51单片机DIY做PLC编程精编版
51单片机DIY做PLC编程
有朋友想定制一个净水机控制器，有一些独特的功能要增加，但是商品控制板没有这样的功能，问我能否做一个，我觉得单片机完全能满足这种简单的控制需要，上手开始编程序时候突然感到，用PLC逻辑编这种功能是非常简单轻松的，而如果用汇编或C编却感觉有点棘手，编程效率不高，所以想为何不在单片机上实现PLC的逻辑呢？
上网搜索尝试看能否找到合适的程序下载来稍微改改就能用的呢？方案几年前就有了，实际上是利用三菱的低档PLC编程软件编辑好梯形图，存盘后用专用的格式转换工具转换成HEX单片机烧写文件烧进去，尝试下载三菱PLC工具软件，但是在我的WIN7-64位系统上不能正常工作，好容易换了系统装好开发工具，但是初次上手这款开发工具，界面挺复杂的，懒得研究各个按钮的使用，由于是单片机的硬件，对于程序的编制和转换有很多限制条件，否则是转换不成功的，嫌麻烦，放弃！
某宝倒是有百元PLC板出售，但是为了这么个简单的东西专门买个全功能板子有点浪费，而且其编程软件仍然是三菱的盗版软件，算了，再想办法把。
由于工作中经常接触PLC程序，对其工作原理也略知一二，网上也有相关的说明介绍，其实就是三个主要步骤，第一步扫描IO输入，第二步执行逻辑，第三步输出逻辑到IO，很简单的，最早PLC也是用单片机实现的，我为何不用汇编在51上搭建一个架构，简单的逻辑编制进去就能运转呢？
其中逻辑执行步骤还是有点意思的，需要把PLC逻辑翻译成单片机的汇编语言执行，这块开始也没有把握，后来搜索到一篇百度文章，介绍了一下三菱PLC逻辑是如何翻译成汇编的，我看了下估计其实是利用反汇编工具把HEX反编译成的ASM代码，并不清晰明了，而且还带着反汇编时候的行号，仅供参考了。
搜索结果中也有几篇论文，涉及到在51单片机上实现PLC逻辑的内容，但是那些论文都是充数的，仅仅几个IO逻辑，没有什么定时器，计数器功能的体现，哎！仅供参考！
看来这个PLC系统还是需要自己写了！OK！既然决定自己重写，那就开工吧！利用春节休假时间，编制了如下ASM51汇编PLC代码：
代码主要架构如下：
1、IO定义部分:根据所使用的单片机IO口数量,任意指定多少个I多少个O,那几个脚是I,哪几个是O都可以任意指定,在这个51系统里面设计了最大32个I,32个O,占用64个位寻址区域,其实用不到那么多,也可以分配给其它需要的标志位用,因为51系统总可位寻址地址只有128位,需要仔细分配.
2、位寻址变量定义（包括各类标志位，临时变量寄存器等等）目前设计了8个计时器的Timer DN, Timer EN,共16位，8个计数器的counter reset 和counter DN 标志位共16个，专用于上升沿下降沿检测的标志位4对，占用8个，剩余用于临时变量，这些地址分配在这块变量
定义区域可以根据需要任意调整
3、内存规划，包括堆栈区的设置，定时器，计数器的累加值和预设值地址等等，目前初步定义8个计数器的当前计数值和预设值，8个计时器的当前计数值和预设值，共占用32个内存地址，也可根据需要调整，51单片机片内总的用户可用内存地址包括堆栈区只有128个，实际去除位寻址区和堆栈区可用的估计只有80个左右，不过对于小程序应该够用的。
没必要去增加成本扩展RAM
4、上电初始化，包括0.01秒微定时器设置，内存清零，中断设置，如果想增加串口功能也是可以的，51本来就有两个定时器，无非多写一个串口中断服务程序就是了。
5、微定时器中断服务程序编写，单片机每0.01秒定时中断时执行，进行内存时基标志位刷新，用于提醒主程序相应时间到了,基本的时基设计了0.01秒,0.1秒,1秒,10秒,1分钟,1小时,1天,1周八个时间标志位,其实真没必要，不过自己编写架构就是好玩,想设计几个就设计几个哈哈!
6、下面是主要PLC逻辑，执行时是不停扫描循环执行的，与真实的PLC运行结构是一样的，当然咱们编的就要简单许多了，没有那么多的功能。而且用汇编编写执行效率要比C 高，目前1K代码的汇编程序可以写好多，而如果用C写再编译就会大许多，很多时候廉价
小单片机就装不下了。
7、扫描开始是对定时器计数器处理，如果某计时器的相应时基标志位置位，则处理对应程序用定时器的状态判断与设置，计数器内存累加，状态判断与设置，用于主逻辑执行部分执行；对于计数器主要是判断是否有计数器复位请求以及进行当前计数值与预设值是否相等判
断,置位相应标志位.
