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江西工业学院
课程设计报告书
题
目：
基于
STC89C52RD
单片机实验板的制作
与程序设计
系
别：
专
业：
姓
名：
学
号：
指导老师：
2016
年
12
月
目录
第
1
节
引
言
.........................................
................
3
1.2
基于
89C51
单片机系统实验板概述
................................
3
1.2.1stc89C51
单片
机开发板硬件配置情况
.........................
4
1.2.2
、
stc89C51
单片机实验板配套实验
...........................
4
第
2
节
系统主要硬件电路设计
........................................
5
2.1
STC89C51
单片机简介
...
........................................
5
2
．
2<
/p>
电源转换芯片
MAX232
.....
......................................
6
2
．
3
四位一体共阳
LED
数显
.................................
........
7
2.4 LED
灯电路
.
.
.................................................
8
2.5
按键电路
.
..................................................
...
9
2.6
蜂鸣器
.................................................
.......
9
2.7
8*8
点阵
...........
...........................................
9
第
3
节
实验系统软件设计
........
....................................
10
3
．
1
花样流水灯程序设计：
......
..................................
10 <
/p>
3
．
2
．简易时
钟程序设计：
.....................
....................
11
3
．
3
8*8
点阵屏显示程序设计
......................................
13
第
4
节
结
束
语
...............
....................................
14
参考文献
............
................................................
14
附录
..................................................
..............
14
课程设计指导教师评语
......
..........................................
17
基于
STC89C52RD
单片机系统
实验板的制作与程序设计
第
1
节
引
言
单片微型计算机简称单片机，又称微控制器
(MCU)
，它的出现是计算机发展史
上的一个重要的里程碑，它以体积小、功能全、性
价比高等诸多优点独具特色，在
工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等
嵌入式应用领域中独占鳌
头。本次课设采用的
STC89C51
单片机是
51
系列单片机的一种代表，
目前
51
系列
单片机是国内目前应用最
广泛的一种单片机之一。单片机以其系统硬件构架完整、
价格低廉、学生能动手等特点，
成为工科学生硬件设计的基础课。
1.1
本设计任务和主要内容
本设计以单片机
STC89C52R
D
为控制核心，由八路
LED
模块、八
路按钮模块、
四位一体共阳数显模块、语音模块等部分组成。可实现花样流水灯、简易电
子琴、
外部中断控制、时间显示等功能。要求在将硬件电路准确无误地安装后进行软件调
试，至少完成以下三个程序设计及调试任务
1 .1.1
花样流水灯
：
程序循环输出到单片机
P1
口，从左到右依次点亮
，每次增加
一个，直至全亮；从左到右依次暗灭，每次减少一个，直至全灭；从右向左依
次点
亮，每次亮一个；从左到右依次点亮，每次亮一个；
8
个发光二极管闪烁三次；两
个二极管前后追逐循环三次；
两个按键控制，
K1
按下停止循环，
K2
按下继续循环。
1.
1.2
．简易时钟电路
：
采用动态扫描
技术，四位数显实现数字时钟，要求显示时、
分，
K0
调时、
K1
调分；整点报时。
< br>
1.1
．
3 8*8
点阵屏显示程序设计
：动态轮流显示数字
0-
9
，字母
A-Z
1.2
基
于
89C51
单片机系统实验板
概述<
/p>
本次课设所使用的单片机最小系统板包括以下器件：电源端子<
/p>
(DC +5V)
，可以
USB
供电，
也可独立电源供电。
通用异步串口
,
采用
MAX232
做电平转换。
STC89C51
单片机。
各种颜色的
LED
发光二极管共
9<
/p>
个，
其中
8
个接
于
P1
口做
LED
显示，
还
有一个做电源灯显示。四位一体共阳数码管可以实
现时钟电路及动态扫描显示。还
有其他电阻电容若干，系统板一个，大按键开关两个，用
于中断控制和通信开关。
利用
STC51
系列特有的
ISP
在线编程，方便我们初学者的二次开发，省
去大量芯片
烧写时间。
USB
电源线供
电和外接供电并存，
方便学生在寝室使用
.
