第1章概述 1.1设计目的及意义 木设计的主要n的是实现单片机的数据釆集及显示功能，为实现该功能，进 行了有关的硬件电路设计与软件编程设计。硬件电路设计屮，运用protel99,在 己给实验板和实验板原理图的基础上，选择实验板上所爪于本设计的器件，并进 行了设计硬件原理图的设计以及实验的硬件连接。软件编程设计屮，运用keil3 编程环境，对设计要实现的功能进行编程，整体程序可分成一个主程序和多个子 程序，子程序W基于ADC0832的A/D转换程序、基于AT89C52的标度转换程序和基 于74LS164的静态显示程序。通过自己完成设计，让我们对数据釆集有了清晰的 认识，对单片机数据采集及处理数据的原理也有了更深的了解，达到学习与实践 相结合，学以致用的FI的。 1.2设计内容 木设计运用单片机STC89C52进行数据釆集的设计，让电压模拟量（0-5V) 通过模拟量/数字量转换芯片（ADC0832),送入申?片机，进行数据处理之后，通 过移位寄存器（74LS164),静态显示在LED显示数码管上。实验的模拟量数据是 通过一个可调电位器输出0-5V的模拟量，显示是0-100摄氏度的静态显示。 第2章总体方案设计 2.1数据采集系统功能 数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户 自定义的测量系统。数据采集系统通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数 字信号，并进行分析、处理、传输、显示、存储和显示。它起始于20卅纪屮期， 在过去的几十年里，随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方而的技术也取 得了长足的进步，采集数据的信息化是n前社会的发展主流方A。各种领域都用 到了数据釆集，在石油勘探、科学实验、飞机飞行、地震数据釆集领域已经得到 应用。 数据采集技术是对传感器信号的测量与处理，以微型计算机等高技术为基 础时形成的一门综合应用技术。数据采集也是从一个或多个信号获取对象信息的 过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为口益重要的 检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据釆 集是工业控制等系统屮的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来 实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 尽管现在以微机为核心的可编程数据采集与处理技术作为数据采集技术的 发展方句得到了迅速的发展，并且适于通用微机使用的板卡级数据采集产品也已 大量出现，组成一个数据釆集系统简单到只需要一块数据采集卡,把它插在微机 的扩展槽内，并辅以应用软件，就能实现数据釆集功能，但这并不会对基于单片机 为核心的数据采集系统产生影响，因为单片机功能强大、抗干扰能力强、可靠性 高、灵活性好、开发容易等优点，使得基于单片机为核心的数据采集系统在许多 领域得到了广泛的应用。 本系统釆用A/D转换器送入模拟信号，而单片机负责处理接受过来的数字量 的处理及显示，主机和板卡之间用RS-232进行通信。这样就可以在计算机上编程 序，然后下载到单片机内进行处理。系统框图如图2. 1所示： 图2. 1系统框图 2.2方案论证 2.2.1单片机的选择 单片机是一种面向大规模的集成电路芯片，是微型计算机中的一 ?个重要的分 支。此系统是由CPU、随即存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路 (I/O 口），还包括中行通信口、显示驱动电路（LED驱动电路）、脉宽调制电路、 模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一个单块芯片上，构成了一个最小 但完善的计算机任务。单片机要使用特定的组译和编译软件编译程序，再用 keiluvision2把程序下载到单片机内。 丨flj本设计选爪的是STC89C52。 A/D模数转换器选择 A/D转换器是将模拟量转换为数字量的器件。A/D转换器的种类很多，就位 数来说，可以分为8位、10位、12位和16位等。位数越高其分辨率就越高，价 格也就越贵。A/D转换器型号很多，而其转换时间和转换误差也各不和同。 逐渐逼近式A/D转换器：它是-?种速度快、精度较高、成本较低的直接 式转换器，艽转换吋叫在几微秒到几百微秒之叫。 双积分A/D转换器：它是一种间接式的A/D转换器，优点是抗千扰能力 LED显示器 键盘 MAX232 单片机 采集信号 强，精度比较高，缺点是数度很慢，适用于对转换数度要求不高的系统。 并行式A/D转换器：它乂被称为flash (快速）型，它的转换数度很高， 但她采用了很多个比较器，而II位的转换就需要2n-l个比较器，因此电路规模 也极大，价格也很贵，只适用于视频A/D转换器等数度特别高的领域。 木设计选用的是逐渐逼近式A/D转换器——ADC0832。 2.2.3串行□选择 该申行口选爪了标准RS-232C接口，它是电平与TTL电平转换驱动电路。

单片机小系统板安装实习报告

单片机小系统板安装实习

《单片机原理与应用》是电子信息工程专业的一门重要专业课，对应用能力和动手能力要求很高。通过单片机小系统板安装实习，巩固所学理论知识、培养系统设计的思想、提高自身的动手能力，学到电子产品的工艺设计知识，了解电子产品制造过程、熟悉电子产品工艺，掌握制作电子产品的操作技能，为进一步学习和应用奠定基础。