8、输入扫描，这块很简单，就是把输入IO口复制到内存相应区域内；
9正式逻辑执行：这块直接就是按照梯形图行的概念，每一个梯形图行，就是一段汇编代码，为了翻译时候方便，直接把逻辑就在注释行内形象的用符号画出来。
逻辑的翻译还是有点技巧,实现了基本IO输入,与或非逻辑,定时器以及计数器功能,外加上升沿下降沿判断等功能,这些基本的PLC功能都能在这个小架构里面实现,尽管不是十分完美例如定时器状态更新的时效性由于架构问题还不能达到每次扫描更新,对于上升下降沿的判断需要更多的内存和语句实现等等，但是对于简单的应用还是没有问题的.
51单片机实例(含详细代码说明)
1．闪烁灯 1．实验任务 如图4.1.1所示：在P1.0端口上接一个发光二极管L1，使L1在不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为0.2秒。 2．电路原理图 图4.1.1 3．系统板上硬件连线 把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1端口上。 4．程序设计内容 （1）．延时程序的设计方法 作为单片机的指令的执行的时间是很短，数量大微秒级，因此，我们要 求的闪烁时间间隔为0.2秒，相对于微秒来说，相差太大，所以我们在 执行某一指令时，插入延时程序，来达到我们的要求，但这样的延时程 序是如何设计呢？下面具体介绍其原理：
如图4.1.1所示的石英晶体为12MHz，因此，1个机器周期为1微秒机器周期微秒 MOV R6,#20 2个 2 D1: MOV R7,#248 2个 2 2＋2×248＝498 20× DJNZ R7,$ 2个2×248 (498 DJNZ R6,D1 2个2×20＝40 10002 因此，上面的延时程序时间为10.002ms。 由以上可知，当R6＝10、R7＝248时，延时5ms，R6＝20、R7＝248时， 延时10ms,以此为基本的计时单位。如本实验要求0.2秒＝200ms， 10ms×R5＝200ms，则R5＝20，延时子程序如下： DELAY: MOV R5,#20 D1: MOV R6,#20 D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET （2）．输出控制 如图1所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.0＝1时，根据发光二极管 的单向导电性可知，这时发光二极管L1熄灭；当P1.0端口输出低电平， 即P1.0＝0时，发光二极管L1亮；我们可以使用SETB P1.0指令使P1.0 端口输出高电平，使用CLR P1.0指令使P1.0端口输出低电平。 5．程序框图 如图4.1.2所示
基于51单片机课程设计
基于51单片机课程设计报告 院系：电子通信工程 团组：电子设计大赛1组 姓名： 指导老师：
目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)
一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词：STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能： 不加热时实时显示时间，并可手动设置时间； 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度，范围在20～70度之间，打开开关后，根据设定温度与水温确定是否加热，及何时停止加热，可实时显示温度； 设定加热时间功能。限定烧水时间，加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警，并可实时显示温度。 2、系统设计的框架
本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括：电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度，单片机STC8951获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ，当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ，这里采用通过LED1和LED2取代！！！ 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声，这里采用HLLED提示。
基于51单片机的流水灯设计说明
基于51单片机的流水灯设计 一．基本功能 利用AT89c51作为主控器组成一个LED流水灯系统，实现8个LED 灯的左、右循环显示。 二．硬件设计 图1.总设计图
1.单片机最小系统 1.1选用AT89C51的引脚功能 图2. AT89C51 XTAL1:单芯片系统时钟的反向放大器输入端。 XTAL2：系统时钟的反向放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英震荡晶体系统就可以工作了，此外可以在两引脚与地之间加入20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪音干扰而死机。 RESET：重置引脚，高电平动作，当要对晶体重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个及其周期以上的时间便能完成系统重置的各项动作，使得部特殊功能寄存器容均被设成已知状态。 P3：端口3是具有部提升电路的双向I/O端口，通过控制各个端口的高低电平了实现LED流水灯的控制。
1.2复位电路 如图所示，当按下按键时，就能完成整个系统的复位，使得程序从新运行。 图3.复位电路 1.3时钟电路 时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。 在AT89C51芯片部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚X1，输出端为引脚X2，在芯片的外部跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。此电路采用12MHz的石英晶体。
