單片機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)答辯演示文稿

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯基于Proteus和Keil的單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：張東輝設(shè) 計(jì)：馮立崗一、單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能一、單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能 1）利用8個(gè)發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)從右向左一次點(diǎn)亮來(lái)達(dá)到流水燈實(shí)驗(yàn)的目的； 2）通過(guò)對(duì)44行列式鍵盤的掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)交互，并能夠在單個(gè)七段數(shù)碼管上顯示鍵盤的鍵值（即十六進(jìn)制的0到F）； 3）接通1602LCD液晶顯示屏來(lái)實(shí)現(xiàn)在兩行共32個(gè)顯示位置顯示字符，并且能夠在LCD顯示屏幕上顯示字符串； 4）在三個(gè)七段數(shù)碼管組成的顯示屏上能夠?qū)崿F(xiàn)INT0中斷計(jì)數(shù)功能以及實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示功能，并且計(jì)數(shù)器與動(dòng)態(tài)顯示的數(shù)值范圍為十

2、進(jìn)制的000-999； 5）能夠利用88點(diǎn)陣屏幕初步實(shí)現(xiàn)單個(gè)字符的靜態(tài)顯示； 6）根據(jù)點(diǎn)陣屏幕的掃描原理能夠在1616點(diǎn)陣顯示屏上循環(huán)顯示“河北建筑工程學(xué)院”8個(gè)字； 7）利用P1口實(shí)現(xiàn)單列鍵盤的讀取來(lái)實(shí)現(xiàn)8位搶答器的設(shè)計(jì)。二、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)構(gòu)成二、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)構(gòu)成單片機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)主要包含下圖的七個(gè)模塊并利用這七個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)8個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)采用總線連接各實(shí)驗(yàn)相關(guān)模塊，數(shù)據(jù)總線采用P0口來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀操作與寫操作，用P2口作為地址總線的高8位地址,P0口接74HC373鎖存器來(lái)鎖存低8位地址信號(hào)，本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有8個(gè)故為了方

3、便從低8位開始排址，即第一個(gè)模塊的地址接P0.0口（地址標(biāo)號(hào)：A0）第二個(gè)模塊依次排列，P1口作為機(jī)動(dòng)控制線，即根據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的不同要求使用。原理圖中各接口的標(biāo)號(hào)安排如下： P0.0-P0.7對(duì)應(yīng)D0-D7； P1.0-P1.7對(duì)應(yīng)C0-C7； P2.0-P2.7對(duì)應(yīng)A8-D15； P3.0-P3.7對(duì)應(yīng)B0-B7； 其中地址總線的低8位采用在P0口接74HC373鎖存器來(lái)鎖存從P0口輸出的低8位地址，分別對(duì)應(yīng)A0-A7。 設(shè)計(jì)過(guò)程中在對(duì)各個(gè)模塊地址的分配時(shí)剛開始采用P2口的高8位地址，后來(lái)由于鍵盤與1616點(diǎn)陣會(huì)同時(shí)接入P1口而導(dǎo)致點(diǎn)陣顯示緩慢，所以就使用了現(xiàn)在的P0口復(fù)用的低8位地址。 低8

4、位采用P3.0（定義為addr）口控制鎖存器來(lái)實(shí)現(xiàn)低8位地址的鎖存：其實(shí)現(xiàn)方法是addr=1，然后P0口輸出地址代碼，延時(shí)，然后addr=0，鎖存地址接通與地址對(duì)應(yīng)的模塊，然后P0口輸入輸出數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)功能。 addr=1; P0=0 x42; addr=0;這段程序?qū)崿F(xiàn)的功能就是接通0 x42所對(duì)應(yīng)的模塊。在本設(shè)計(jì)中0 x42表示動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)所用到的模塊地址。一般這三行調(diào)用模塊的語(yǔ)句在各個(gè)實(shí)驗(yàn)子程序開頭。 由時(shí)鐘電路和上電自動(dòng)復(fù)位電路構(gòu)成的單片機(jī)最小系統(tǒng)。2、流水燈設(shè)計(jì) 從原理圖中可以看到流水燈模塊電路連接比較簡(jiǎn)單，主要是D1-D8等8個(gè)發(fā)光二極管，利用一片74HC373來(lái)與總線隔離

