87课程设计说明书

一、课程基本介绍....................................................................................2二、课程设计的预备知识........................................................................3三、课题方案.............................................................................................3四、关键器件和设备................................................................................5五、相关芯片介绍....................................................................................55.1、89C51...........................................................................................55.2、MAX232......................................................................................95.3、七段LED数码显示器..............................................................105.4、MC14495...................................................................................11六、串行通信基本知识..........................................................................126.1、串行口介绍...............................................................................126.2、波特率计算...............................................................................136.3、功能说明...................................................................................14七、硬件设计...........................................................................................15八、程序设计...........................................................................................168.1、键盘设计...................................................................................168.2、51单片机之间转送与接受......................................................218.3、LED数码管显示.......................................................................25九、课题总程序......................................................................................26十、设计心得...........................................................................................33十一、参考文献......................................................................................342一、课程基本介绍(1)、课程设计目的微机原理课程设计是机械设计执照及其自动化专业的一门重要的专业实践课程，本课程设计以MCS51系统单片机为核心，综合运用微机原理，数字电路及微机接口技术的知识，使学生掌握微型计算机接口的方法及原理，具备一定的微机应用开发的实践能力。(2)、课程设计主要内容设计一通信系统，其特征是在51单片机与51单片机之间的通信。要求是通信距离是10m，通信速率是9600bps，并且要设计简单的通信协议。同时要求具有显示功能，可根据需要采用LED及LCD显示，键盘则根据需要设置。（3）、课程设计具体要求在老师指导下，独立完成一个单片机应用系统。工作量如下：1、电路原图（A3幅纸）1张，要求Protel软件绘制；2、程序流程图（A3及以上幅面）一张；3、设计说明书（20-30页）一本，内容能编译通过的源程序（有必要的注释）3二、课程设计的预备知识熟悉MCS51单片机汇编语言，能够编程出完整的一段程序。掌握单片机的扩展系统的特点，同时熟悉掌握微型计算机接口技术，例如按键显示，AD和DA转换，步进电机等。了解有关的的电路，例如内部时钟方式，外部时钟方式，部分的逻辑电路等。积累一些芯片的引脚图及其特点。在了解单片机知识的同时，也应该了解相关的课程。例如《传感器技术》，《数字电子技术》、《模拟电子技术》、《测控电路》，由于我们的课题并没有涉及到传感器知识，所以我们需要掌握数字电路及模拟电路的知识。虽然我们涉及传感器，但我们也看了一下其他的课题内容，通过其他同学了解到传感器相关的应用。三、课题方案单片机之间通信的方式通常有并行通信和串行通信两种。并行通信优点是传送速度快，缺点是占用数据传输线多，长距离传输成本高。单片机间通信通常采用串行通信方式。我们的课题主要是实现单片机甲与单片机乙之间传送数据。通讯双方约定发送方为甲机，接收方为乙机，首先甲机向乙机发送一联络数据，乙机接受到后响应应答信号，然后接受甲机发送的数据。如果乙机接收到数据不是正确，就向甲机发送错误指令，甲收到错误指令后重新传送数据。4最简单的连接方式如图1所示，传输线为电缆或是双绞线，但这样链接的距离不超过1.5m。图（1）如果通信距离较远（小于30m），可利用RS-232C接口延长通信距离，此时必须单片机的TTL电平与RS-232C标准电平进行转换。这就需要在双方的单片机接口部分增加RS-232C电平转换芯片。连接方式如图(2)图（2）5四、关键器件和设备①89C51单片机②MAX232串口芯片③数码管④按键⑤串口连接线⑥仿真器⑦译码器MC14495五、相关芯片介绍5.1、89C51主要特征4K字节可编程闪烁存储器；寿命：1000写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0Hz-24MHz；三级程序存储器锁定；128*8位内部RAM；32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；5个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式；片内振荡器和时钟电路。管脚说明如图（3）6图（3）VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P27口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。8ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。95.2、MAX232MAX232芯片是MAXIM公司推出的一款RS-232接口芯片。其引脚分布图如图（4）所示，MAX232内部包含两路接受器和驱动器的单电源电平转换芯片，适用于各种EIA-232接口。其外围电路简单，只需外外接四个1uF的电容即可。EIA-RS-232C电平：负逻辑逻辑1：–3~-15V逻辑0：+3~+15VTTL电平：正逻辑逻辑1：+2~+5V逻辑0：0V各引脚功能说明如下：C1+、C1-：电压加倍充电泵电容的正负端。Vs+、Vs-：充电泵产生的+8.5V，-8.5V电压。C2+、C2-：转化充电泵电容的正负端。10T2OUT、T1OUT:RS-232发送器输出。R2IN、R1IN:RS-232接受器输入。R2OUT、R1OUT:TTL\CMOS接收端输出。T2IN、T1IN:TTL/CMOS接受其输入。GND：接地端。Vcc：电源端，供电电压范围：4.5V~5.5V。5.3、七段LED数码显示器七段LED数码管显示器能够显示十进制或十六进制