图4.时钟电路 2.流水灯部分 图5.流水灯电路 三．软件设计 3.1编程语言及编程软件的选择 本设计选择C语言作为编程语言。C语言虽然执行效率没有汇编语言
基于51单片机的万年历的设计
单片机课程实训SCM PRACTICAL TRAINING
目录 第一部分课程设计任务书 (1) 一、课程设计题目 (1) 二、课程设计时间 (1) 三、实训提交方式 (1) 四、设计要求 (1) 第二部分课程设计报告 (2) 一、单片机发展概况 (2) 二、MCS-51单片机系统简介 (2) 三、设计思想 (3) 四、硬件电路设计 (3) 1. 总体设计 (3) 2. 晶振电路 (4) 3. 复位电路 (4) 4. DS1302时钟电路 (5) 5. 温度采集系统电路 (5) 6. 按键调整电路 (6) 7. 闹钟提示电路 (6) 五、软件设计框图 (7) 六、程序源代码 (8) 1. 主程序 (8) 2. 温度控制程序 (11) 3. 日历设置程序 (13) 4. 时钟控制程序 (18) 5. 显示设置程序 (20) 七、结束语 (23) 八、课程设计小组分工 (23) 九、参考文献 (23)
第一部分课程设计任务书 一、课程设计题目 用中小规模集成芯片设计制作万年历。 二、课程设计时间 五天 三、实训提交方式 提交实训设计报告电子版与纸质版 四、设计要求 （1）显示年、月、日、时、分、秒和星期，并有相应的农历显示。（2）可通过键盘自动调整时间。 （3）具有闹钟功能。 （4）能够显示环境温度，误差小于±1℃ （5）计时精度：月误差小于20秒。
第二部分课程设计报告 一、单片机发展概况 单片机诞生于20世纪70年代末，它的发展史大致可分为三个阶段： 第一阶段（1976-1978）：初级单片机微处理阶段。该时期的单片机具有 8 位CPU，并行 I/O 端口、8 位时序同步计数器，寻址范围 4KB，但是没有串行口。 第二阶段（1978-1982）：高性能单片机微机处理阶段，该时期的单片机具有I/O 串行端口，有多级中断处理系统，15 位时序同步技术器，RAM、ROM 容量加大，寻址范围可达 64KB。 第三阶段（1982-至今）位单片机微处理改良型及 16 位单片机微处理阶段民用电子产品、计算机系统中的部件控制器、智能仪器仪表、工业测控、网络与通信的职能接口、军工领域、办公自动化、集散控制系统、并行多机处理系统和局域网络系统。 二、MCS-51单片机系统简介 MCS-51系列单片机产品都是以Intel公司最早的典型产品8051为核心构成的。MCS-51单片机由CPU 、RAM 、ROM 、I/O接口、定时器/计数器、中断系统、内部总线等部件组成。8051单片机的基本性能有： ◆8位CPU； ◆布尔代数处理器，具有位寻址能力； ◆128B内部RAM，21个专用寄存器； ◆4KB内部掩膜ROM； ◆2个16位可编程二进制加1定时器/计数器； ◆32个（4×8位）双向可独立寻址的I/O口； ◆1个全双工UART（异步串行通信口）； ◆5个中断源，两级中断结构； ◆片内振荡器及时钟电路，晶振频率为1.2MHz～12MHz； ◆外部程序/数据存储器寻址空间均为64KB； ◆111条指令，大部分为单字节指令； ◆单一+5V电源供电，双列直插40引脚DIP封装。
单片机说明
第一章 LAB2000单片机仿真系统的使用 1.1 单片机仿真系统的介绍 1.1.1 概述 本仿真实验系统可实现MCS51/MCS196单片机原理与接口的一系列实验，并在硬件上预留了自主开发实验的空间。该实验系统对基本实验仅需少量连线就可进行，以减轻学生的工作量，同时也提供了一些需较多连线的扩展性实验以进一步锻炼学员的动手能力（详见第2部分）。此外，它还为学生们提供了强大的软硬件调试手段。本仿真实验系统由板上仿真器、实验仪、伟福仿真软件、开关电源构成。 1．仿真器系统构成 本仿真实验系统具有三种使用方法： （1）无系统机，仅用实验仪的板上仿真器进行仿真和实验。 （2）有系统机，用系统机上的WINDOWS/DOS软件驱动板上仿真器进行仿真和实验。 （3）有系统机、用外接仿真器进行仿真和实验。 （4）无实验仪、无仿真器，仅在系统机上采用软件模拟方式进行仿真。 2．实验系统自带键盘和显示器，自带系统监控程序。如果没有系统机也照样进行各种学习和实验。 3．配备有DOS，Windows两套PC机系统软件，在有系统机的情况下，通过外接仿真器实现64K全空间的硬件断点和仿真。 4.PC机和系统机软件具有全集成化仿真环境，中、英文两种界面，软件仿真与硬件仿真两种模式，软件仿真可以在无仿真仪的情况下进行。 5．其中实验实例及实验程序，可采用机器码、汇编、C等三种语言编写，以适应不同层次的学生的需求。 本实验仪可以方便灵活地构成各种实验方案，在有无系统机和实验仪的情况下，都能进行相应的编程实验，从而具有极为广泛的应用围，板上提供了基本的实验电路，减少繁琐的连接线过程，板上也提供了DIP40／28／24／20／16／14插孔和CPU的地址数据总线引出插孔，供学生自己扩展其它实验，培养实际动手能力，加强对实验电路的理解。实验程序采用多种语言适应不同层次的学生的需要。高级语言编写应用程序，是一种时代的需要，通过应用高级语言的编程和实验，可使学生掌握高级语言的编程方法，为今后进入社会实践打下坚实的基础。而汇编语言又能让学生了解机器深层的原理。 1.1.2 伟福实验系统的支持软件 1．板上单片机仿真部分（使用WAVE集成调试软件） (1)支持DOS、Windows'95/98双平台 (2)具有编辑、汇编、编译、调试和软件模拟等功能，所有操作均可通过窗口和菜单的 选择来完成。方便用户编写和调试软件、直观反映程序运行情况，提高软件开发效率。 (3)支持汇编语言、C、PLM高级语言源程序调试。 (4)可观察数组，记录等各种复杂变量。 (5)脱开实验系统单独进行软件模拟，这种方式尤其适用于软件实验 注意：(1)无论是集成电路的插拔、通讯电缆的连接、跳线器的设置还是实验线路的连接，都应确保在断电情况下进行，否则可能造成对设备的损坏。 (2)实验线路连接完成后，应仔细检查无误后再接通电源。 1.2 WAVE的开发环境