5、。 在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的時(shí)候主要就是先對(duì)P0口賦值0 xfe，來(lái)點(diǎn)亮最右邊的一個(gè)發(fā)光二極管然后通過(guò)移位函數(shù)來(lái)是8個(gè)發(fā)光二極管從左到右一次點(diǎn)亮。效果如圖：3、44行列式鍵盤的實(shí)現(xiàn)及顯示 在本試驗(yàn)中需要顯示十六進(jìn)制的0-F一共十六個(gè)符號(hào)需要十六個(gè)鍵，而I/O的數(shù)目有限，因此將鍵盤排列成行列式，按鍵設(shè)置在行列式交點(diǎn)上，行列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。列線通過(guò)上拉電阻接+5V電源，并將行線所接的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口作為輸入。這樣當(dāng)按鍵沒有被按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，一旦有鍵按下，則行線輸出低電平，輸入線電平就會(huì)被拉低。這樣通過(guò)讀取輸入線的狀態(tài)就可以得知是否有按鍵被按下了。 要判斷

6、鍵盤中有無(wú)鍵按下，首先將全部行線置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平列線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中；若所有列線均為高電平，則鍵盤中無(wú)鍵按下。判斷閉合鍵所在的位置，在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。 其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其他行線為高電平。在確定某根行線置為低電平后，在逐行檢測(cè)各列的電平狀態(tài)。若某列為低電平，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。按鍵顯示電路是由一個(gè)七段數(shù)碼管來(lái)完成的單段數(shù)碼管可以顯示十六進(jìn)制的0-F；數(shù)碼管介紹： LED數(shù)碼管一般由8個(gè)發(fā)光二極管組

7、成，7個(gè)發(fā)光二極管組成一個(gè)“8”，另一個(gè)發(fā)光二極管為小數(shù)點(diǎn)，可顯示09及一些英文字母或特殊字符。LED有不同的大小及顏色，分為共陰極與共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)，共陽(yáng)極是8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起作為一個(gè)公共端；共陰極是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極連在一起作為一個(gè)公共端。當(dāng)LED的8個(gè)發(fā)光二極管的某一段加上正向電流時(shí)，該段被點(diǎn)亮，沒有通電流的則不亮。4、1602LCD字符顯示實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的功能是在LCD液晶屏幕上顯示小寫26個(gè)英文字母跟數(shù)字1-6，一共32個(gè)字符，清屏后再顯示大寫的26個(gè)英文字母。這是如果退出鍵是按下狀態(tài)則在液晶屏上顯示“up the return button!”如果退出鍵是斷開狀態(tài)則再循

8、環(huán)顯示前兩項(xiàng)。 在設(shè)計(jì)液晶顯示時(shí)候用到的函數(shù)有清屏函數(shù)LcdInitiate（）、定位函數(shù)WriteAddress（）、寫數(shù)據(jù)函數(shù)WriteData（）、以及 寫字符串函數(shù)show（）。寫地址函數(shù)如下：void WriteAddress(unsigned char x) WriteInstruction(x|0 x80); 顯示位置的確定方法規(guī)定為“80H+地址碼x”。從圖上可以看到一共有兩行共32個(gè)字符顯示位置，函數(shù)中的X表示液晶屏的32個(gè)地址代碼，如下圖，其中第一行的地址碼為00-0f，第二行地址代碼為40-4f。 可以看到上下兩行的地址碼不是連續(xù)的，如果我們要在第一行第3個(gè)位置開始輸入一

9、個(gè)字符串又該如何實(shí)現(xiàn)呢？這就要用到字符串顯示函數(shù)show（）了。在介紹show（）方法之前先看下單個(gè)字符顯示函數(shù)：void WriteData(unsigned char y) while(BusyTest()=1); RS=1; /RS為高電平，RW為低電平時(shí)，可以寫入數(shù)據(jù) RW=0; E=0; /E置低電平，寫指令時(shí)，E為高脈沖， / 就是讓E從0到1發(fā)生正跳變，所以應(yīng)先置0 P0=y; /將數(shù)據(jù)送入P0口，即將數(shù)據(jù)寫入液晶模塊 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); /空操作四個(gè)機(jī)器周期，給硬件反應(yīng)時(shí)間 E=1; /E置高電平 _nop_(); _nop_

