单片机学习系统课程设计.doc

电子系统设计 一﹑设计要求 设计一个单片机学习系统，能够进行简单的单片机实验，要求具有以下功能： （A）键盘输入功能； （B）数码管显示； （C）LED显示（8位）； （D）声音报警功能； 设计出完整的电路原理图； 编写上述部分实验程序。 二﹑方案设计 1﹑根据题目要求只需设计出单片机的最小系统就可满足。本次设计在最小系统的基础上增加一些外设，以满足单片机学习的基本要求。 本单片机最小系统采用At89S52单片机作为MCU 本次设计的外设增加了DS1302时钟芯片﹑共阳极数码管﹑1602液晶显示﹑LED流水灯（8位）﹑LCD12864﹑AD0832数模转换﹑4×4键盘﹑24C08的存储器﹑串口通信﹑扬声器等。 2﹑单片机系统设计分析 （1）复位电路： 复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时（共大于两个机器周期）才撤销复位信号，以电源开关或电源插头分—合过程中引起抖动而影响复位。复位后P0-P3口均表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。本系统采用按键手动复位方式 (2) 晶振电路： 晶振是为电路提供频率基准的元器件，通常分为有源晶振和无源晶振两个大类，在引脚XTAL1和XTAL2跨接晶振X1和微调电容C1、C2就构成了内部震荡方式默认值是12MHz。 (3) 发光二极管电路： 八个LED导通端由VCC通过上拉电阻RP1加电，并由P1口高低电平控制LED发光。 这里对单片机内部四个并行I/O口进行说明： 1）P0端口是一个8位漏级开路型双向I/O端口，端口置1（对端口写1）时作高阻抗输入端。作为输出口时能驱动8个TTL。对内部Flash程序存储器编程时，接收指令字节；检验程序时输出指令字节，要求外接上拉电阻。在访问外部程序和外部数据存储器时，P0口是分时转换的地址（低8位）/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。 2）P1端口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，做输入用。对内部FLASH程序存储器编程时，接收8位地址信息。 3）P2端口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，做输入用。对内部FLASH程序存储器编程时，接收8位地址和控制信息。在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。 4）P3端口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，做输入用。对内部FLASH程序存储器编程时，接收控制信息。 (4) 蜂鸣器电路： P1.7端无法直接驱动SOUNDER，通过PNP放大电流来驱动蜂鸣器。 (5) 键盘电路： 采用4*4矩阵式键盘，程序编写的时候采用线反转法。 (6) 数码管电路： 本电路数码管采用四位一体共阳数码管器件，1234为位选线，a~dp为段码线。 (7) 存储器电路： 采用24C08存储器。scl为时钟线 sda为数据线。 (8) 液晶LCD显示接口： 本系统采用字符点阵液晶显示模块LCD1602，接口设计32-39脚为数据接口脚。 (9)DS1302时钟芯片： 它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能. 控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出 需要注意的是应用DS1302编程时涉及到进制的转换，将16进制转换成10进制。(具体算法见后面程序) (10)LCD128×64： 128×64带字库液晶是一种具有4位/8位并行、2线/3线串行口多种接口方式，内部含有国籍一级，二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块。其分辨率为128×64，内置8192个16×16点汉字和128个16×8点ASCII字符集。编程序时具体模块分为初始化子程序、控制命令子程序、写一页子程序、读一页子程序(具体详见后面程序) 三、电路原理设计，包括原理框图和电路图 本次设计均在PROTEUS仿真中实现。 （1）复位电路： (2) 晶振电路： (3) 蜂鸣器电路： (4)发光二极管电路： (5) 键盘电路： (6) 数码管电路： (7) 存储器电路： (8) 液晶LCD显示接口： (9)DS1302时钟芯片： (10)LCD128×64： 总电路图，由于器件太多，如果直接用导线相连图会很乱，所以每个模块采用标号链