单片机课程结业论文
题 目： 城市灯光闪烁控制装置 专 业： 应用电子技术________ 班 级： 2008级02班_________ 学 号： 2008_110727_________ 姓 名： 孙___开___华________ 指导老师： 霍___福___翠________
2010年10月16日
1.绪 论
二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在这个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。
单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。
现在，这种单片机的使用领域已十分广泛。彩电、冰箱、空调、录像机、VCD、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。 单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。单片机按用途大体上可分为两类，一种是通用型单片机，另一种是专用型单片机。
1.1 单片机基础知识
单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。
MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品，与MCS- 48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习。
MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。
DP-51S单片机仿真实验仪是由广州致远电子有限公司设计的DP系列单片机仿真实验仪之一，是一种功能强大的单片机应用技术学习、调试。
1.2 单片机的应用领域
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴： 一、在智能仪器仪表的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。 二、在家用电器中的应用
可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。
三、在工业控制中的应用
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用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。
四、在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。 五、单片机在医用设备领域中的应用
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
此外，单片机在工商、金融、科研、教育、国防航空等领域都有着十分广泛的用途。 2.1 硬件设计
2.1.1 80C51单片机的内部结构
图2-1为80C51单片机功能结构框图
80C51 芯片内部集成了 CPU、RAM、ROM、定时/计数器和I/O口等各功能部件，并由内部总线把这些不见连接在一起。
80C51单片机内部包含以下一些功能部件： (1) 一个8位CPU；
(2) 一个片内振荡器和时钟电路； (3) 4KB ROM（80C51有4KB掩膜ROM，87C51有4KB EPROM，80C31片内有无ROM）； (4) 128B内RAM；
(5) 可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路； (6) 两个16位定时/计数器； (7) 21个特许功能寄存器；
(8) 4个8位并行I/O口，共32条可编程I/O端线； (9) 一个可编程全双工串行口；
(10) 5个中断源，可设置成2个优先级。
外时钟源 外部事件计数
振荡器及 时序 OSC 程序存储器4KB ROM 数据存储器256B 2个16位定时器/计数器 8051CPU 可编程I/O 64K总线扩 展控制器
可编程全双工串行口 中断 控制 并 行 口 串行通信
图2-1 80C51单片机功能结构框图
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3.软件设计
3.1 显示模式设计 一、显示灯的排列： L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 二、显示模式：
以上是对电灯显示模式分析出来的表格，每个不同的模式号对应不同的显示状态，对应的参数也不同。
本装置在使用中，是用到定时器来控制不同的闪烁方式的。当一个完整的闪烁结束后，即可转入新的闪烁方式。 3.2 程序流程图
3.2.1主程序流程图
模式号 08 07 06 05 04 03 02 01 显示状态 L1~L6全亮 L1~L8亮，L9~L16不亮 L1~L8不亮，L9~L16亮 L1~L16奇数亮，偶数不亮 L1~L16偶数亮，奇数不亮 L1、L2、L5、L6、L9、L10、L13、L14亮 L3、L4、L7、L8、L11、L12、L15、L16亮 L1~L4、L9~L12亮 参数 P1=FFH,P0=FFH P1=FFH,P0=00H P1=00H,P0=FFH P1=AAH,P0=AAH P1=55H,P0=55H P1=CCH,P0=CCH P1=33H,P0=33H P1=F0H,P0=F0H 4
3.2.2 中断服务程序流程图
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3.3程序设计
