哈尔滨理工大学--单片机课程设计-程序+电路
哈工大单片机实验报告
Harbin Institute of Technology单片机原理与应用实验报告学生姓名：学号：班级：专业：任课教师：所在单位：软件实验在软件实验部分，通过实验程序的调试，使学生熟悉MCS-51的指令系统，了解程序设计过程，掌握汇编语言设计方法以及如何使用实验系统提供的调试手段来排除程序错误。
实验一清零程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法，熟悉键盘操作。
二、实验内容把2000~20FFh的内容清零。
三、程序框图四、实验过程实验中利用MOVX语句，将外部存储器指定内容清零。
利用数据指针DPTR完成数据传送工作。
程序采用用循环结构完成，R0移动单元的个数，可用CJNE比较语句判断循环是否结束。
五、实验结果及分析【问题回答】清零前2000H~20FFH中为内存里的随机数，清零后全变为0。
六、实验源程序;清零程序ORG 0640HMOV DPTR,#2000H ;(2000H)送DPTRMOV R0,#00HHERE: MOVX @DPTR,A ;0送(DPTR)INC DPTR ;DPTR+1INC R0CJNE R0,#0FFH,HERESJMP $END实验二拆字程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法。
二、实验内容把2000H的内容拆开，高位送2001H低位，低位送2002H低位，2001H、2002H高位清零，一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。
三、程序框图四、实验过程将寄存器中内容送入2000H，分别将高低四位移到低位，将高四位置零然后移入2001H 和2002H中。
利用MOVX指令、DPTR指针可实现数据的传送，利用高低四位交换指令SWAP和与指令ANL可进行对高低位的清零。
五、实验结果及分析【问题回答】将ANL A,#0FH改为ORL A,#0F0H可以实现将高位置为1。
六、实验源程序; 拆字程序START:MOV DPTR,#2000HMOVX A,@DPTRMOV R0,ASWAP AANL A,#0FHINC DPTRMOVX @DPTR,AMOV A,R0ANL A,#0FHINC DPTRMOVX @DPTR,AENDEND实验三拼字程序一、实验目的进一步掌握汇编语言设计和调试方法。
《哈工大单片机》课件
控制等。
02
总结词
通过单片机实现对家居设备的智能化控制，提高生活便利性和舒适度。
03
详细描述
单片机作为智能家居系统的核心控制器，能够实现对家居设备的远程控
制、定时控制和语音控制等功能，提高家居生活的便利性和舒适度，同
时降低能耗和节约能源。
工业控制系统
工业控制系统
介绍单片机在工业自动化领域的应用，如数据采集、设备监控、生产过程控制等。
单片机的历史与发展
总结词
单片机的历史与发展
详细描述
单片机的发展历程可以分为三个阶段。第一阶段是单片 机诞生初期，主要代表产品是Intel于1971年为日本名 为名为Mitsubishi的电气集团开发的，该阶段单片机功 能简单，指令集短，位数不一。第二阶段是在20世纪 80年代初，随着微电子技术和计算机技术的发展，单 片机的指令集功能不断增强，位数也得到了统一，形成 了8位、16位、32位等不同位数的单片机。第三阶段是 进入21世纪后，随着嵌入式系统的发展，单片机也向 专业化、智能化方向发展，出现了各种具有特殊功能的 单片机，如DSP、ARM等。
03
C语言具有较好的可读性和可维护性，适合开发大型 项目。
其他编程语言
其他编程语言包括C、Java等 高级语言，也可以用于单片机 的开发。
这些高级语言可以提供更好的 抽象和封装，使开发更加方便 快捷。
但是这些高级语言运行效率较 低，需要经过解释或编译成机 器码才能运行。
04 单片机的开发环境
Keil软件
03
04
支持多种单片机型号， 如PIC系列、AVR系列 等。
支持多种操作系统，如 Windows、Linux等。
05 单片机开发流程
哈尔滨理工大学《单片机原理及应用)》2020年考研专业课复试大纲
单片机原理及应用
适用专业名称：仪器科学与技术电子信息（仪器仪表工程）
参考书目：
单片机原理及接口技术（第3版）李朝青，北京航空航天大学出版社
一、考试目的与要求
通过单片机原理科目的考试，考察学生是否理解单片机原理及应用的基本方法，是否掌握指令系统及程序设计的基础知识，是否了解单片机的硬件结构，是否掌握存储器结构、中断系统、IO口、定时器、串行接口等单片机应用知识，是否了解单片机存储器扩展手段和应用系统的开发、调试方法。
二、试卷结构（满分50分）
内容比例：
单片机原理：50分
题型比例：
1．填空题约15分
2．简答题约15分
3．单选与判断正误约10分
4．汇编语言编程题约10分
三、考试内容与要求
1．51系列单片机硬件结构
1)掌握单片机的结构与特点；
2)掌握存储器配置；
3)掌握复位操作；
4)掌握IO口的的特点；。
哈工大单片机课件
溢出中断请求标志位. (5)TF0—T0溢出中断请求标志位. TF0 计数后, 溢出时, 由硬件置" TF0 CPU申请 T0 计数后 , 溢出时 , 由硬件置 " 1 " TF0, 向 CPU 申请 中断,CPU响应TF0中断时,硬件自动清" 响应TF TF0 中断,CPU响应TF0中断时, 硬件自动清"0"TF0, TF0也可由软件清0 TF0也可由软件清0. TF1 的溢出中断请求标志位, 功能和TF TF0 ( 6 ) TF1—T1 的溢出中断请求标志位 , 功能和 TF0 类 似. TR1 TR0 个位与中断无关. TR1,TR0 2个位与中断无关. 当MCS-51复位后,TCON被清0,则CPU关中断,所有中 MCS-51复位后,TCON被清0 复位后 被清 CPU关中断, 关中断 断请求被禁止. 断请求被禁止.
