单片机应用技术
实训
学院： 机 电 学 院 班级： 机 电 1103 学号： 2011200193 姓名： 文君
一、设计题目
利用单片机和按键配合实现LED灯场景控制，循环点亮控制及点亮频率变化控制、7段数码管显示控制
二、设计要求
1、设计一个具有上电复位功能的单片机最小系统。 2、按照设计的单片机最小系统焊接一个实物电路。
3、设计满足程序功能的按键、8个LED灯及7段数码管外围电路。 4、利用单片机进行8个LED灯的循环点亮。 5、通过按键变化8个LED灯循环点亮的频率。 6、通过按键实现不同颜色LED灯的控制。
7、利用单片机和外围数码管电路实现数码显示0到9的数码。 8、给按键赋值，按某个按键显示对应的数码。
三、硬件设计
硬件电路设计原理图：
数码管显示数码6截图：
数码管显示数码1截图：
不同色彩LED灯的控制截图：
8个LED灯跑马灯截图
:
At89c51单片机简介：
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高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。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C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。
At89c51单片机的主要特点：
1、与MCS-51 兼容
2、4K字节可编程闪烁存储器 3、寿命：1000写/擦循环 4、数据保留时间：10年 5、全静态工作：0Hz-24Hz 6、三级程序存储器锁定 7、128*8位内部RAM 8、32可编程I/O线 9、两个16位定时器/计数器 10、5个中断源 11、可编程串行通道
12、低功耗的闲置和掉电模式 13、片内振荡器和时钟电路
四、软件设计流程图
LED跑马灯程序流程图：
数码管程序流程图：
五、重点程序解释
unsigned char code dx[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; 程序解释：此段代码为共阳极7段数码管0到9十个数码的显示代码
void delay20ms() { }
程序解释：此段程序代码利用51单片机定时器0的准确定时功能，实现精确的20ms延时。
void delay_50us(uint t) {
uchar j; for(;t>0;t--) }
程序解释：此段程序代码利用for循环语句，配合51单片机的指令周期，实现50us的大概延时。 uchar keyscan() {
TH0=(65535-20000)/256; TL0=(65535-20000)%256; TR0=1; while(!TF0) ; TF0=0;
for(j=19;j>0;j--)
;
uchar x=0; P2=0xff;
}
if(P2!=0xff) { } return x;
delay_50us(200); if(P2!=0xff) { }
switch(P2) { }
case 0x7f:x=1;break; case 0xbf:x=2;break; case 0xdf:x=3;break; case 0xef:x=4;break;
程序解释：此段代码是一个带无符号字符型返回值的子函数，实现的是对按键的判断，把单片机的P2口高四位作为按键数据采集位，当对应按键连接的位为低电平，且延时10ms后（程序消抖），仍然判断为低电平，则确定有键按下，并判断出具体按下的是哪个键，同时利用return语句返回按键值到主程序中进行下一步处理。
for(i=0;i
{
P1=~temp; for(b=0;b
temp=temp
delay20ms();
}
程序解释：此for循环完成的是8个LED灯的循环点亮，利用变量n值改变跑马灯循环点亮的频率。
void display() { }
程序解释：此段代码是一个不带返回值的子函数，利用P1口实现三种不同颜色LED灯的场景控制。
uint t; P1=0x1f; for(t=0;t
delay50ms(); delay50ms(); delay50ms();
switch(keyvalue)
{
case 1:i=1;break; case 2:i=2;break;
}
case 3:i=3;break; case 4:i=4;break;
程序解释：利用switch选择语句，通过按键给变量i赋值，主程序再将i的值显示到7段数码管上。
for(i=0;i
{ }
P3=dx[i]; for(b=0;b
delay50ms(); if(P2!=0xff)
temp=1;
程序解释：利用数组，在数码管上循环显示0到9十个数码，并判断是否有按键按下，如果有按键按下，则进入另外一个while循环，实现按键值的显示。
五、实训总结及感悟
为期两周的单片机应用实训已经结束，我们组基本上完成了老师布置的任务。第一周周一老师集中讲解了此次单片机应用实训的相关知识点、讲解了单片机最小系统的硬件组成、实训报告的相关要求、并给我们布置了任务。第一周周二周三我们组成员合作完成了电路原理图的绘制，并在Proteus中进行了仿真电路测试。第一周周四周五我们组利用keil软件共同完成了满足设计题目要求的源程序编写，并在Proteus中完成了软、硬件的联合调试。第二周周一周二，我们组按照老师要求，完成了硬件电路的焊接制作，并将程序烧写入51单片机中实现了设计题目的要求。
通过此次单片机实训学习，我们组成员初步学习并掌握了Proteus软件的电路图设计及仿真操作方法，更加深入的了解并掌握了单片机课程中使用到的
