+16页+1万字】

mcu223 无线传感器网络的研究【开题报告+doc格式+16页+7.6千字】

mcu224 无线传感器网络仿真【毕业论文+197页+6.9万+doc】

mcu225 无线电遥控电动窗帘机论文【论文+38页+1.7万+doc】

mcu226 无线电中的解调算法研究与DSP实现【论文+34页+1.3万+doc】

mcu227 无线红外多路遥控发射接收系统设计与实现【论文+50页+3.1万+doc】

mcu228 无线手持条形码扫描设备数据处理系统【论文+41页+1.0万+doc】

mcu229 无线温度传感器的研究与设计【论文+67页+3.0万+doc】

mcu230 无线遥控实现【论文+0.8万+27页+doc】

mcu231 无线智能家居管理系统【毕业论文+22页+0.6万+doc】

mcu232 限流保安用PTCR的研制【论文+34页+1.9万+doc】

mcu233 消防智能电动车设计与制作【论文+36页+1.3万+doc】

mcu234 消防自动报警控制系统【论文+22页+1.1万+doc】

mcu235 小型网吧的规划与设计【毕业论文+29页+1.2万+doc】

mcu236 心电信号的计算机分析毕业论文【毕业论文+103页+3.6万+doc】

mcu237 心电信号分析系统【毕业论文+94页+3.6万+doc】

mcu238 心电信号分析系统【论文+103页+3.6万+doc】

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