1、熟悉电路结构，分析电路原理图。 (1) 实验板的特性

SXY-MCU单片机实验开发板的CPU可与51系列（DIP40）单片机兼容，其功能强大，充分利用单片机自身的资源构成最小系统。主要由I2C ROM模块、RS232模块、485接口、数码管显示模块、指示灯模块、继电器模块、键盘显示模块、温度传感模块、红外线接收器模块等八个模块组成。通过一系列实验，实现单片机I/O控制、中断控制、数码管显示、键盘扫描输入、数据通信、温度采集、红外线遥控、继电器控制、音响控制和I2C总线功能，实现各个模块的功能。

(2) 各个功能模块的连接情况

I2C ROM模块：本模块采用了AT24C02串行ROM，此器件使用了I2C总线接口模式，如原理图所示，单片机的.com）。

本文介绍的PC/AT键盘具有结构简单、设计灵活、安全可靠的特点，可用于标准PC和嵌入式PC。本键盘可以在标准的键盘基础上进行改造，只需换掉原来的控制芯片即可，可节省设计成本。

单片机C51编程几个有用的模块(1)

KeilC51常用功能模块使用说明

本文档包括单片机系统中常用到的时钟中断、通讯及键盘扫描等模块(见所附源程序)的说明。这些模块使用前后台系统模型。为达到最大的灵活性,需要在用户工程中定义.com）。

本文介绍的PC/AT键盘具有结构简单、设计灵活、安全可靠的特点，可用于标准PC和嵌入式PC。本键盘可以在标准的键盘基础上进行改造，只需换掉原来的控制芯片即可，可节省设计成本。单片机C51编程几个有用的模块(1)KeilC51常用功能模块使用说明

本文档包括单片机系统中常用到的时钟中断、通讯及键盘扫描等模块(见所附源程序)的说明。这些模块使用前后台系统模型。为达到最大的灵活性,需要在用户工程中定义，欢迎阅读单片机原理与应用考试大纲。

《单片机原理与应用》实验课程计划 方案一：电子实习方式

以电子产品生产为背景，通过电子实习使学生学到电子产品的工艺设计知识、电子产品制作过程，掌握制作电子产品的操作技能。

具体划分为几下几个步骤：

1、 焊接练习（大一上学期已经完成）

2、 常用元器件和仪器仪表介绍及检测方法（大一上学期已经完成）

3、 硬件原理图设计（8学时）

4、 PCB设计及焊接（4学时）

5、 测试记录及分析（4学时）

6、 单片机软件程序设计（8学时）

7、 实习文档总结（4学时）

实现难点：原理图设计是重点及难点，学时紧张 方案二：购买PCB印制板方式

购买成品的PCB印制板，要求各模块满足单片机应用的基本功能，学生练习焊接、测试、软件程序设计等操作技能。

具体划分为几下几个步骤：

1、 PCB焊接（4学时）

2、 测试记录及分析（8学时）

3、单片机软件程序设计（12学时）

4、实习文档总结（4学时）

实现难点：购买到价格合适功能齐全的印制板 方案三：购买李群芳老师的实验单板

购买成熟的DEMO板，学生练习实验和在线编程，学习开发环境和单片机的在线编程、仿真调试等技能。

具体划分为以下几个步骤：

1、 实验程序设计、仿真调试技术

2、 实现接口输入/输出、中断、定时/计数器、实施程序设计。

实现难点：李老师是否愿意技术转让的问题。其中和电信系刘玉老师聊天的时候说Dian团队卖51单板，学生立刻发了邮件给我，也存在技术转让的问题。

基于单片机的交通灯设计

通过本实验使学生建立应用电子产品系统开发思想，掌握可编程主控芯片产品、系统开发的开发原理、开发方法和开发过程。

1、 建立基于单片机控制的交通灯模型，并划分软、硬件功能；

2、 以DVCC598JH++仿真器为基础，设计硬件电路；

4、 软、硬件仿真与调试。

把红、绿、蓝3个发光二极管作为一组，分别用4组发光二极管模拟十字路口交通灯。正常情况下，各道口通、断50s，通、断之间等待10s；特殊情况各道口分别可以一直通断，直到特殊情况解除。