基于51单片机系统设计
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 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，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED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温度限定值，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，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C，因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0信号停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序，6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 （1）主程序 主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2）定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DRVCON，十进制转换子程序MERTRICCON，温度数码显示子程序DISP。
基于51单片机MP3设计
基于51单片机的音乐播放器的软件设计 [摘要]本课题完成了基于51单片机的音乐播放器的软件设计。论文主要介绍了对U盘所存储的MP3、WMA或MIDI格式的文件识别、提取以及音频解码程序实现的方法，通过与硬件调试表明所设计的音乐播放器可以通过按键选择歌曲以及控制音量，同时还可以通过显示屏来显示所播放的歌曲名。声音的播放可以通过扬声器或耳机进行，基本实现了音乐播放器的功能。 [关键词]单片机；音乐播放器；U盘文件读取；音频解码
Software Design of Music Player Based on 51 MCU Automation Specialty Hao Shuai-chen Abstract:This topic finishes the software design of the music player based on the 51 microcontroller. The paper mainly introduces the method of identification, extraction and audio decoding program to the storing the U disk MP3, WMA or MIDI format file. At the same time the hardware debugging shows that the music player can select the songs and control the volume through the keyboard, at the same time through the screen display the song name. The sound can play through the speakers or headphones. The design basically realizes the function of music player. Key words:Single chip microcomputer; music player; u disk file reading; audio decoding
基于51单片机的电子表设计
目录 目录 (1) 第1章概述 (1) 1.1实验原理 (1) 第2章设计思路及框图 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2设计框图 (2) 第3章系统的硬件设计 (2) 3.1主控制部件 (2) 3.2显示模块 (3) 3.3晶振模块 (3) 3.4按键模块 (3) 3.5驱动模块 (4) 第4章电路设计原理图 (4) 4.1电路原理图 (4) 第5章程序设计 (5) 5.1程序流程图 (5) 5.2源程序 (6) 第6章系统的验证及调试 (26) 6.1日期设置显示测试 (26) 6.2秒表测试 (26) 6.3倒计时测试 (27) 第7章总结 (28) 第8章参考文献 (28)
第1章概述 1.1实验原理 单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。 单片机有两种基本结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。本课题讨论的方波发生器的核心是目前应用极为广泛的 51系列单片机。 利用AT89C51单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔0.01s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为0，每中断一次中断计数初值加1，当加到100时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。 为了将时间在6位LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。 