keil C语言编程软件。通过设计并制作单片机最小系统环节，我们巩固了单片机课程上所学习的51单片机硬件结构。在解决并完成满足单片机设计题目要求的过程中，提高了我们编写程序的逻辑思维能力。在进行软件和硬件仿真的过程中，我们遇到了不少问题，通过解决这些问题，我们发现问题和解决问题的能力得到了显著提高。在焊接制作实物电路环节，我们开始认为这是一件简单的事情，就是按照设计电路焊接就可以了。但在实际过程中，才发现原来焊接电路并不如想象中容易，尤其是要得到高质量的电路板。通过一个下午的焊接练习，我们组员的焊接技能得到了显著提高。
虽然这次实训学习基本完成了老师的要求，但其中也出现了很多问题。第一、不够细心比如粗心大意焊错了线，在Proteus中设计电路时，接错单片机的I/O口，对C语言的编程语法不熟悉，导致编程软件报错。第二，是在学习态度上，实训课程的性质本来就是开放的，这需要我们有较强的自制和自学能力。实际上在实训过程中，我们也有过偷懒的时候，对此我们进行了认真的检讨并及时进行了纠正。对于这次单片机综合应用课程实训，我的第一大心得体会是作为一名技术人员，要求具备的首要素质绝对应该是严谨，遇到问题时千万不能紧张，要冷静客观地分析解决问题。第三，是在人生价值观上，作为一个有梦想有责任心的人，我认识到无论做什么事情，都要有担当尤其是在一个团队之中，要敢于挑战项目中出现的各种问题。你要相信一个事实，只要你足够坚强，有足够的毅力与决心，有足够的挑战困难的勇气，就没有事情能够难到你。第四，一个称的上好的、并能高效完成任务的团队，必定是一个懂得团体合作，并能够相互补充的团队。在我们组进行实训的过程中，我们遇到过很多问题，也产生过不少分歧，最终都是在相互理解和团队合作中解决的。
总的来说，这次实训我受益匪浅，不仅深化了专业知识，提高了实践动手能力，更加强了我与他人交流的能力，相信这次的学习经历，一定会为我以后的学习和工作生活带来正面的影响。
六、制作的电路板照片
单片机实物照片如下图：
LED跑马灯实物显示照片如下图：
单片机数码管外围电路实物显示照片如下图：
七、附程序源代码
1.利用单片机和按键配合实现LED灯场景控制，循环点亮控制及速度变化控制，三色灯的分别控制源程序
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
unsigned char code dx[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; void delay20ms()
{
}
TH0=(65535-20000)/256; TL0=(65535-20000)%256; TR0=1; while(!TF0) ; TF0=0;
void delay50ms()
{
}
void delay_50us(uint t)
{
uchar j;
for(;t>0;t--)
}
void display();
uchar keyscan();
void main()
{
unsigned char temp,i,b,n=1,keyvalue=0; for(j=19;j>0;j--) ; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; TR0=1; while(!TF0) ; TF0=0;
unsigned int d=2000;
EX0=1; TMOD=0X01; EA=1; while(1) { temp=0x01; keyvalue=keyscan(); switch(keyvalue)
case 1:while(1){display();} case 4:n+=2;while(P2!=0xff);break;
}
for(i=0;i
{
P1=~temp;
for(b=0;b
{
delay20ms();
}
temp=temp
}
}
}
void display()
{
uint t;
P1=0x1f;
for(t=0;t
{
delay50ms();
}
P1=0xe3;
for(t=0;t
{
delay50ms();
}
P1=0xfc;
for(t=0;t
} } delay50ms();
uchar keyscan()
{
}
2.通过扩展按键实现对扩展LED数码管的控制源程序
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
unsigned char code dx[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; uchar x=0; P2=0xff; if(P2!=0xff) { } return x; delay_50us(200); if(P2!=0xff) { } switch(P2) { } case 0x7f:x=1;break; case 0xbf:x=2;break; case 0xdf:x=3;break; case 0xef:x=4;break;
void delay50ms()
{
}
void delay_50us(uint t)
{
uchar j;
for(;t>0;t--)
}
void display();
uchar keyscan();
void main()
{
unsigned char i,b,n=1,keyvalue=0,temp=0; for(j=19;j>0;j--) ; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; TR0=1; while(!TF0) ; TF0=0; unsigned int d=2000;
EX0=1; TMOD=0X01; EA=1; while(1) { keyvalue=keyscan(); if(P2!=0xff) temp=1;
} } while(temp) { } keyvalue=keyscan(); switch(keyvalue) { } P3=dx[i]; case 1:i=1;break; case 2:i=2;break; case 3:i=3;break; case 4:i=4;break; for(i=0;i
注：此处省略重复的按键扫描程序代码。
