电子设计实践报告单片机系统.docVIP

信息科学与工程学院 《电子设计实践》 课程设计报告 学院名称： 信息科学与工程 专 业： 电子信息工程 班 级： 设计题目： 单片机系统 学生姓名： 指导教师：  目 录 一、设计任务和性能指标 2 1.1设计任务 2 1.2性能指标 2 二、.设计方案 2 三、系统硬件设计 4 3.1单片机的最小系统 4 3.2时钟电路DS1302 5 3.3电机驱动，直流电机或步进电机（需有调速） 4 3.4数字电压表（A/D转换） 4 3.5串口通信 4 四、系统软件设计 4 4.1时钟电路DS1302设计 4 4.2电机调速设计 4 4.3数字电压表（A/D转换）设计 5 4.4串口通信设计 5 五、调试及性能分析 5 5.1调试步骤 5 5.2性能分析 5 六、心得体会 6 参考文献 7 附录 程序清单 7 一、设计任务和性能指标 1.1设计任务 （1）单片机最小系统（液晶显示1602和键盘） 电子时钟 （3）电机驱动，直流电机或步进电机（需有调速） （4）波形发生器（D/A转换）或数字电压表（A/D转换） （5）串口通信（可通过键盘动态设置波特率和通信格式） 1.2性能指标 日历：年(2位) 、月(2位) 、日(2位) 时钟：时(2位) 、分(2位) 、秒(2位) 能够驱动电机转动，速度可调 能将电阻阻值通过数字的方式显示出来 能够实现单片机与PC机的通信 二、.设计方案 按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、显示模块、键扫描接口电路共四个模块组成，电路系统构成框图如图1.1所示。主控芯片使用51系列AT89C52单片机，采用高性能的静态80C51设计，由先进工艺制造，并带有非易失性Flash程序存储器。它是一种高性能、低功耗的8位COMS微处理芯片，市场应用最多。 时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片DS1302。采用DS1302作为主要计时芯片、可以做到计时准确。更重要的是，DS1302可以在很小的电流的后备电源（2.5~5.5V电源，在2.5V时耗电小于300nA)下继续计时，并可编程选择多种充电电流对后备电源进行慢速充电，可以保证后备电源基本不耗电。采用串行数据传输，与单片机硬件连接简单，如果使用时钟芯片DS12887，将采用并行数据传输，占用更多的硬件资源。因此为节省单片机端口，时钟芯片采用DS1302。 图 2.1 日历时钟显示系统构成框图 显示模块采用普通的共阴LED数码管，也可采用LCD显示，但考虑其造价较高浪费资源，故使用LED显示。键盘采用线性连接，连接方式相对简单，使用查询法实现调整功能。 三、系统硬件设计 3.1单片机的最小系统 ATMEL公司生产的AT89C52单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振使用11.0592MHz，复位电路采取按键复位方式。 3.2时钟电路DS1302 1.DS1302的性能 实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数； 用于高速数据暂存的31*8位的RAM； 最少引脚的串行I/O； 2.5-5.5V的电压工作范围； 2.5V时耗电小于300nA； 用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送方式； 简单的3线接口； 可选的慢速充电（至Vcc1）的能力。 DS1302时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM。它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。对于小于31天的月和月末的日期自动进行调整，还包括闰年校正的功能。时钟的运行可以采用24h或带AM（上午）/PM（下午）的12h格式。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多字节的时钟信号或RAM数据。DS1302有主电源和后备电源双电源引脚：Vcc1在单电源与电池供电的系统中提供低电源，并提供低功率的电池备份；Vcc2在双电源系统中提供主电源，在这种运用方式中，Vcc1连接到备份电源，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。DS1302由较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电；当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。 2.DS1302数据操作原理 DS1302在任何数据传送时必须先初始化，把RST脚置为高电平，然后把8位地址和命令字装入移位寄存器，数据在SCLK的上升沿被输入。无论是读周期还是写周期，开始8位指定40个寄存器中哪个被访问到。在开始8个时钟周期，把命令装入移位寄存器之后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操作时写入数据。时钟脉冲在单字节方式下为