目 录

第1章 单片机系统硬件电路... 1

1.1 实习目的... 1

1.2 单片机型号及特性... 1

1.3 单片机开发板... 2

第2章 单片机应用系统软件... 5

2.1 STC下载软件... 5

2.2 Keil软件... 5

2.3 外部电路驱动... 6

第3章 00-59秒计时器设计... 7

3.1 电路原理图... 7

3.2 设计原理... 7

3.3 实现方法... 8

第4章 实习总结... 9

4.1 实习体会... 9

4.2 设计硬件体会... 9

参考文献... 10

附录1 实物图... 11

附录2 系统主要程序... 12

                                      第1章 单片机系统硬件电路

1.1 实习目的

了解单片机最小系统；

了解keilc软件操作，程序下载及调试方法；

掌握单片机外部电路使用；

掌握键盘和数码管显示编程方法；

应用单片机开发板进行实验开发；

1.2 单片机型号及特性

1、AT89S51单片机功能及特点

5l系列单片机中典型芯片(AT89S51)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式，内部由CPU，4kB的ROM，256 B的RAM，2个16b的定时／计数器TO和T1，4个8 b的I/O端I：IP0，P1，P2，P3，一个全双功串行通信口等组成。特别是该系列单片机片内的Flash可编程、可擦除只读存储器(E~PROM)，使其在实际中有着十分广泛的用途，在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用。5l系列单片机提供以下功能：4 kB存储器；256 BRAM；32条I/O线；2个16b定时/计数器；5个2级中断源；1个全双向的串行口以及时钟电路。空闲方式：CPU停止工作，而让RAM、定时/计数器、串行口和中断系统继续工作。掉电方式：保存RAM的内容，振荡器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件复位。5l系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。充分利用他的片内资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。 ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，AT89S2051是它的一种精简版本。AT89S单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

2、STC89C52单片机功能及特点

STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

STC89C52完全兼容AT89C51 AT89C52 AT89S51 AT89S52 而且加入了更多新功能, 它内部有1280字节的SRAM、8-64K字节的内部程序存储器、2-8K字节的ISP引导码、除P0-P3口外还多P4口(PLCC封装)、片内自带8路8位AD(AD系列)，片内自带EEPROM、片机自带看门狗、双数据指针等。

1.3 单片机开发板

1、   复位电路

图1-1复位电路图

复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。

RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用频率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。

2、晶振电路

图1-2晶振电路图

简单地说，没有晶振，就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法执行程序代码，单片机就无法工作。

对于一个高可靠性的系统设计，晶体的选择非常重要，尤其设计带有睡眠唤醒，往往用低电压以求低功耗的系统，这是因为低供电电压使提供给晶体的激励功率减少，造成晶体起振很慢或根本就不能起振，这一现象在上电复位时并不特别明显，原因是上电时电路有足够的扰动，很容易建立振荡，在睡眠唤醒时，电路的扰动要比上电时小得多，起振变得很不容易，在振荡回路中，晶体既不能过激励，容易振到高次谐波上，也不能欠激励不容易起振，晶体的选择至少必须考虑、谐振频点、负载电容、激励功率、温度特性长期稳定性。

8051的时钟周期即CPU的晶振的振荡频率的振荡周期(频率的倒数) 当振荡频率为10MHZ时,振荡周期=1/10MHZ=0.1us机器周期是完成一个基本操作的时间单元，一个机器周期=12个时钟周期，当振荡频率为10MHZ时,机器周期=12x0.1=1.2us 8051的指令周期，指取出并执行一条指令的时间。一般为1-4个机器周期

3、  键盘和中断

矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到+5V上。当无键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。这一点是识别矩阵按键是否被按下的关键。然而，矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，各按键按下与否均影响该键所在行线和列线的电平，各按键间将相互影响，因此，必须将行线、列线信号配合起来作适当处理，才能确定闭合键的位置。

