电子设计实践报告.doc

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： 13级1班 设计题目： 单片机系统 学生姓名： 杨云森 指导教师： 李星星 完成日期： 2016 年 06 月 21 日 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 4 4.4 串口通信设计 4 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 6 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） （2）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。 键扫描电路 (89C52) 时钟芯片  主控模块 显示电路 图 2.1 日历时钟显示系统构成框图 1 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