-基于单片机AT89S51电梯控制系统设计.docx
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1、成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计(论文)生车j左机AT89S51电梯限制系统设计指导老师:学生姓名:职称:一学号:应用电子技术成都电子机械高等专科学校成教院制2012年3月5日成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计(论文)任务书题目:基于单片机AT89S51电梯限制系统设计任务与要求:设计了一个八层电梯系统,运用单片机汇编语言进行编程,实现运输乘客到随意楼层,并且显示电梯的楼层和上下行。耍给出系统的硬件设计原理图和软件流程设计图。最终要完成系统调试,并要求完成论文。时间:2011年12月15日至2012年3月15日共12周教学点:重庆科创职业学院学生姓名:学号:专业:应用电子技术指导单位
2、或教研室:指导老师:W称:成都电子机械高等专科学校成教院制毕业设计(论文)进度安排表日期工作内容执行情况指导老师签字12月15日至12月25日选题12月26日至1月2日论文提纲写作1月3日至2月15日初稿写作2月15日至2月29日二稿写作3月1日至3月10日定稿并上交论文的电子文稿3月10日至3月15日做好论文评阅打算老师对进度安排实施状况总评签名年月日本表作评定学生平常成果的依据之一。摘要单片机即单片微型计算机(Single-ChipMicrocomputer),是集CPU,RAM,ROM,定时,计数和多种接口于一体的微限制器。其中51单片机是各种单片机中最为典型和最有代表性的一种,广泛应用
3、于各个领域.电梯是集机械原理应用、电气限制技术、微处理器技术、系统工程学等多学科和技术分支于一体的机电设备,它是建筑中的永久垂直交通工具。本论文选择AT89S51为核心限制元件,设计了一个八层电梯系统,运用单片机汇编语言进行编程,实现运输乘客到随意楼层,并且显示电梯的楼层和上下行。利用单片机限制电梯有成本低,通用性强,敏捷性大及易于实现困难限制等优点。关键词:单片机、电梯、限制AbstractSCMnamelySingleChipcomputer(Single-ChipMicrocomputer),isthecollectionCPU,RAM,ROM,time,countandavariety
4、ofinterfaceinoneofthemicrocontroller.Oneofthesinglechipmicrocomputer51SCMisthemosttypicalandmostrepresentativeofa,usedineveryfield.Theelevatorissetforthemechanicalprincipleisapplied,electricalcontroltechnology,themicroprocessortechnology,systemengineeringscienceandtechnologybranchinoneofthemechanica
5、landelectricalequipment,itisthearchitectureofverticaltransportationpermanent.ThispaperAT89S51asthecorecontrolcomponentselection,designaeightelevatorsystem,usingsinglechipassemblylanguagesprogramming,realizetheferrypassengerstoanyfloor,anddisplaytheelevatorfloorsofthebuildinganddownlink.Usingsinglech
6、ipcomputercontrolofelevatorhaslowcost,versatility,flexibleandiseasytorealizethecomplexcontrol,etc.Keywords:Singlechipmicrocomputerelevatorcontrol书目第一章单片机概述错误!未定义书签。第一节单片机简介错误!未定义书签。其次节单片机的特点错误!未定义书签。第三节单片机的应用领域错误!未定义书签。第四节单片机的发展趋势错误!未定义书签。第五节单片机的主要生产厂家和机型错误!未定义书签。其次章硬件系统实现错误!未定义书签。第一节功能模块图错误!未定义书签。其
7、次节AT89S51芯片错误!未定义书签。第三节显示模块错误!未定义书签。第四节更位开关模块错误!未定义书签。第五节振荡器电路模块错误!未定义书签。第六节程序下载模块错误!未定义书签。第七节设计电路及连线错误!未定义书签。第三章软件设计错误!未定义书签。第一节软件功能描述错误!未定义书签。其次节流程图设计错误!未定义书签。第三节程序设计错误!未定义书签。一、程序初始化错误!未定义书签。二、主程序调用错误!未定义书签。三、中断程序调用错误!未定义书签。第四章系统调试错误!未定义书签。第一节硬件调试错误!未定义书签。其次节软件调试错误!未定义书签。结束语错误!未定义书签。谢辞错误!未定义书签。参考文
8、献错误!未定义书签。第一章单片机概述单片机全称为单片微型计算机(SingIeChiPMiCroCOlnPUter),又称为微限制器(MicrocontrollerUnit)或嵌入式限制器(EmbeddedController)o它是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机,通常片内都含有CPU、ROMsRAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断限制、系统时钟及系统总线等。(如图IT所示)。随着技术的发展,单片机片内集成的功能越来越强大,并朝着SOC(SystemonChip)方向发展PO.o-PO.7P2.oP2.7Wtt卜一WI通道口驱动器II通道2驱动器IpsEii
9、ALEEA-RS?RAM地址寄存器至RAM7I通道0驱动器II通道2驱动器ICC-JTTXPl寄存器ITMP2一定时和指令控制逻辑寄存器LPswI3EPROMROM1堆栈指针中断、串行口定时器逻辑介程序如址J缓冲器卜PCDPTRI通道I锁存器II通道3锁存器IIoscI通道i驱动器II通道3驱动器片XTALl1011XTAL2中-H-用-用-94用-用Pl.o-Pl.7P3.Q-P3.7MCS-51结构框图图IT单片机结构单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点,在自动扮装置、智能仪器仪表、过程限制、通信、家用电器等很多领域得到日益广泛的应用。第一节单片机简介单片
10、机是一种集成电路芯片,采纳超大规模技术把具有数据处理实力(如算术运算,逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(ROM),输入输出电路(1/0口),可能还包括定时计数器,串行通信口(SCI),显示驱动电路(LCD或LED驱动电路),脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个最小,然而完善的计算机系统。这些电路能在软件的限制下精确、快速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。由此来看,单片机有着微处理器所不具备的功能,它可单独地完成现代工业限制所要求的智能化限制功能,这是单片机最大的特征。然而单片
11、机又不同于单板机,芯片在没有开发前,它只是具备功能极强的超大规模集成电路,假如给予它特定的程序,它便是一个最小的、完整的微型计算机限制系统,它与单板机或个人电脑(PC机)有着本质的区分,单片机的应用属于芯片级应用,须要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所须要的理论和技术,用这样特定的芯片设计应用程序,从而使该芯片具备特定的功能。不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征,即它们的技术特征均不尽相同,硬件特征取决于单片机芯片的内部结构,用户要运用某种单片机,必需了解该型产品是否满意须要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、限制特性和电气特性