按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，行线在无键按下时处在高电平，显然，如果让所有的列线也处在高电平，那么，按键按下与否不会引起行线电平的变化，因此，必须使所有列线处在低电平，只有这样，当有键按下时，该键所在的行电平才会由高电平变为低电平。CPU根据行平电的变化，便能判定相应的行有键按下。8号键按下时，第2行一定为低电平，然而，第2行为低电平时，能否肯定是8号键按下呢？回答是否定的，因为9、10、11号键按下同样使第2行为低电平。为进一步确定具体键，不能使所有列线在同一时刻都处在低电平，可在某一时刻只让一条列线处于低电平，其余列线均处于高电平，另一时刻，让下一列处在低电平，依次循环，这种依次轮流每次选通一列的工作方式称为键盘扫描。

 外部中断请求源：即外中断0和1，经由外部管脚引入的，在单片机上有两个管脚，名称为INT0、INT1，也就是P3.2、P3.3这两个管脚。在内部的TCON中有四位是与外中断有关的。IT0：INT0触发方式控制位，可由软件进行置位和复位，IT0=0，INT0为低电平触发方式，IT0=1，INT0为负跳变触发方式。IE0：INT0中断请求标志位。当有外部的中断请求时，这位就会置1（这由硬件来完成），在CPU响应中断后，由硬件将IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。内部中断请求源TF0：定时器T0的溢出中断标记，当T0计数产生溢出时，由硬件置位TF0。当CPU响应中断后，再由硬件将TF0清0。TF1：与TF0类似。TI、RI：串行口发送、接收中断，中断允许寄存器IE在MCS－51中断系统中，中断的允许或禁止是由片内可进行位寻址的8位中断允许寄存器IE来控制的。

  

图1-3矩阵式键盘的结构

                                      第2章 单片机应用系统软件

2.1 STC下载软件

图2-1 总体方案原理框图

2.2 Keil软件

目前流行的51系列单片机开发软件是德国Keil公司推出的Keil C51软件，它是一个基于32位Windows环境的应用程序，支持C语言和汇编语言编程，其6.0以上的版本将编译和仿真软件统一为μVision（通常称为μV2）。Keil提供包括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，由以下几部分组成：μVision IDE集成开发环境（包括工程管理器①、源程序编辑器②、程序调试器③,C51编译器、A51汇编器、LIB51库管理器、BL51连接/定位器、OH51目标文件生成器以及 Monitor-51、RTX51实时操作系统。

应用Keil进行软件仿真开发的主要步骤为：编写源程序并保存—建立工程并添加源文件—设置工程—编译/汇编、连接，产生目标文件—程序调试。Keil使用“工程”（Project）的概念，对工程（而不能对单一的源程序）进行编译/汇编、连接等操作。工程的建立、设置、编译/汇编及连接产生目标文件的方法非常易于掌握。首先选择菜单File-New…，在源程序编辑器中输入汇编语言或C语言源程序（或选择File-Open…，直接打开已用其它编辑器编辑好的源程序文档）并保存，注意保存时必须在文件名后加上扩展名.asm（.a51）或.c；然后选择菜Project-New Project…，建立新工程并保存（保存时无需加扩展名，也可加上扩展名.uv2）；工程保存后会立即弹出一个设备选择对话框，选择CPU后点确定返回主界面。这时工程管理窗口的文件页（Files）会出现“Target1”，将其前面+号展开，接着选择Source Group1，右击鼠标弹出快捷菜单，选择“Add File to Group ‘Source Group1’”，出现一个对话框，要求寻找并加入源文件（在加入一个源文件后，该对话框不会消失，而是等待继续加入其它文件）。加入文件后点close返回主界面，展开“Source Group1”前面+号，就会看到所加入的文件，双击文件名，即可打开该源程序文件。紧接着对工程进行设置,选择工程管理窗口的Target1，再选择Project-Option forTarget ‘Target1’（或点右键弹出快捷菜单再选择该选项），打开工程属性设置对话框，共有8个选项卡，主要设置工作包括在Target选项卡中设置晶振频率、在Debug选项卡中设置实验仿真板等，如要写片，还必须在Output选项卡中选中“Creat Hex Fi”；其它选项卡内容一般可取默认值。工程设置后按F7键（或点击编译工具栏上相应图标）进行编译/汇编、连接以及产生目标文件。 

2.3 外部电路驱动

1、串口

2、定时器

3、中断

                                       第3章 00-59秒计时器设计

3.1 电路原理图

图3-1电路原理图

3.2 设计原理

在设计过程中我们用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒钟到来时，就让秒计数单元加 1 ，当秒计数达到 60 时，就自动返回到 0 ，从新秒计数。

