流水灯、数码管、按键、液晶显示器LCD驱动程序和RS232串口设计--课程设计.docx
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1、引 言单片机(微控制器)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术与数据处理能力的中央处理器CPU,只读存储器ROM,各种各样的I / O口和中断系统、定时器/计数器功能(可能包括显示驱动电路、脉宽调制电路,模拟多路复用器和A / D转换器电路)集成到一块硅组成的小型和完美的微机系统,广泛应用于工业控制领域。自1980年代以来,8位单片机,发展到现在的300高速单片机。以其极高的性价比,是人们的注意和关心,应用很广,发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高,成本低,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。由于这些优势,在我国单片机已广泛应用于工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪
2、表、电力电子、机电一体化设备和其他方面,最典型的是单片机51单片机。在本次课程设计中以STC89C52芯片为核心,辅以必要的电路,设计了流水灯、数码管、按键、液晶显示器LCD驱动程序和RS232串口程序。同时系统硬件设计简单、稳定性高、价格低廉等优点。关键词:液晶显示器,STC89C52,RS2321MCU (Microcontrollers) is A kind of integrated circuit chips, is to use very large scale integrated circuit technology with data processing ability o
3、f the central processor CPU, ROM, A variety of I/O mouth and interrupt system, timer/counter function (may include display driver circuit, pulse width modulation circuit, analog multiplexer and A/D converter circuit) is integrated into A piece of silicon consisting of A small and perfect microcomput
4、er system, widely used in industrial control field. Since the 1980 s, by the time of the four, 8-bit microcontroller, development to the present 300 m high speed single chip microcomputer. SCM since the 1970 s, with its extremely high cost performance, is very wide, developing very quickly. SCM smal
5、l size, light weight, strong anti-jamming capability, environmental requirements is not high, low cost, high reliability, good flexibility, development is relatively easy. Because of these advantages, in our country, SCM has been widely used in industrial automation control, automatic detection, int
6、elligent instruments and other aspects, and is most typical in the microcontroller 51 single-chip microcomputer ,The curriculum design through study and application of it, STC89C52 chip as the core, supplemented by necessary circuit, designed a light water program, digital tube, key procedures, LCD
7、driver and RS232 serial interface program. At the same time the system has simple hardware design, high stability, price is low wait for an advantage .Key words: liquid crystal display,STC89C52,RS232第一章 总体设计方案1.1 课程设计任务(1)按照硬件电路画出原理图及PCB图;(2)在硬件电路上完成流水灯、数码管、按键、液晶显示器以及RS232串口通信驱动程序。 (3)组内分配表如表1-1表1-1
8、 组内分配表组长组 员液晶显示串口通信流水灯数码管PCB图按键原理图1.2 设计流程(1)使用Altium Designer软件绘制原理图 和PCB图 ;(2)使用keil5进行流水灯,数码管,按键,液晶显示器以及RS232串口通信程序的编写;(3)使用PZISP自动下载软件将程序下载到STC89C52单片机上。 第二章 硬件设计与分析2.1硬件分析2.1.1 STC89C52STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器(FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory )的低电压,高性能COMOS8的微处理器,俗称单片
9、机。该器件采用ATMEL搞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STC89C52具体介绍如下: 主电源引脚(2根)VCC(Pin40):电源输入,接5V电源GND(Pin20):接地线外接晶振引脚(2根)XTAL1(Pin19):片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20):片内振荡电路的输出端控制引脚(4根)RST/VPP(Pin9):复位引脚,引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30):地址锁存允许信号PSEN(Pin29):外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31):程序存储器的内外部选通,接低电平从外部程序存储
10、器读指令,如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚(32根)STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口,分别位P0、P1、P2、P3口,每个口有8位(8根引脚),共32根。P0口(Pin39Pin32):8位准双向I/O口线,名称为P0.0P0.7P1口(Pin01Pin08):8位准双向I/O口线,名称为P1.0P1.7 P2口(Pin21Pin28):8位准双向I/O口线,名称为P2.0P2.7 P3口(Pin10Pin17):8位准双向I/O口线,名称为P3.0P3.7STC89C52主要功能如表2-1所示。表2-1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS
11、51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能2.1.2 MAX232MAX232芯片(如图2.1)是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5V单电源供电。内部结构基本可分三个部分:第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12V和-12V两个电源,提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、
12、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚(R1in)、12脚(R1out)、11脚(T1out)、14脚(T1out)为第一数据通道。8脚(R2in)、9脚(R2out)、10脚(T2in)、7脚(T2out)为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1in、T2in输入转换成RS-232数据从T1out、T2out送到电脑DB9插头;DB9插头的RS-232数据从R1in、R2in输入转换成TTL/CMOS数据后从R1out、R2out输出。第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC(+5V)。图2.1 MAX2322.1.3 74HC573八进制3非反转透明锁存器高性能
13、硅门CMOS器件SL74HC573(图2.2(a)、(b)分别为引脚图和内部结构图)跟LS/AL573 的管脚一样。器件的输入是和标准 CMOS 输出兼容的;加上拉电阻,他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。当锁存使能端LE为高时,这些器件的锁存对于数据是透明的(也就是说输出同步)。当锁存使能变低时,符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。u36755X出能直接接到 CMOS,NMOS 和 TTL 接口上u25805X作电压范围:2.0V6.0Vu20302X输入电流:1.0uACMOS 器件的高噪声抵抗特性图2.2(b) SL74HC573内部结构图图2.2(a) SL74HC573引脚图
14、2.2电路设计分析2.2.1单片机总控制电路如下图2.3 图2.3 单片机总控制电路2.2.2时钟电路STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图2.4(a) 所示,在RXD和TXD引脚上外接定时元件,内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.212MHz之间选择,电容值在530pF之间选择,电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图2.4(b)所示,RXD接地,TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特
15、殊要求,只要求保证脉冲宽度,一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频,产生一个两相时钟P1和P2,供单片机使用。RXD接地,TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求,只要求保证脉冲宽度,一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频,产生一个两相时钟P1和P2,供单片机使用。(a)内部方式时钟电路 (b)外部方式时钟电路图2.4 时钟电路2.2.3复位及复位电路(1)复位操作复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外,当由于程序运行出错或操作错误使系统处
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