(2)ES:串行口中断允许位 ES: 0:禁止串行口中断; 禁止串行口中断; 1:允许串行口中断. 允许串行口中断. (3)ET1:定时器/计数器T1的溢出中断允许位 ET1 定时器/计数器T 0:禁止T1溢出中断; 禁止T 溢出中断; 1:允许T1溢出中断. 允许T 溢出中断. (4)EX1:外部中断1中断允许位 EX1 外部中断1 0:禁止外部中断1中断; 禁止外部中断1中断; 1:允许外部中断1中断. 允许外部中断1中断.
第5 章
MCS-51的中断系统 MCS-51的中断系统
实时测控,单片机能及时地响应和处理单片机外 实时测控,单片机能及时地响应和处理单片机外 部事件或内部事件所提出的中断请求. 部事件或内部事件所提出的中断请求. 5.1 中断的概念 CPU正在执行程序时, CPU正在执行程序时,单片机外部或内部发生的某一 正在执行程序时 事件,请求CPU迅速去处理. 事件,请求CPU迅速去处理. CPU迅速去处理 CPU暂时中止当前的工作, CPU暂时中止当前的工作,转到中断服务处理程序处 暂时中止当前的工作 理所发生的事件. 理所发生的事件. 处理完该事件后,再回到原来被中止的地方, 处理完该事件后,再回到原来被中止的地方,继续原 来的工作,这称为中断 中断. CPU处理事件的过程 处理事件的过程, 来的工作,这称为中断. CPU处理事件的过程, 称为CPU的中断响应过程. 称为CPU的中断响应过程. CPU
哈工程单片机课程设计
哈工程单片机课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的原理与结构，掌握单片机的基本工作方式；2. 学会使用单片机编程语言进行程序设计，并能实现简单的控制功能；3. 了解单片机在工程领域的应用，掌握相关传感器与执行器的接口技术。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立设计并实现基于单片机的控制系统；2. 培养学生动手能力，学会使用相关开发工具与调试设备；3. 提高学生的问题分析能力，培养他们解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机技术的兴趣，激发他们学习相关工程的热情；2. 增强学生的团队协作意识，培养他们相互学习、共同进步的精神；3. 引导学生认识到单片机技术在我国工程领域的重要地位，树立为祖国工程技术事业贡献力量的信念。
本课程针对哈尔滨工程大学单片机课程设计，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，培养学生具备扎实的单片机基础知识，较强的动手实践能力，以及解决实际工程问题的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够在工程领域发挥所学，为我国工程技术事业做出贡献。
二、教学内容1. 单片机原理与结构：介绍单片机的基本组成、工作原理及性能特点，对应教材第一章内容；- 单片机的内部结构；- 单片机的工作原理；- 单片机的性能指标。
2. 单片机编程语言：学习单片机编程语言（如C语言、汇编语言等），对应教材第二章内容；- 编程语言的基本语法；- 编程实例分析；- 程序设计与调试方法。
3. 单片机接口技术：学习单片机与传感器、执行器的接口技术，对应教材第三章内容；- 常用接口电路；- 传感器与单片机的接口设计；- 执行器与单片机的接口设计。
4. 单片机控制系统设计：结合实际案例，学习单片机控制系统设计方法，对应教材第四章内容；- 控制系统设计步骤；- 系统分析与设计；- 系统调试与优化。
5. 实践环节：组织学生进行单片机控制系统设计与实现，结合教材内容进行实际操作；- 设计简单的单片机控制系统；- 动手编程与调试；- 分析并解决实际问题。
哈工程单片机实验
17
18
2. 参考电路
19
20
题目5 1. 设计要求
音乐倒数计数器
利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数
计数器，可用来煮方便面、煮开水或小睡片刻等。做一小 段时间倒计数，当倒计数为0时，则发出一段音乐声响，通 知倒计数终了，该做应当做的事。 定时闹钟的基本功能如下。
(5) 宽范围工作电压2.0-5.5V。
(6) 工作电流为2.0A时，小于300nA。
(7) 功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。
6
3. 电路设计
7
题目2 1. 设计要求
电子时钟（LCD显示）
以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时
间： 使用字符型LCD显示器显示当前时间。 显示格式为“时时：分分：秒秒”。 用4个功能键操作来设置当前时间。功能键K1～K4功能如下。
3
题目1 1. 设计要求
智能电子钟（LCD显示）
以AT89C51单片机为核心，制作一个LCD显示的智能电子钟：
