1、中北大學信息商務學院單片機課程設計目 錄1. 引言22. 設計方案23. AT89C51單片機簡述及結(jié)構(gòu)引腳說明 24. 時鐘電路的設計55. 聲音報警電路的設計66. 電路原理圖及原理67. 軟件的程序流程圖及程序87.1 程序流程圖 87.2 匯編源程序 98. 編譯調(diào)試及仿真運行109. 心得體會1110. 參考文獻 12第 II 頁 共 12 頁1. 引言隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，社會安全保障的需要，電子報警這門綜合技術(shù)的正在不斷的發(fā)展。本設計包括確定控制任務、系統(tǒng)總體方案設計、硬件系統(tǒng)設計、軟件程序的設計等，以便使我們掌握單片機系統(tǒng)設計的總體思路和方法。2. 設計方案從設計的要求來分析該設

2、計必須包含如下結(jié)構(gòu)，報警電路、單片機、復位電路以及相關的控制管理軟件組成。他們之間的構(gòu)成框圖如下所示:復位電路開關信號AT89C51驅(qū)動報警執(zhí)行電路3. AT89C51單片機簡述及結(jié)構(gòu)引腳說明AT89C51單片機是美國Atmel公司生產(chǎn)低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（EPROM）和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash 存儲單元，功能強大。AT89C51單片機可提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用

3、于各種控制領域。第 2 頁 共 12 頁圖2為AT89C51單片機的基本組成功能方塊圖。由圖可見，在這一塊芯片上，集成了一臺微型計算機的主要組成部分，其中包括CPU、存儲器、可編程I/O口、定時器/計數(shù)器、串行口等，各部分通過內(nèi)部總線相連。下面介紹幾個主要部分。 振蕩器和時序OSC程序存儲器4 KB ROM數(shù)據(jù)存儲器256 B RAM/SFR定時器/計數(shù)器 2 16 AT89C51CPU64 KB總線 擴展控制器可編程 I/O可編程全雙工串行口內(nèi)中斷外時鐘源 外部事件計數(shù) 外部中斷 控制 并行口 串行通信圖2 AT89C51 功能方塊圖3.1 AT89C51管腳說明ATMEL公司的AT89C5

4、1是一種高效微控制器。采用40引腳雙列直插封裝形式。AT89C51單片機是高性能單片機，因為受引腳數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FLASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入

5、，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫1時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址1時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信

6、號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入1后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： P3口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 INT0（外部中斷0） P3.3 INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時器0外部輸入） P3.5 T1（記時器1外部輸入） P3.6 （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RS

7、T：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許端的輸出電平用于鎖存地址的地址字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。PSEN：外部程序存儲器的選通信號端。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次PSEN有效。但在訪問外

8、部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/VP：當保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，將內(nèi)部鎖定為RESET；當端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：反向振蕩器的輸出,如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，應不接.4. 時鐘電路的設計 TAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應不接。因為一個機器

9、周期含有6個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為2個振蕩周期，所以一個機器周期共有12個振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個振蕩周期為1/12us，故而一個機器周期為1us。如圖6所示為時鐘電路。 圖6 時鐘電路圖5.聲音報警電路的設計6. 電路原理圖及原理用AT89S51單片機產(chǎn)生“嘀、嘀、”報警聲從P1.0端口輸出，產(chǎn)生頻率為1KHz，根據(jù)上面圖可知：1KHZ方波從P1.0輸出0.2秒，接著0.2秒從P1.0輸出電平信號，如此循環(huán)下去，就形成我們所需的報警聲（1） 把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0端口用導線連接到“音頻放大模塊”區(qū)域中的SPK IN端口上， （2） 在“音頻放

10、大模塊”區(qū)域中的SPK OUT端口上接上一個8歐或者是16歐的喇叭； （3） 生活中我們常常到各種各樣的報警聲，例如“嘀、嘀、”就是常見的一種聲音報警聲，但對于這種報警聲，嘀0.2秒鐘，然后斷0.2秒鐘，如此循環(huán)下去，假設嘀聲的頻率為1KHz，則報警聲時序圖如下：（4） 由于要產(chǎn)生上面的信號，我們把上面的信號分成兩部分，一部分為1KHZ方波，占用時間為0.2秒；另一部分為電平，也是占用0.2秒；因此，我們利用單片機的定時/計數(shù)器T0作為定時，可以定時0.2秒；同時，也要用單片機產(chǎn)生1KHZ的方波，對于1KHZ的方波信號周期為1ms，高電平占用0.5ms，低電平占用0.5ms，因此也采用定時器T

11、0來完成0.5ms的定時；最后，可以選定定時/計數(shù)器T0的定時時間為0.5ms，而要定時0.2秒則是 0.5ms的400倍，也 就是以0.5ms定時400次就達到0.2秒的定時時間了。 7. 軟件的程序流程圖及程序7.1程序流程圖按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如下圖所示： 主程序框圖 中斷服務程序框圖 7.2匯編源程序T02SAEQU 30H ；把30H賦值給T02SAT02SBEQU 31H ；把31H賦值給T02SBFLAGBIT 00H ；把00H位地址賦值給FLAGORG 00HLJMP START ；上電，轉(zhuǎn)向STARTORG 0BH ；T0的中斷入口地址LJM

12、P INT_T0 ；轉(zhuǎn)向中斷服務程序START:MOV T02SA,#00H ；將00H賦值給T02SAMOV T02SB,#00H ；將00H賦值給T02SBCLR FLAG ；清空FLAG MOV TMOD,#01H ；設置定時器T0工作于模式1MOV TH0,#0FCH ；裝入T0計數(shù)初值MOV TL0,#06HSETB TR0 ；TR0置1，啟動T0 SETB ET0 ；打開定時器ET0中斷允許標志位SETB EA ；打開CPU中斷允許標志位SJMP $INT_T0: MOV TH0,#0FCH ；裝入T0計數(shù)初值MOV TL0,#06H INC T02SA ；T02SA加1MOV A

13、,T02SA ；將T02SA的內(nèi)容放入ACJNE A,#100,NEXT ；(A)與100比較，不相等跳轉(zhuǎn)INC T02SB ；T02SB加1MOV A,T02SB ；將T02SB的內(nèi)容放入ACJNE A,#04H,NEXT ；(A)與4比較，不相等跳轉(zhuǎn)MOV T02SA,#00H ；將00H賦值給TO2SAMOV T02SB,#00H ；將00H賦值給TO2SBCPL FLAG ；將FLAG取反NEXT:JB FLAG,DONE ；若FLAG=1，跳轉(zhuǎn)到DONECPL P1.0 ；將P1.0取反DONE:RETI ；中斷返回END 8. 編譯調(diào)試及仿真運行處理器采用51系列單片機AT89C51。整個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。9. 心得體會 這次課程設計，使我對學過的知識有了更深的了解，對書本中的知識掌握的更扎實了，真正的做到了學以致用，也使自己對于如何根據(jù)人們的需要設計產(chǎn)品，有了一定了解，設計的過程中出現(xiàn)了不少問題，在大家伙的共同努力下，