第2章设计思路及框图 2.1设计思路 针对要实现的功能，采用AT89S51单片机进行设计，AT89S51 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，第一，熟悉AT89S51单片机，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及内部寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前期准备工作。第二，设计硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，比如输入需要开关电路，输出需要显示驱动电路和数码管电路等。第三，画图部分：设计好电路后进行画图。第四，软件部分：先学习理解汇编语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设计。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真，仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。第六部分是硬件实现部分：连接电路并导入程序检查电路，实现想要的功能。
6264与51单片机扩展
Intel6264芯片 单片机内存扩展6264芯片 2012-5-2 1.Intel6264芯片 Intel 6264的特性及引脚信号Intel 6264的容量为8KB，是28引脚双列直插式芯片，采用CMOS工艺制造 A12～A0（address inputs）：地址线，可寻址8KB的存储空间。 D7～D0（data bus）：数据线，双向，三态。 OE（output enable）：读出允许信号，输入，低电平有效。 WE（write enable）：写允许信号，输入，低电平有效。 CE1（chip enable）：片选信号1，输入，在读/写方式时为低电平。 CE2（chip enable）：片选信号2，输入，在读/写方式时为高电平。 VCC：+5V工作电压。 GND：信号地。 Intel 6264的操作方式Intel 6264的操作方式由, CE1 , CE2的共同作用决定 ②读出：当和CE1为低电平，且和CE2为高电平时，数据输出缓冲器选通，被选中单元的数据送到数据线D7～D0上。 2. 74LS373 有54S373 和74LS373 两种线路结构型式，其主要电器特性的典型值如下(不同厂家具体值有差别)：型号TPD PD 54S373/74S373 7ns 525mW 54LS373/74LS373 17ns 120mW 373 的输出端O0~O7 可直接与总线相连。当三态允许控制端OE 为低电平时，Q0～Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE 为高电平时，Q0～Q7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端LE 为高电平时，Q 随数据D 而变。当LE 为低电平时，D 被锁存在已建立
基于51单片机的多机通信系统设计
单片机多机通信系统 一、引言 随着单片机技术的不断发展，单片机的应用已经从单机向多机互联化方向发展。单片机在实时数据采集和数据处理方面，有着成本低、能满足一般要求、开发周期短等优点，其在智能家居、计算机的网络通信与数据传输、工业控制自动化等方面有着广泛的应用。 本系统是面向智能家居应用而设计的。在初期，采用红外无线通信方式，其传输距离短，适于一般家庭应用，且成本相对较低；待方案成熟、成本允许，可以改用GSM无线通信方式。 二、系统原理及方案设计 1 、系统框架介绍 本系统为基于51单片机的多机红外无线通信系统，由三个51单片机模块组成。其中一个作为主机（即上位机），负责接收来自从机1（即下位机）采集的数据信息，以及向从机2（即下位机）发送控制信息。从机1是数据采集模块，采集温度、光强等室内数据，并将其发送给主机。主机经分析处理，作出相应判断，并给从机2发送控制信息，使由从机2控制的电机作出相应反应，调节室内环境状况。 系统总体框图如下图1所示，图2为红外收发模块简图：
图1 系统总体框图 图2 红外收发模块简图 2 、多机通信原理介绍 在多机通信系统中，要保证主机与从机间可靠的通信，必须要让通信接口具有识别功能，51单片机串行口控制寄存器SCON中的控制位SM2正是为了满足这一要求而设置的。当串行口以方式2或方式3工作时，发送或接收的每一帧信息都是11位的，其中除了包含SBUF 寄存器传送的8位数据之外，还包含一个可编程的第9位数据TB8或RB8。主机可以通过对TB8赋予1或0，来区别发送的是数据帧还是地址帧。 根据串行口接收有效条件可知，若从机的SCON控制位SM2为1，
51单片机基本程序
1第一位隔一秒闪烁一次 #include<> #define uint unsigned int sbit led1=P1^0; uint i; uint j; void main() { while(1) { % led1=0; for(i=1000;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); led1=1; for(i=1000;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); } } ； 2复杂广告灯 #include<> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar discode[]={ 0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,sbit k2=P3^5; sbit k3=P3^6; sbit k4=P3^7; sbit d=P1^2; sbit c=P1^3; ， uchar code table[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83, 0xc6,0xa1,0x86,0x8e}; void delayms(uint); uchar numt0,num; void display(uchar numdis) //显示59s的常用方式 !