以下是城市灯光闪烁控制装置的完整源程序：
*************************************** 主程序
*************************************** MAIN: MOV SP, #SP
MOV 30H, #08H MOV P1, #FFH MOV P0, FFH CLR TR0
TO: MOV TMOD, #01H
MOV TH0, #3CH MOV TL0, #0B0H SETB TR0 T1: MOV 30H, #50
M8: CJNE 30H, #00H, M8 CJNE 31H, 08H, M7 MOV P1, FFH MOV P0, FFH DEC 31H SJMP T1
M7: CJNE 31H, 07H, M6 MOV P1, FFH MOV P0, 00H DEC 31H SJMP T1
M6: CJNE 31H, 06H, M5 MOV P1, 00H MOV P0, FFH DEC 31H SJMP T1
M5: CJNE 31H, 05H, M4 MOV P1, F0H MOV P0, F0H DEC 31H SJMP T1
M4: CJNE 31H, 04H, M3 MOV P1, AAH MOV P0, AAH DEC 31H SJMP T1
M3: CJNE 31H, 03H, M2 MOV P1, CCH
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MOV P0, CCH DEC 31H SJMP T1
M2: CJNE 31H, 02H, M1 MOV P1, 55H MOV P0, 55H DEC 31H LJMP T1
M1: CJNE 31H, 01H MOV P1, 33H MOV P0, 33H MOV 31H, 08H LJMP T1
*************************************** 中断服务程序
*************************************** INT1: PUSH 30H PUSH 31H CLR TR0
MOV TMOD, #01H
MOV TH0, #3CH MOV TL0, #0B0H DEC 30H POP 31H POP 30H SETB TR0 RETI
4.城市灯光闪烁控制装置的调试
4.1 系统调试
4.1.1 检查硬件连接
包括各元器件的正确使用，例如：地线、电源线的接口。检查电路板，各线路是否正确连接，各元器件是否安全焊上，是否牢固等等。
4.1.2 检查软件系统 1、根据系统的原理结构检查各流程图是否正确，再根据流程图来检查程序是否也正确。 2、分别写出各指令的正确含义，包括中断定时延时时间和初始化时方式字和控制口地址。
3、将所有程序组织起来，在软件环境下运行，检查程序是否正确。通过对硬件和软件系统的认真检查，反复测试，结果系统检测成功，可以进一步运行调试。
4、运行调试：在电脑输入程序后，各硬件连接正确无误时，接上电源，输入命令开始运行调试。
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4.2 测试结果
本系统基本上能符合设计者的要求，因条件所限还未有实际的运行。
5.结业设计总结
5.1 设计总结
单片机的设计至今为止已经进入了令人鼓舞的阶段，在进行了长达几个月的时间的摸索与实验，使我不仅仅是对于单片机入门软件与硬件的常用设计与功能，还使我对于一项设计研究的制作过程所需要的详细步骤和具体的实现方法的力度的掌握。基于此作品作为毕业设计的创作成果，在当其中机器的功能等方面并非处于一个成熟的阶段，而且仅仅是因为向延元老师的要求以及我们的初步尝试，当中的缺点是无可非议地存在着。 当然在这次宝贵的结业设计活动中，经验才是对于我们最大的收获，而且还增强了自身对未知问题以及对知识的深化认识的能力，用受益匪浅这个词语来概括这次难忘的活动我觉得再合适不过了。但是，光是完成了作品还是不可以自我满足的，在从一开始的时候就怀着将作品制作得更加人性化，更加令人满意，更加地使功能完美又方便地被应用领域这个最终目的下，随着对单片机这门学科的认识加深，到达了拓展的程度，我想这个目的将在不远的时期内被实现。
总之，这次设计从软件编写、调试到软硬件联机调试，我倾注了大量的时间和心血。真是曾经为程序的编写而冥思查找过，曾经为无法找出错误而郁闷苦恼过，也曾经为某一功能不能实现而犹豫彷徨过，但最终我成功了。
因为我不仅品味到了结果的喜悦，更明白了过程的弥足珍贵。 5.2 心得体会
随着毕业日子的到来，结业设计也接近了尾声。在没有做结业设计以前觉得结业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做结业设计发现自己的看法有点太片面。结业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次结业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次结业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 在此要感谢我的指导老师霍福翠对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，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。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次结业设计的最大收获和财富，使我终身受益。
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