10、(); _nop_(); _nop_(); /空操作四個(gè)機(jī)器周期，給硬件反應(yīng)時(shí)間 E=0; /當(dāng)E由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊開始執(zhí)行命令 可見通過(guò)地址與寫字符函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)在任意位置輸入單個(gè)字符而show（）函數(shù)就是通過(guò)對(duì)這兩個(gè)函數(shù)的多次調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)字符串輸入的函數(shù)主體如下：void show(int x,int y,char *str) / x代表第幾列，y代表第幾行 /*str表示字符串指針 register i=0; if(stri!=0) /判斷字符串是否存在 if(y=0) /判斷行數(shù) for(i=0;i=16;i+)/前16個(gè)寫到第一行 WriteAddress(0 x00+x)

11、; WriteData(stri); x+; delay11(100); x=0 x00; for(i=16;i=32;i+)/后16個(gè)字符寫到第二行 WriteAddress(0 x40+x); WriteData(stri); x+; delay11(100); if(y=1) /第二行 for(i=0;i=16;i+) WriteAddress(0 x40+x); WriteData(stri); x+;delay11(100); /實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果如圖5、1616點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)顯示字符實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)所能實(shí)現(xiàn)的功能是在右圖的點(diǎn)陣屏上依次顯示出“河北建筑工程學(xué)院”8個(gè)漢字。 在顯示的過(guò)程中，每顯示一個(gè)

12、漢字程序都會(huì)檢查依次退出鍵的狀態(tài)，如果退出鍵長(zhǎng)時(shí)間按下就會(huì)退出顯示函數(shù)而轉(zhuǎn)到實(shí)驗(yàn)選擇狀態(tài)，如果退出鍵沒有按下則繼續(xù)顯示下一字符。 點(diǎn)陣屏的橫線掃描驅(qū)動(dòng)電路如右圖所示，通過(guò)兩片3線-8線譯碼器組成4線-16線譯碼器來(lái)控制點(diǎn)陣屏的橫線點(diǎn)陣的亮滅。 通過(guò)sw16中的掃描碼來(lái)控制行的通斷，與后面的列掃描聯(lián)合起來(lái)即可實(shí)現(xiàn)整屏的1616點(diǎn)陣的字符顯示。 點(diǎn)陣屏的列線掃描驅(qū)動(dòng)電路如下圖所示，通過(guò)兩片移位緩存器74LS595串接成的緩存器來(lái)控制點(diǎn)陣屏的列線點(diǎn)陣的亮滅。 通過(guò)字庫(kù)中的字庫(kù)代碼來(lái)控制列的通斷。shcp1(uchar temp) uchar i; for (i=0;i8;i+) temp=temp1

13、; ds=CY; shcp=1; shcp=0; Shcp1（）函數(shù)的功能是將8位的temp轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)傳到74LS595緩存器中并并行輸出 void stcp1(void)stcp=1;stcp=0;Stcp1（）函數(shù)的功能是在送完一行的數(shù)據(jù)后輸出一個(gè)鎖存時(shí)鐘信號(hào)。 void hang (uchar t) uchar l; j=32*t; for(i=0;i16;i+) P0=swi; for(l=0;l2;l+) temp=hangzij; shcp1(temp); j=j+1; Hang（）函數(shù)的功能是向點(diǎn)陣屏輸出第t個(gè)漢字字庫(kù)代碼。達(dá)到顯示漢字的目的。if (j=32*(t+1) j=0; stcp1();delay16(1); 在Proteus軟件中的仿真結(jié)果6、88點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)顯示字符實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟?8點(diǎn)陣屏上靜態(tài)顯示字符“去”，顯示效果相對(duì)1616點(diǎn)陣屏較差，只能顯示一些簡(jiǎn)單的字符。仿真結(jié)果7、INT0中斷計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)在三位的數(shù)碼管上顯示計(jì)數(shù)功能，利用外部中斷