{ uchar shi,ge; shi=numdis/10; ge=numdis%10; P1=0xff; //控制十位数字 P1=0xfd; P0=table[shi]; delayms(10); P1=0x00; 。 P1=0xff; //控制个位数字 P1=0xfe; P0=table[ge]; delayms(10); P1=0x00; } void delayms(uint xms) //简单的延时程序/ { uint i,j; for(i=xms;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); } void init() //初始化函数 { TMOD=0x01; TH0=(65536-45872)/256; ） TL0=(65536-45872)%256; EA=1; ET0=1; } void keyscan() //控制键盘的程序{ if(k1==0) { delayms(10); //去抖动延时 \
51单片机课题设计
实验一、单片机最小系统的熟悉 一、实验目的 在进行其他实验之前，先熟悉实验装置的核心模块——单片机最小系统模块。掌握该实验模块的电路原理和接口的使用方法。 1．掌握单片机振荡器时钟电路及CPU工作时序；掌握复位状态及复位电路设计；掌握单片机各引脚功能及通用I/O口的使用；掌握单片机基本指令的使用。 2．掌握IDE集成开发环境，仿真器和烧录器等开发工具的使用。 二、实验设备 1.单片机仿真器(伟福S51、仿真头POD-H8X5X)，烧录器(西尔特Superpro 680)； 2.单片机最小系统实验模块，键盘实验模块，发光二极管阵列实验模块。
三、实验要求 1．连接实验电路，编写简易单片机汇编程序达到下述工作要求：以任意两个独立式按键作为输入，当第一键按下时，点亮第一行发光二极管；当第二键按下时，点亮第二行发光二极管。 2．将编写的程序调入仿真器中，在IDE集成开发环境中进行调试； 3．在IDE中产生机器码文件，用烧录器烧录到单片机芯片中，插在板子上观察工作情况。 四、实验原理 4．1 AT89C51引脚说明 我们以常用的单片机芯片AT89C51为教学实例，首先对其引脚进行简要介绍： ◆P0.0～P0.7：P0口的8位双向三态I/O口线； ◆P1.0～P1.7：P1口的8位准双向口线； ◆P2.0～P2.7：P2口的8位准双向口线； ◆P3.0～P3.7：P3口的8位具有双重功能的准双向口线； ◆-ALE：地址锁存控制信号。 ◆-PSEN：外部程序存储器读选通信号，读外部ROM时PSEN低电
平有效。 ◆-EA：访问程序存储器控制信号，当EA为低电平时，对ROM的 读操作限制在外部程序存储器；当EA为高电平时，则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。 ◆RST 复位信号，复位信号延续2个机器周期以上高电平时即 为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。 ◆XTAL1 和 XTAL2 外接晶体引线端，当使用芯片内部时钟时， 此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。 ◆Vss 地线。 ◆Vcc +5V电源。
51单片机实例(含详细代码说明)
1 ?实验任务 如图4.1.1所示：在端口上接一个发光二极管L1，使L1在不停地一亮一灭, 亮一灭的时间间隔为秒。 2. 电路原理图 图 4.1.1 3. 系统板上硬件连线把“单片机系统”区域中的端口用导线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1端口上 4. 程序设计内容 (1).延时程序的设计方法作为单片机的指令的执行的时间是很短，数量大微秒级，因此，我们要求的闪烁时间间隔为秒，相对于微秒来说，相差太大，所以我们在执行 某一指令时，插入延时程序，来达到我们的要求，但这样的延时程序是如何设计呢下面具体介绍其原理： 1 ?闪烁灯 13 FO OJADQ FO 1 /AD] FO.2/AD2 FCi 3j*AOTi PO 4/AE>4 FtJ.6fAO& i^U.7/AD7 五尿5￥尸二 7/Jk 1 J5 尸N G/-A 1 ■* J - i/JL U P2 /IfA 1 J RZ W 1 1 g 3劇in P3 L/A91 F3 G/AH F-Ji CJ/I2CD I rTZK G pj 3/1H T1 P^JS/T 1 ￡/暫冠 理 监 居 . ■ V 11111111 PPP沪厂JLH甘 r3Hb
如图4.1.1所示的石英晶体为12MHz因此，1个机器周期为1微秒机器周期微秒 = ___________ ___________ MOV R6,#20 2 个2 L ______ D1： MOVR7,#248 2 个2 2+ 2X 248= 498 20X =— DJNZ R7,$ 2 个2X 248 (498 DJNZ R6,D1 2 个2X 20= 40 10002 因此，上面的延时程序时间为。 由以上可知，当R6= 10、R7= 248时，延时5ms R6= 20、R7= 248时， 延时10ms，以此为基本的计时单位。如本实验要求秒=200ms 10m X R5 =200ms贝U R5= 20,延时子程序如下： DELAY: MOV R5,#20 D1: MOV R6,#20 D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET
第11章 MCS-51单片机系统扩展-第1部分 - 1
第十一章 MCS-51单片机系统扩展 11.1 8051/8751的最小系统 80C51片内有4KB的程序存储器，因此，只需要外接晶体振荡器和复位电路就可构成最小系统。 图11-1 最小单片机系统 最小系统的特点如下： （1）由于片外没有扩展存储器和外设，P0、P1、P2、P3都可以作为用户I/O口使用。但P0口作为用户I/O口使用时，需要加上拉电阻。 （2）片内数据存储器有128字节，地址空间00H～7FH，没有片外数据存储器。 （3）内部有4KB程序存储器，地址空间0000H～0FFFH，没有片外程序存储器，EA应接高电平。 （4）可以使用两个定时/计数器T0和T1，一个全双工的串行通信接口，5个中断源。 80C51虽有4个I/O口P0～P3，但在大多数应用系统中，真正用作I/O 口线的只有P1口的8位位线和P3口的某些位线。因此，在I/O接口引脚不够，或在片内的存储器资源还不能满足要求时，需要进行如下的扩展： (1) 外部I/O接口的扩展；【例如74LS164、74LS165等】 (2) 外部程序存储器的扩展； (3) 外部数据存储器的扩展。
11.2 系统扩展结构 单片机采用总线结构，使扩展易于实现，单片机系统扩展结构如图11-2所示。 图11-2 80C51单片机的系统扩展结构 从图11-2可以看出，系统扩展主要包括存储器扩展和I/O接口部件扩展。存储器扩展包括程序存储器扩展和数据存储器扩展。 系统扩展是以单片机为核心，通过总线把单片机与各扩展部件连接起来。因此，首先要利用单片机的I/O口构造系统总线。系统总线按功能通常分为3组，如图11-2所示。 （1）地址总线AB（Address Bus）：用于发送CPU发出的地址信号，以便进行存储单元和I/O接口芯片中的寄存器的选择。 地址总线宽度为16位，由P0口经地址锁存器（通常用74LS373）提供地址低8位，P2口直接提供地址高8位，地址信号是由CPU发出的单方向信号。 存储器芯片的地址线的数目由芯片的容量决定。容量(Q)与地址线数目(N)满足关系式：2N Q 。存储器芯片的地址线与单片机的地址总线(A0～A15，P0口为低8位（需用74LS373锁存），P2口为高8位）按由低位到高位的顺序顺次相接。 一般来说，存储器芯片的地址线数目少于单片机地址总线的数目，因此连接后，单片机的高位地址线（P2口）应该有剩余。剩余的地址线一般作为译码线，译码器的输出与存储器芯片的片选信号线（CS或CE）相接。片选