对于秒计数单元中的数据要把它十位数和个数分开，方法仍采用对 10 整除和对 10 求余。

 在数码上显示，仍通过查表的方式完成。

 一秒时间的产生在这里我们采用软件精确延时的方法来完成，经过精确计算得到 1 秒时间为 1.002 秒。

图3-1 程序流程图

3.3 实现方法

系统的软件设计也是工具系统功能的设计。单片机软件的设计主要包括执行软件（完成各种实质性功能）的设计和监控软件的设计。单片机的软件设计通常要考虑以下几个方面的问题：

（1）根据软件功能要求，将系统软件划分为若干个相对独立的部分，设计出合理的总体结构，使软件开发清晰、简洁和流程合理；

（2）培养良好的编程风格，如考虑结构化程序设计、实行模块化、子程序化。既便于调试、链接，又便于移植和修改；

（3）绘制程序流程图；

（4）合理分配系统资源；

（5）为程序加入注释，提高可读性，实施软件工程；

                                                  第4章 实习总结

4.1 实习体会

大约20天的的实习已经结束了，通过这次的实习锻炼了我们的实践能力，也是对我们以后的实际工作能力的具体训练和考察过程。现在是一个高科技的时代，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域。因此对于我们这一专业的同学来说，学好单片机，并正确应用单片机是非常重要的。

此次单片机课程设计，从选题到定稿，从理论到实践，学到了很多的东西。同时不仅巩固了以前所学过的知识，而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，要把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次的课程设计还让我学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻言放弃。

4.2 设计硬件体会

设计过程，常有一些不如意，但毕竟这是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。在整个设计中也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。

单片机实习虽然结束了，但通过实习所学到的东西将长久存在。相信这次单片机设计带给我们的严谨的学习态度和一丝不苟的科学作风将会给我们未来的工作和学习打下一个更坚实的基础。

参考文献

[1] 张占松，孙时生，伍言真. 电路和系统的仿真实践. 北京:科学出版社电路.20##年1月

[2] Akagi H. Kanazawa Y ,Nabe A. Instantaneous reactive power compensators comprising switching devices without energy storage components.IEEE Trans. Ind. Applicat.,1984,20(3) .625-630

[3] Peng F Z, Akagi H,A H;Nabae A. A novel harmonic power filter.PESC Record,1988,1151-1159

[4] 朱东起,姜新建,马大铭. 无源和有源滤波器构成的并联型综合电力滤波系统.北京:清华大学学报(自然科学版),1999,39(3):49-52

[5] 邓肖粤、胡晓云《EDA在电子技术教学中的应用》  《实验与探索》   20##年12月

[6] 张占松，孙时生，伍言真. 电路和系统的仿真实践. 北京:科学出版社电路.20##年1月

[7] 郑春龙．Pspice在数模混合电路分析中的应用． 电子技术．1999(12)
[8] 纪良文，蒋静坪．机器人超声测距数据的采集与处理．电子技术应用．2001(4)

附录1 实物图

附录2 系统主要程序                               

#include<reg52.h>   

code unsigned char tab[]={0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90};  // 0-9

unsigned char Shiwei;//定义十位

unsigned char Gewei; //定义个位

void delay(unsigned int cnt)

{

 while(--cnt);

}

main()

{

TMOD |=0x01;//工作在模式1，16位定时

TH0=(65535-45872)/256;

TL0=(65535-45872)%256;

IE= 0x82;  //打开中断

TR0=1;     //打开定时开关

while(1)

  {

 

  P0=Shiwei;//显示十位

  P1=0xdf;

  delay(300);   //短暂延时

  P0=Gewei; //显示个位

  P1=0xef;

  delay(300);

  }

}

/*                    定时器中断函数                              */

void tim(void) interrupt 1 using 1

{

static unsigned char second,count;

TH0=(65535-45872)/256;

TL0=(65535-45872)%256;

count++;            

if (count==20)      

    {

    count=0;

    second++;         //秒加1

      if(second==60)

         second=0;

      Shiwei=tab[second/10];//十位显示值处理

    Gewei=tab[second%10]; //个位显示处理

   

        }

}