2、软、硬件功能划分：

发光二极管亮、灭显示由硬件电路完成；亮、灭的时间由软件控制。

3、交通灯硬件电路设计：

5、软、硬件仿真与调试：

《单片机原理与应用》实验教案

共8个实验，要求8次上机完成。这8个实验分别为： 实验一 利用软件仿真器调试算术运算程序 实验二 INT0中断实验

实验三 定时器/计数器定时实验 实验四 定时器/计数器计数实验

实验五 定时器/计数器T0扩展外部中断源实验 实验六 串行口扩展实验 实验七 DAC0832数模转换实验 实验八 8155接口芯片使用实验

其中前六个实验为验证性实验，第七个实验为设计性实验。 最后一个为综合性实验。每个实验3学时。

1、实验前认真阅读实验要求，明确实验目的和实验任务。

2、拟订实验步骤，编好上机程序。

共八个实验，每个实验完成后交实验报告，写在实验报

告纸上，报告中应包含以下内容：

1、 实验名称、实验人姓名、学号、班级

2、 实验目的、任务（内容）；

（2）要求写出已调试通过的实验程序清单（加适量注 释）

第三章 实验项目及内容

实验一 利用软件仿真器调试算术运算程序 1．目的要求

（1） 熟悉WAVE调试软件的使用。 （2） 熟悉算术运算程序编程和调试的方法。 2．实验内容

（1）有6个数据分别放在片内RAM区50H~55H单元中，试求和，并将结果放在片内RAM区03H（高位），04H（低位）单元中。

（2） 编程将内部RAM70H~7FH中的16个数据按从小到 大的顺序重新排序。

实验二 INT0中断实验 （验证性实验

（1）掌握MCS-51单片机中断原理以及编程使用方法。 （2）理解下降沿中断和低电平中断的区别。

（1）编写主程序，读取开关SW1的状态，当其闭合时初始化为下降沿中断，反之，初始化为低电平中断，且发光管灭；编写中断服务程序，使发光管闪烁5次，间隔250ms，即中断服务程序的执行时间为2.5秒。退出中断程序时，使发光管灭。 （2） 用万用表测量C点的电平，按下TR31秒钟，然后松 开，观察C点电平的变化。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

实验三 定时器/计数器定时实验 （验证性实验

（1） 掌握MCS-51单片机定时器/计数器定时功能的使用方法。

（2） 了解定时和计数的本质区别和联系。

编写程序，初始化定时器/计数器T0工作在定时方式1，使P1.2输出周期为10秒的方波，即使发光管亮3秒，灭7秒。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

（1）掌握MCS-51单片机定时器/计数器计数功能的使用方法。

（2）了解定时和计数的本质区别和联系。

编写程序，通过8个发光二极管来显示所计脉冲个数。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

实验五 定时器/计数器T0扩展外部中断源实验

掌握利用定时器/计数器扩展外部中断源使用的方法。

编写主程序，使发光管灭；编写中断服务程序，当执行中断服务程序时，发光管闪烁5次，间隔500ms，主程序运行后通过按TR3按钮触发中断。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

实验六 串行口扩展实验 （验证性实验

（1）掌握MCS-51单片机串行口方式0的工作原理。 （2）了解方式0的应用，即通过串行口扩展输出口，进行静态显示的方法。

（3） 掌握串行移位寄存器芯片74LS164的工作原理。

编制程序使数码管循环依次显示00到99，每秒加1。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

实验七 DAC0832数模转换实验 （设计性实验

（1）掌握DAC0832与MCS51单片机的接口方法。 （2）掌握D/A转换程序的设计方法。

认真复习所学习的DAC0832的工作方式，利用单缓冲

方式使0832输出锯齿波和三角波。并设计使运放LM741输出0-5V和0--5V的波形。如果不用示波器，如何测试你所设计的电路和所编写的程序是否正确。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块 、

D/A转换器的输入为数字量,经转换后输出为模拟量。

DAC0832为一个8位D/A转换器,单电源供电,在+5~+15V范围内均可正常工作。MCS-51单片机与DAC0832的接口有3种连接方式,即直通方式、单缓冲方式及双缓冲方式。所谓单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个处于直通方式,而另一个处于受控的锁存方式,当然也可使两个寄存器同时选通及锁存。本实验中采用该方式。要求WR1和WR2连接在一起接在89C51的WR端，CS和XFER连接在一起接在片选端，ILE接+5V。

0832可以产生很多波形，如：三角波、锯齿波、梯形波等。 5．设计内容

编制程序使运放LM741输出锯齿波和三角波，具体步骤：断开开关SW1，输出锯齿波；闭和开关SW1，输出三角波。

实验8 8155接口芯片使用实验 （综合性实验

（！）掌握MCS-51单片机系统I/O扩展方法。

（2）掌握并行接口芯片8155的性能以及编程使用方法。 （3）掌握单片机系统动态LED显示和键盘输入程序的设计方法。

编写程序实现下列功能：程序运行后数码显示管显示HHMMSS（000000），即时分秒，按键调整其为正确的时间并继续运行。

该实验综合性较强，建议学生分两步走：第一步完成显示，可以参考实验六；第二步完成键盘扫描。

实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块

每个实验：预习10%、实验操作60%、实验报告30%。 最后成绩以每次实验课程成绩累加被实验项目个数相除的办法计算。

1、《单片机接口技术开发实验指导书》

北京科技大学C31实验室

2、《8051实验指导书》