51单片机最小系统设计
一、内容及要求 内容：设计制作一个51最小系统，用最小系统控制8个发光2极管。 要求:全部点亮，依次点亮，交换点亮；用最小系统控制蜂鸣器；用最小系统控制电机。 二、设计思路 使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。 八个发光二极管D1－D8分别接在单片机的P2.0－P2.7接口上，当给P2.0口输出“0”时，发光二极管点亮，当输出“1”时，发光二极管熄灭。可以运用输出端口指令MOV P0，A或MOV P0，＃DATA，只要给累加器值或常数值，同理，接在P2.1～P2.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现 图2-1 主程序流程图 流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的成流水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应
以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到闪烁效果。 程序启动时跳转到键盘判断模块程序中，此程序里面包含Key1～Key5的按键情况判断，循环检测直到有按键按下的时候，程序转去相对应按键的彩灯显示的花型模块，与此同时，当按键Key6有闭合时，程序中调用延时程序程序时，给延时参数赋值上另一个值，是延时程序延时时间发生改变，以达到不同快慢节奏闪烁的彩灯。具体程序流程图2-1所示。 三、硬件设计 3.1 直流稳压电源电路 对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。电子设备除用电池供电外，还采用市电（交流电网）供电。通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成部分！本项目直流稳压电源为+5V。如下图所示： 直流稳压电源的制作一般有3种制作形式，分别是分立元件构成的稳压电源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。下图稳压电源采用的是三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源。 图3-1 三端固定式集成稳压电源电路图 AT89C51单片机的工作电压范围：4.0V—5.5V，所以通常给单片机外接5V 直流电源。由于时间关系，此处用3节1.5V的干电池供电，在此不在赘述此稳压电源电路图原理。 3.2单片机最小系统 要使单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。单片机最小系统如下图3-2所示。
51单片机各针脚介绍
51单片机各引脚及端口详解 51单片机引脚功能： MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照----单片机引脚图： l P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。 l P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。 l P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。 l P3.0~P3.7 P2口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。 这4个I/O口具有不完全相同的功能,大家可得学好了,其它书本里虽然有,但写的太深,对于初学者来说很难理解的,我这里都是按我自已的表达方式来写的,相信你也能够理解的。 P0口有三个功能： 1、外部扩展存储器时,当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口） 2、外部扩展存储器时,当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口） 3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。 P2口有两个功能： 1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用 2、做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻; P3口有两个功能： 除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻）,还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考我们后面的引脚说明。 有内部EPROM的单片机芯片（例如8751）,为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的, 即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG） 编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp） 接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池,这个电池是干什么用的呢？这就是单片机的备用电源,当外接电源下降到下限值时,备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入,以保护内部RAM中的信息不会丢失。 在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢？他起什么作用呢？都说了是电阻那当然就是一个电阻啦,当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所以如果P0口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。 ALE 地址锁存控制信号：在系统扩展时,ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来,以实现低位地址和数据的隔离。参见图2（8051扩展2KB EEPROM电路,在图中ALE 与4LS373锁存器的G相连接,当CPU对外部进行存取时,用以锁住地址的低位地址,即P0口输出。 由于ALE是以晶振六分之一的固定频率输出的正脉冲,当系统中未使用外部存储器时,ALE脚也会有六分之一的固定频率输出,因此可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 PSEN 外部程序存储器读选通信号：在读外部ROM时PSEN低电平有效,以实现外部ROM单元的读操作。 