板上提供
ISP
接
口并将单片机的全部
I/O
引脚引出。
51
开发板使用
< br>ISP
在线下载技术
,
直接
把
程序写到单片机中，使用当前最流行的
KEILC51
软件，用户无需再购买任何仿真
器或编程器等开发工具，只要有一台
计算机，就可以实践学习单片机方面的知识；
同时引出的单片机的
32
个
I/O
口可全部用于扩展，<
/p>
用户可把自己设计的电路通过这
32
个
I/O
口与单片机连接，方便用户开发自己的产品，最大限度的
为用户节约学
习成本和加快学习速度。
1.2.1
STC89C52RD
单片机开发板硬件配置情况
1
）
STC89C52RD
2
）
MAX232
3
）
8
个
< br>LED
灯
4
< br>）
8
个按键
< br>5
）
4
位
8
段数码管
6
）蜂鸣器
7
）
11.0592M
晶振
1.2.2
、
STC8
9C52RD
单片机实验板配套实验
1
）
51
开发板预烧程序
2
）
8*8
点阵
3
）
RS232
串口
4
）按键查询
5
）按键中断
6
）蜂鸣器
7
）蜂鸣器音乐
8
）花样灯
9
）流水灯
10
）跑马灯
11
）数码管
第
2
节
系统主要硬件电路设计
2.1
STC89C52RD
单片机简介
<
/p>
MCS-51
是美国
Intel
公司生产的一系列单片机的总称，
包括多个品种，
如
8031
、
8051
、
8751
、
8032
、
80C52
、
8
752
等。其中
8051
是最典型的产
品，其他单片机都是
在其基础上进行功能增减而来的，所以人们习惯于用
8051
来称呼
MCS-51
系列单片
机。
Intel
公司将
MCS-51
的核心技术授权给了多家公司，
这些厂家生产的单片机在
功能上或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中美国的
ATMEL
公司生产的
AT89C51
是曾经在我国非常流行的
51
单片机。当前
AT89C51/52
已经停产，其替代
产品为
AT89S51/52
。深圳宏晶公司出品的
STC89C51
可以直接代替传统的
AT89
S51
和
AT89C51
芯片，也可以
代替菲利普、华帮等其他公司的
89C51
，由于时代的发展，
工艺的进步，
STC89C51
功能更
强，寿命更长（
4K
字节
Flash<
/p>
存储器、
128
字节片内
RAM
、支持
ISP
下载编程
）
图
2.1
STC89c51
单片机
单片机的时
钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，时钟信号通常
用两种电路形式得到<
/p>
:
内部振荡和外部振荡。
MCS-51<
/p>
单片机内部有一个用于构成振
荡器的高增益反向放大器，引脚
XTALl
和
XTAL2
< br>分别是此放大电器的输入端和输出
端，由于采用内部方式时，电路简单，所得的时
钟信号比较稳定，实际使用中常采
用这种方式，如图
2-2
所示在其外接晶体振荡器
(
简称晶振
)
或陶瓷谐振器就构成了
内部振荡方式，片内
高增益反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振
器一起可构成一个自激振荡
器并产生振荡时钟脉冲。
图
2-2<
/p>
中外接晶体以及电容
C2
和
C1
构成并联谐振电路，
它们起稳定振荡频率、
快速起振的作用，其值均为
30P
左右，晶
振频率选
11.0592MHz
。
<
/p>
为了初始化单片机内部的某些特殊功能寄存器，必须采用复位的方式，复位后
可使
CPU
及系统各部件处于确定的初始状态，并从
初始状态开始正常工作。单片机
的复位是靠外电路来实现的，在正常运行情况下，只要<
/p>
RST
引脚上出现两个机器周
期时间以上
的高电平，即可引起系统复位，但如果
RST
引脚上持续为高电
平，单片
机就处于循环复位状态。复位后系统将输入
/
输出
(1/0)
端口寄存器置为
FFH
，堆栈
指针
SP
置为
07H,
SBUF
内置为不定值，其余的寄存器全部清
0
，内部
RAM
的状态不
受复位的影响，在系统上电时
RAM
的内容是不定的。复位操作有两种情况，即上电
复位和手动
(
开关
)
复位。本系统采用上电复位方式。图
2-2
中<
/p>
R9
和
Cl
组成
上电复
位电路，其值
R
取为
10K, C
取为
10
μ
F.
图
2.2
最小系统结构图
2
< br>．
2
电源转换芯片
MAX232
Max232
产品是由德州仪器公司（
TI
）推出的一款兼容
RS232
标准
的芯片。该器件
包含
2
驱动器、
2
接收器和一个电压发生器电路提供
TIA/
EIA-232-F
电平。
该器件
符合
TIA/EIA-232-F
标准，每一个接收器将
TIA/EIA-232-F
电平转
换成
5-V TTL/CMOS
电平。每一个发送器将
< br>TTL/CMOS
电平转换成
TIA/EIA-232-
F
电
平。下图为
MX232
双串口的连接图，可以分别接单片机的串行通信口或者实验板的
其它串行通
信接口：
图
2.3
max232
电平转换电路
2
．
3
四位
一体共阳
LED
数显
8
段数码管属于
LED
发光器件的一种，分为
8
段：
A
、
B
、
C
、
D
、
E
、
F
、
G
、
DP
，其中
< br>DP
是小数点位，还包括一个公共端
COM
端。从电气上，
8
段数码管又
分为共阴和共阳两种。共阴指数码管的公共端接负极，而各段接正极；共阳则正好
相反。如果有多个数码管，它们的各段输入一般都分别接在一起，公共端分开。开
发板上采用的是
4
位一体的共阳数码管。
< br>数码管显示方法可分为静态显示和动态显
示两种。
静态显
示就是每个数码管的
8
段输入各自分开，
其
COM
口电平一直有效。
它的优点是控制方便，显示稳定，但要占用较多的
I/O
口。动态显示的原理是，各
个数码管
的段输入相应位接在一起，共同占用
8
位数据线；公共端分开
，利用扫描
和人视觉上的短暂停留性，依次给出各个数码管
CO
M
端使能信号，并同时给出各
数码管的数据。它的优点是占用
I/O
口少，但控制较静态显示复杂。一般在数码管
较多的情况下都采用动态显示。本实验板使用的是
4
位一体的共阳数码管，共
12
脚，其中
8
脚公用是
8
段显示，另
4
脚是对应于
4
个数码
管。
图
2.4
四位一体共阳数显电路
2.4 LED
灯电路
一般发光二极管的工作电流是
十几毫安至几十毫安，正向压降为
1.3V-2.5V
。
有一些低电流的发光二极管的工作电流可以降至
2MA
，而亮度与正常发光二极相
同，当然价格会高一些。所有发光二极管在电路中一
般都要串一个电阻用来限流。
发光二极管的电流不同，亮度也不同，并且寿命也会受到影
响，这个电流通常就是
由接入的电阻来调整。
51
开发
板的发光二极管串联了一个
1k
Ω
的电
阻后接在
5V
的电压上。
LED <
/p>
灯电
路接在单片机的
P1
口上。
LED
灯的阳极接电源，阴级接单片机的
I/0
口，因此是
低电平驱动，只要单片机
在相应引脚给出低电平，
LED
就会发光。