单片机应用技术
实训
学院： 机 电 学 院 班级： 机 电 1103 学号： 2011200193 姓名： 文君
一、设计题目
利用单片机和按键配合实现LED灯场景控制，循环点亮控制及点亮频率变化控制、7段数码管显示控制
二、设计要求
1、设计一个具有上电复位功能的单片机最小系统。 2、按照设计的单片机最小系统焊接一个实物电路。
3、设计满足程序功能的按键、8个LED灯及7段数码管外围电路。 4、利用单片机进行8个LED灯的循环点亮。 5、通过按键变化8个LED灯循环点亮的频率。 6、通过按键实现不同颜色LED灯的控制。
7、利用单片机和外围数码管电路实现数码显示0到9的数码。 8、给按键赋值，按某个按键显示对应的数码。
三、硬件设计
硬件电路设计原理图：
数码管显示数码6截图：
数码管显示数码1截图：
不同色彩LED灯的控制截图：
8个LED灯跑马灯截图
:
At89c51单片机简介：
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高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。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C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。
At89c51单片机的主要特点：
1、与MCS-51 兼容
2、4K字节可编程闪烁存储器 3、寿命：1000写/擦循环 4、数据保留时间：10年 5、全静态工作：0Hz-24Hz 6、三级程序存储器锁定 7、128*8位内部RAM 8、32可编程I/O线 9、两个16位定时器/计数器 10、5个中断源 11、可编程串行通道
12、低功耗的闲置和掉电模式 13、片内振荡器和时钟电路
四、软件设计流程图
LED跑马灯程序流程图：
数码管程序流程图：
五、重点程序解释
unsigned char code dx[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; 程序解释：此段代码为共阳极7段数码管0到9十个数码的显示代码
void delay20ms() { }
程序解释：此段程序代码利用51单片机定时器0的准确定时功能，实现精确的20ms延时。
void delay_50us(uint t) {
uchar j; for(;t>0;t--) }
程序解释：此段程序代码利用for循环语句，配合51单片机的指令周期，实现50us的大概延时。 uchar keyscan() {
TH0=(65535-20000)/256; TL0=(65535-20000)%256; TR0=1; while(!TF0) ; TF0=0;
for(j=19;j>0;j--)
;
uchar x=0; P2=0xff;
}
if(P2!=0xff) { } return x;
delay_50us(200); if(P2!=0xff) { }
switch(P2) { }
case 0x7f:x=1;break; case 0xbf:x=2;break; case 0xdf:x=3;break; case 0xef:x=4;break;
程序解释：此段代码是一个带无符号字符型返回值的子函数，实现的是对按键的判断，把单片机的P2口高四位作为按键数据采集位，当对应按键连接的位为低电平，且延时10ms后（程序消抖），仍然判断为低电平，则确定有键按下，并判断出具体按下的是哪个键，同时利用return语句返回按键值到主程序中进行下一步处理。
for(i=0;i
{
P1=~temp; for(b=0;b
temp=temp
delay20ms();
}
程序解释：此for循环完成的是8个LED灯的循环点亮，利用变量n值改变跑马灯循环点亮的频率。
void display() { }
程序解释：此段代码是一个不带返回值的子函数，利用P1口实现三种不同颜色LED灯的场景控制。
uint t; P1=0x1f; for(t=0;t
delay50ms(); delay50ms(); delay50ms();
switch(keyvalue)
{
case 1:i=1;break; case 2:i=2;break;
}
case 3:i=3;break; case 4:i=4;break;
程序解释：利用switch选择语句，通过按键给变量i赋值，主程序再将i的值显示到7段数码管上。
for(i=0;i
{ }
P3=dx[i]; for(b=0;b
delay50ms(); if(P2!=0xff)
temp=1;
程序解释：利用数组，在数码管上循环显示0到9十个数码，并判断是否有按键按下，如果有按键按下，则进入另外一个while循环，实现按键值的显示。
五、实训总结及感悟
为期两周的单片机应用实训已经结束，我们组基本上完成了老师布置的任务。第一周周一老师集中讲解了此次单片机应用实训的相关知识点、讲解了单片机最小系统的硬件组成、实训报告的相关要求、并给我们布置了任务。第一周周二周三我们组成员合作完成了电路原理图的绘制，并在Proteus中进行了仿真电路测试。第一周周四周五我们组利用keil软件共同完成了满足设计题目要求的源程序编写，并在Proteus中完成了软、硬件的联合调试。第二周周一周二，我们组按照老师要求，完成了硬件电路的焊接制作，并将程序烧写入51单片机中实现了设计题目的要求。
通过此次单片机实训学习，我们组成员初步学习并掌握了Proteus软件的电路图设计及仿真操作方法，更加深入的了解并掌握了单片机课程中使用到的