12、等等,这些信息须要从生产厂商的技术手册中得到。软件特征是指指令系统特性和开发支持环境,指令特性即我们熟识的单片机的寻址方式,数据处理和逻辑处理方式,输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性,支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统,驾驭其结构特征和技术特征是必需的。单片机限制系统能够取代以前利用困难电子线路或数字电路构成的限制系统,可以软件限制来实现,并能够实现智能化,现在单片机限制范畴无所不在,例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程限制和专用限制装置等等,单片机的应用领域越来越广泛。诚然,单片机的应用意义远
13、不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益,更重要的是它已从根本上变更了传统的限制方法和设计思想。是限制技术的一次革命,是一座重要的里程碑。其次节单片机的特点1、单片机集成度高。单片机包括CPU、4KB容量的ROM(8031无)、128B容量的RAM、2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口。2、系统结构简洁,运用便利,实现模块化;3、单片机牢靠性高,可工作到1(61(7小时无故障;4、处理功能强,速度快。第三节单片机的应用领域单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程限制等领域,大致可分如下几个范畴:(1)在智能仪器仪表上的应用:单片机具有体
14、积小、功耗低、限制功能强、扩展敏捷、微型化和运用便利等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采纳单片机限制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采纳电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。(2)在工业限制中的应用:用单片机可以构成形式多样的限制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化限制、各种报警系统,与计算机联网构成二级限制系统等。(3)在家用电器中的应用:可以这样说,现在的家用电器基本上都采纳了单片机限制,从电饭褒、洗
15、衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。(4)在计算机网络和通信领域中的应用:现代的单片机普遍具备通信接口,可以很便利地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用供应了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机灵能限制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。(5)单片机在医用设备领域中的应用:单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。此外,单片机在工商,金融,科研、教化,国防航
16、空航天等领域都有着非常广泛的用途。第四节单片机的发展趋势现在单片机是百家争鸣的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,无奇不有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用供应广袤的天地。纵观单片机的发展过程,可以看出单片机的发展趋势,大致有:一、制作工艺CMOS化MCS-51系列的8031推出时的功耗达63Omw,而现在的单片机普遍都在IOomW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采纳了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。像80C51就采纳了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS
17、(互补高密度金属氧化物半导体工艺)oCMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征确定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗像电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。二、微型化单片机现在常规的单片机普遍都是将中心处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增加型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就
18、越强大。甚至单片机厂商还可以依据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的很多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。三、主流与多种品种共存现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而MiCrOChiP公司的PIC精简指令集(RISC)也有着
19、强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据肯定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在肯定的时期内,这种情形将得以持续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。第五节单片机的主要生产厂家和机型目前世界是较为闻名的部分8位单片机的生产厂家和部分主要机型如下:Inte1(美国英特尔)公司:MCS-51/96及其增加系列.NS(美国国家半导体)公司:NS8070系列.RCA(美国无线电)公司:CDPI800系列.TI(美国得克萨斯仪器仪表)公司:TMS7000系列.Cypre
20、ss(美国Cypress半导体)公司:CYXX系列.ROCkWelI(美国洛克威尔)公司:6500系列.Motoroia(美国摩托罗拉)公司:6805系列.FairChild(美国仙童)公司:FS系列和3870系列.Zilog(美国齐洛格)公司:Z8系列和SUPER系列.AtInel(美国AtmeD公司:AT89系列.NatiOnal(日本松下)公司:MN6800系列.HitaChi(日本日立)公司:HD6301,HD65L05,HD6305系列.NEC(日本电气)公司:UColn87,(UP本800)系列.Philips(荷兰菲利浦)公司:P89C51XX系列.其中Intel公司的MCS-5
21、1系列及其增加型系列在8位单片机市场中占的份额最大,达50国左右。其次草硬件系统实现第一节功能模块图在本设计中需用到AT89S51芯片,1个数码管,一个蜂鸣器,复位电路,8个按键,24个发光二极管。复位键输入AT89S51 单片机输出显示时钟电路图27功能模块其次节AT89S51芯片本设计主要采纳AT89S51芯片。AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含4kBytesISP(In-systemPrOgramlnable)的可反复擦写IOoo次的FlaSh只读程序存储器,器件采纳ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,
22、芯片内集成了通用8位中心处理器和ISPFlash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为很多嵌入式限制应用系统供应高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点:40个引脚,4kBytesFlash片内程序存储器,128bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。此外,AT89S51设计和配置了振荡频率可为OHZ并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器,串行口,外中断系统可接着工作。掉电模式冻结振荡
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