(1) 计时：秒、分、时、天、周、月、年。 (2) 闰年自动判别ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ (3) 五路定时输出，可任意关断（最大可到16路）。 (4) 时间、月、日交替显示。
(5) 自定任意时刻自动开/关屏。
(6) 计时精度：误差≤1秒/月（具有微调设置）。
4
(7) 键盘采用动态扫描方式查询。所有的查询、设置功能均
由功能键K1、K2完成。 2. 工作原理 本设计采用市场上流行的时钟芯片DS1302进行制作。DS1302 是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时
时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过串行接口与计算
哈工大单片机实验报告
软件实验在软件实验部分，通过实验程序的调试，使学生熟悉MCS-51的指令系统，了解程序设计过程，掌握汇编语言设计方法以及如何使用实验系统提供的调试手段来排除程序错误。
实验一清零程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法，熟悉键盘操作。
二、实验内容把2000~20FFh的内容清零。
三、程序框图四、实验过程（1）实验中定义R0为循环次数，利用定义了初值的数据指针DPTR不断加1指向需要被清零的外部数据存储器单元。
（2）再利用MOVX语句，将外部存储器指定内容清零。
（3）用CJNE比较语句判断循环是否结束。
五、实验结果及分析问题回答：清零前2000H~20FFH中为内存里的随机数，清零后全变为0。
六、实验源程序;清零程序ORG 0000HMOV DPTR,#2000HMOV R0,#0FFHORG 0660HMAIN: MOV A,#00HMOVX @DPTR,AINC DPTRDJNZ R0,MAINEND实验二拆字程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法。
二、实验内容把2000h的内容拆开，高位送2001h低位，低位送2002h低位，2001h、2002h高位清零，一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。
三、程序框图四、实验过程（1）定义数据指针DPTR为2000H，将其中内容送入累加器A中，利用高低四位交换语句SWAP可将高四位移至低四位，再用语句ANL与0FH进行与操作取出高四位送入2001H低位（2）再次让数据指针DPTR为2000H，将其中内容送入累加器A中，直接与0FH相与取出低四位送入2002H低位。
五、实验结果及分析问题回答：将ANL A,#0FH改为ORL A,#0F0H可以实现将高位置为1。
六、实验源程序;拆字程序ORG 0000HMAIN: MOV DPL, #00HMOV DPH, #20HMOVX A, @DPTRSWAP AANL A, #0FHINC DPTR-3-MOVX @DPTR, AMOV DPL,#00HMOVX A, @DPTRANL A, #0FHINC DPTRINC DPTRMOVX @DPTR, AEND实验三拼字程序一、实验目的进一步掌握汇编语言设计和调试方法。
哈尔滨理工大学《单片机原理及应用》2020年考研专业课复试大纲
单片机原理及应用
适用专业名称：电子信息（电子与通信工程）、信息与通信工程（信号与信息处理）
参考书目：
《单片机原理与应用及C51程序设计》（第三版）清华大学出版社2014
一、考试目的与要求
测试考生掌握单片机技术的基本原理和基本方法，以及对单片机设计和应用的能力。
考生应掌握单片机硬件结构组成基本原理，掌握单片机基本指令及软件编程方法，掌握单片机的扩展应用方法。
二、试卷结构（满分50分）
内容比例：
单片机原理基础约30%
对硬件的理解及掌握约40%
设计及编程约30%
题型比例：
1．名词解释题约30%
2．简答题约40%
3．编程题约30%
三、考试内容与要求
考试内容
单片机的特点及概念；80C51的基本结构和应用模式；80C51的指令系统和编程（C或者汇编均可）；80C51的中断系统和定时/计数器。
考试要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《单片机原理及接口技术》课程设计报告设计题目班级姓名学号指导教师单片机课程设计任务书题目：基于单片机的温度数据采集系统设计一．设计要求1．被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。
2．被测温度点：4个，每2秒测量一次。
3．显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4．键盘要求：（1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。
二．设计内容1．单片机及电源管理模块设计。
单片机可选用AT89S51及其兼容系列，电源管理模块要实现高精密稳压输出，为单片机及A/D转换器供电。
2．传感器及放大器设计。
传感器可以选用镍铬—镍硅热电偶（分度号K），放大器要实现热电偶输出的mV级信号到A/D输入V级信号放大。
3．多路转换开关及A/D转换器设计。
多路开关可以选用CD4052，A/D可选用MC14433等。
4．显示器设计。
可以选用LED显示或LCD显示。
5．键盘电路设计。
实现定点显示按键；轮流显示按键；其他功能键。
6．系统软件设计。
系统初始化模块，键盘扫描模块，显示模块，数据采集模块，标度变换模块等。