1、内部ROM读取时,PSEN不动作; 2、外部ROM读取时,在每个机器周期会动作两次; 3、外部RAM读取时,两个PSEN脉冲被跳过不会输出; 4、外接ROM时,与ROM的OE脚相接。 参见图2—（8051扩展2KB EEPROM电路,在图中PSEN与扩展ROM的OE脚相接） EA/VPP 访问和序存储器控制信号 1、接高电平时： CPU读取内部程序存储器（ROM） 扩展外部ROM：当读取内部程序存储器超过0FFFH（8051）1FFFH（8052）时自动读取外部ROM。 2、接低电平时：CPU读取外部程序存储器（ROM）。 3、8751烧写内部EPROM时,利用此脚输入21V的烧写电压。 RST 复位信号：当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效,用以完成单片机的复位初始化操作。 XTAL1和XTAL2 外接晶振引脚。当使用芯片内部时钟时,此二引脚用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,用于接外部时钟脉冲信号。 VCC：电源+5V输入 VSS：GND接地。
51单片机设计报告
51单片机课程设计报告学院：物理与信息工程 专业班级：B11073011（电信111） 学号： 姓名： 指导教师：王莉
目录 1、设计任务与要求----------------------------------------------------------------------------------------2 (1)概述-------------------------------------------------------------------------------------------------------2 (2)AT89C52介绍-------------------------------------------------------------------------------------------2 (3)引脚功能说明-------------------------------------------------------------------------------------------2 2、总原理图及元器件清单-------------------------------------------------------------------------------3 (1)总原理图-------------------------------------------------------------------------------------------------3 (2)元器件清单----------------------------------------------------------------------------------------------3 3、硬件模块分析-------------------------------------------------------------------------------------------4 (1)74LS245引脚结构及功能------------------------------------------------------------------------------4 (2)LED显示模块--------------------------------------------------------------------------------------------4 (3)数码管显示模块------------------------------------------------------------------------------------------5 (4)蜂鸣器模块------------------------------------------------------------------------------------------------6 4、系统硬件结构图及程序流程图-----------------------------------------------------------------------7 (1)系统硬件结构图------------------------------------------------------------------------------------------7 (2)程序流程图------------------------------------------------------------------------------------------------7 5、调试及结论-----------------------------------------------------------------------------------------------8 (1)单元调试---------------------------------------------------------------------------------------------------8 (2)整体调试---------------------------------------------------------------------------------------------------8 6、实验结果--------------------------------------------------------------------------------------------------8 (1)数码管倒计时及流水灯---------------------------------------------------------------------------------9 (2)8个LED灯同步闪烁-----------------------------------------------------------------------------------9 (3)数码管显示HELLO------------------------------------------------------------------------------------10 (4)播放音乐--------------------------------------------------------------------------------------------------10 7、心得体会-------------------------------------------------------------------------------------------------10 8、参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------------12 9、附录：C源程序代码----------------------------------------------------------------------------------12