keil C语言编程软件。通过设计并制作单片机最小系统环节，我们巩固了单片机课程上所学习的51单片机硬件结构。在解决并完成满足单片机设计题目要求的过程中，提高了我们编写程序的逻辑思维能力。在进行软件和硬件仿真的过程中，我们遇到了不少问题，通过解决这些问题，我们发现问题和解决问题的能力得到了显著提高。在焊接制作实物电路环节，我们开始认为这是一件简单的事情，就是按照设计电路焊接就可以了。但在实际过程中，才发现原来焊接电路并不如想象中容易，尤其是要得到高质量的电路板。通过一个下午的焊接练习，我们组员的焊接技能得到了显著提高。
虽然这次实训学习基本完成了老师的要求，但其中也出现了很多问题。第一、不够细心比如粗心大意焊错了线，在Proteus中设计电路时，接错单片机的I/O口，对C语言的编程语法不熟悉，导致编程软件报错。第二，是在学习态度上，实训课程的性质本来就是开放的，这需要我们有较强的自制和自学能力。实际上在实训过程中，我们也有过偷懒的时候，对此我们进行了认真的检讨并及时进行了纠正。对于这次单片机综合应用课程实训，我的第一大心得体会是作为一名技术人员，要求具备的首要素质绝对应该是严谨，遇到问题时千万不能紧张，要冷静客观地分析解决问题。第三，是在人生价值观上，作为一个有梦想有责任心的人，我认识到无论做什么事情，都要有担当尤其是在一个团队之中，要敢于挑战项目中出现的各种问题。你要相信一个事实，只要你足够坚强，有足够的毅力与决心，有足够的挑战困难的勇气，就没有事情能够难到你。第四，一个称的上好的、并能高效完成任务的团队，必定是一个懂得团体合作，并能够相互补充的团队。在我们组进行实训的过程中，我们遇到过很多问题，也产生过不少分歧，最终都是在相互理解和团队合作中解决的。
总的来说，这次实训我受益匪浅，不仅深化了专业知识，提高了实践动手能力，更加强了我与他人交流的能力，相信这次的学习经历，一定会为我以后的学习和工作生活带来正面的影响。
六、制作的电路板照片
单片机实物照片如下图：
LED跑马灯实物显示照片如下图：
单片机数码管外围电路实物显示照片如下图：
七、附程序源代码
1.利用单片机和按键配合实现LED灯场景控制，循环点亮控制及速度变化控制，三色灯的分别控制源程序
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
unsigned char code dx[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; void delay20ms()
{
}
TH0=(65535-20000)/256; TL0=(65535-20000)%256; TR0=1; while(!TF0) ; TF0=0;
void delay50ms()
{
}
void delay_50us(uint t)
{
uchar j;
for(;t>0;t--)
}
void display();
uchar keyscan();
void main()
{
unsigned char temp,i,b,n=1,keyvalue=0; for(j=19;j>0;j--) ; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; TR0=1; while(!TF0) ; TF0=0;
unsigned int d=2000;
EX0=1; TMOD=0X01; EA=1; while(1) { temp=0x01; keyvalue=keyscan(); switch(keyvalue)
case 1:while(1){display();} case 4:n+=2;while(P2!=0xff);break;
}
for(i=0;i
{
P1=~temp;
for(b=0;b
{
delay20ms();
}
temp=temp
}
}
}
void display()
{
uint t;
P1=0x1f;
for(t=0;t
{
delay50ms();
}
P1=0xe3;
for(t=0;t
{
delay50ms();
}
P1=0xfc;
for(t=0;t
} } delay50ms();
uchar keyscan()
{
}
2.通过扩展按键实现对扩展LED数码管的控制源程序
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
unsigned char code dx[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; uchar x=0; P2=0xff; if(P2!=0xff) { } return x; delay_50us(200); if(P2!=0xff) { } switch(P2) { } case 0x7f:x=1;break; case 0xbf:x=2;break; case 0xdf:x=3;break; case 0xef:x=4;break;
void delay50ms()
{
}
void delay_50us(uint t)
{
uchar j;
for(;t>0;t--)
}
void display();
uchar keyscan();
void main()
{
unsigned char i,b,n=1,keyvalue=0,temp=0; for(j=19;j>0;j--) ; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; TR0=1; while(!TF0) ; TF0=0; unsigned int d=2000;
EX0=1; TMOD=0X01; EA=1; while(1) { keyvalue=keyscan(); if(P2!=0xff) temp=1;
} } while(temp) { } keyvalue=keyscan(); switch(keyvalue) { } P3=dx[i]; case 1:i=1;break; case 2:i=2;break; case 3:i=3;break; case 4:i=4;break; for(i=0;i
注：此处省略重复的按键扫描程序代码。