三．设计报告要求设计报告应按以下格式书写：（1）封面；（2）设计任务书；（3）目录；（4）正文；（5）参考文献。
其中正文应包含以下内容：（1）系统总体功能及技术指标描述；（2）各模块电路原理描述；（3）系统各部分电路图及总体电路图（用PROTEL绘制）；（4）软件流程图及软件清单；（5）设计总结及体会。
四、参考资料1、李全利，单片机原理及接口技术，高等教育出版社，20042、于永，51单片机常用模块与综合系统设计实例精讲，电子工业出版社，2007引言随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。
本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。
本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，通过MC14433模数转换对所测的温度进行数字量变化。
单片机数据处理之后，，将当前温度信息发送到LCD进行显示。
本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置切换定点显示功能与轮流显示功能，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。
我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。
通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，采用微机进行温度检测，数字显示，信息存储及实时控制。
目录：一、系统总体功能及技术指标的描述-------------------------4二、各模块电路原理描述------------------------------------42.1单片机及AT89C51引脚说明----------------------------42.2、电源模块设计---------------- -----------------------72.3、传感器模块设计-------------------------------------72.4、放大器---------------------------------------------92.5、多路转换 -------------------------------------------92.6、A/D转换器------------------------------------------112.7、显示器设计------------------------------------------132.8、键盘电路设-------------------------------------------142.9、电路总体设计图---------------------------------------15三、软件流程-------------------------------------------------16四、程序清单------------------------------------------------17五、设计总结及体会-------------------------------------------23六、参考资料---------------------------------------------------23一、系统总体功能及技术指标的描述1，基于单片机的温度数据采集系统，实现实时的温度的数据采集与显示，采用1602液晶显示温度读数和所选通道号，以实现对数据的实时控制。
2，技术指标要求：1．被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。
2．被测温度点：4个，每2秒测量一次。
3．显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4．键盘要求：（1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。
二、各模块电路原理描述2.1单片机及电源模块设计如图所示为AT89C51芯片的引脚图。
兼容标准MCS-51指令系统的AT89C51单片机是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机，片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机。
它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。
AT89C51单片机片内的Flash可允许在线重新编程，也可用通用非易失性存储编程器编程；片内数据存储器内含128字节的RAM；有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口;具有两个16位可编程定时器；中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构；震荡器频率0到33MHZ，因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的；具有片内看门狗定时器；具有断电标志POF等等。
AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式[8]。
2.2、AT89C51引脚说明P0口：8位、开漏级、双向I/O口。
P0口可作为通用I/O口，但须外接上拉电阻；作为输出口，每各引脚可吸收8各TTL的灌电流。
作为输入时，首先应将引脚置1。
P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。
在该模式下，P0口含有内部上拉电阻。
在FLASH编程时，P0口接收代码字节数据；在编程效验时，P0口输出代码字节数据(需要外接上拉电阻)。
P1口：8位、双向I/0口，内部含有上拉电阻。
P1口可作普通I/O口。
输出缓冲器可驱动四个TTL负载；用作输入时，先将引脚置1，由片内上拉电阻将其抬到高电平。
P1口的引脚可由外部负载拉到低电平，通过上拉电阻提供电流。
在FLASH并行编程和校验时，P1口可输入低字节地址。
在串行编程和效验时，P1.5/MO-SI，P1.6/MISO和P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。
P2口：具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P2口用做输出口时，可驱动4各TTL负载；用做输入口时，先将引脚置1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。
若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外部输出电流。
CPU访问外部16位地址的存储器时，P2口提供高8位地址。
当CPU用8位地址寻址外部存储时，P2口为P2特殊功能寄存器的内容。
在FLASH并行编程和校验时，P2口可输入高字节地址和某些控制信号。
P3口：具有内部上拉电阻的8位双向口。
P3口用做输出口时，输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流；用做输入口时，首先将引脚置1，由内部上拉电阻抬位高电平。
若外部的负载是低电平，则通过内部上拉电阻向输出电流。
在与FLASH并行编程和校验时，P3口可输入某些控制信号。
P3口除了通用I/O口功能外，还有替代功能，如表5.3-1所示。
表5.3-1 P3口的替代功能RST：复位端。
当振荡器工作时，此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。
ALE/ ：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）是一个用于锁存地址的低8位字节的书粗脉冲。
在Flash 编程期间，此引脚也可用于输入编程脉冲（）。
在正常操作情况下，ALE以振荡器频率的1/6的固定速率发出脉冲，它是用作对外输出的时钟，需要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如果希望禁止ALE操作，可通过将特殊功能寄存器中位地址为8EH那位置的“0”来实现。
该位置的“1”后。
ALE仅在MOVE 或MOVC指令期间激活，否则ALE引脚将被略微拉高。
若微控制器在外部执行方式，ALE禁止位无效。
：外部程序存储器读选取通信号。
当AT89S51在读取外部程序时，每个机器周期将PSEN激活两次。
在此期间内，每当访问外部数据存储器时，将跳过两个信号。
/Vpp：访问外部程序存储器允许端。
为了能够从外部程序存储器的0000H至FFFFH单元中取指令，必须接地，然而要注意的是，若对加密位1进行编程，则在复位时，的状态在内部被锁存。
执行内部程序应接VCC。
不当选择12V编程电源时，在Flash编程期间，这个引脚可接12V编程电压。
XTAL1：振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器输出端。
单片机最小系统设计原理图：电源模块设计：在影响单片机系统可靠性的诸多因素中，电源干扰可谓首屈一指，据统计，计算机应用系统的运行故障有90％以上是由电源噪声引起的。
为了提高系统供电可靠性，交流供电应采用交流稳压器，防止电源的过压和欠压，直流电源抗干扰措施有采用高质量集成稳压电路单独供电，采用直流开关电源，采用DC-DC变换器。
本次设计决定采用MAXim公司的高电压低功耗线性变换器MAX 1616作为电压变换，采用该器件将输入的24V电压变换为5V电压，给外围5V的器件供电。
MAX1616具有如下特点：1.4~28V电压输入范围。
2.最大80uA的静态工作电流。
3.3V/5V电压可选输出。
4.30mA输出电流。
本电路采用该器件将输入的24V电压变成5V电压，给外围5V的器件供电，其中二极管D1是保护二极管，防止输入电压接反可能带来的对电路的影响和破坏。
电源管理模块电路图如下：传感器模块设计数据的采集应用热电偶作为温度传感器，热电偶是一种感温元件 , 它把温度信号转换成热电动势信号 , 通过电气仪表转换成被测介质的温度。
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路 , 当两端存在温度梯度时 , 回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在 Seebeck 电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。
两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。