单片机综合实验实习报告
基于单片机自动车库门的设计
专业机械电子工程
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提交日期____年___月___日
摘要
本设计主要利用单片机控制车库门的自动开启与关闭。
系统采用80C51单片机和L298N驱动芯片。
自动门的控制按钮信号通过单片机并行接口P3输入到单片机内进行数据处理，在通过并行口P1输出，控制自动门的动作，当执行车库门前进指令5S后自动门开始前进，直到接触到前进限位开关时，车库门停止前进。
当执行车库门后退指令5S后，车库门向后运动到接触后限位开关是停止其控制电路简单、实用、可靠性好。
具体设计如下所述。
关键词：80C51单片机 L298N驱动芯片限位开关
目录
一. 实验目的和内容 (2)
二. 系统总体设计 (2)
1 总电路图 (2)
2单片机 (3)
2.1单片机的概述以及应用 (3)
2.2 MCS51单片机的内部结构 (4)
2.3 单片机的引脚分配 (5)
3 L298N驱动芯片 (10)
4单片机并行口分配 (13)
5功能流图 (13)
三. 实验结果和分析 (14)
四.总结与体会 (19)
五. 参考文献 (22)
六．附录 (23)
一实验目的和内容
本设计主要利用单片机控制车库门的自动开启与关闭。
系统采用80C51单片机和L298N驱动芯片。
自动门的控制按钮信号通过单片机并行接口P3输入到单片机内进行数据处理，在通过并行口P1输出，控制自动门的动作，当执行车库门前进指令5S后自动门开始前进，直到接触到前进限位开关时，车库门停止前进。
当执行车库门后退指令5S后，车库门向后运动到接触后限位开关是停止其控制电路简单、实用、可靠性好。
具体设计如下所述。
二系统总体设计
1 总电路图
2单片机
2.1单片机的概述以及应用
单片机全称单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），简写MCU微型控制器。
它专为工业控制、测量而设计，具有集成度高、可靠性高、性价比高的三高优势，体积小、功能全的特点，主要应用于计算机外设、智能仪器仪表、家用电器、工业检测与控制、通信设备等，嵌入式工程师能够根据应用对象的需求，选择合适的单片机，进行各种系统设计以及程序设计，系统按照程序指令完成规定工作。
2.2 MCS51单片机的内部结构
单片机是在芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器、多功能接口等基本功能部件的大规模集成电路。
MCS51单片机包由以下九部份构成：
●一个8位CPU
●4KB ROM程序存储器；
●一个片内振荡及时钟电路；
●128字节RAM数据存储器；
●可寻址64KB外部数据存储器和64KB内部程序存储空间的控制电路；
●两个十六位的定时/计数器；
●一个可编程全双工串行口；
●5个中断源、两个优先级嵌套中断结构；
●32条可编程的I/O线。
2.2.1单片机的结构特点
2.2.1.1单片机的CPU
单片机的核心部件是CPU，主要由运算器和控制器等部件组成。
CPU内部有一定数量的通用和专用寄存器，单片机在RAM数据存储器区开辟了一个工作寄存区，该区分为四组，每组八个寄存器，共计32个工作寄存区，起通用寄存器的作用。
另外单片机还有21个特殊功能寄存器SFR（Special Function Register），起专用寄存器作用，用来设置片内电路的运行方式和电路运行状态的记录。
特殊
功能寄存器的存在使得定时/计数器、串行口、中断逻辑等能够集成在同一块芯片上。
2.2.1.2单片机的存储器
单片机的存储器用于存放数据和程序，数据存储器和程序存储器分成两个不同的地址空间，利用不同的寻址方式和不同的地址指针进行寻址。
2.2.1.3单片机的输入输出接口
单片机的输入输出接口由P0-P3四个8位双向I/O口组成。
外设能够直接通过这几个口线接入，无需外加接口芯片。
P0-P3的各个端口能按字节和位输入输出，总共32个接口，位控制极其方便。
P0口为三态双向口，能够带8个TTL 电路，P1-P3口为准双向口，能带4个TTL电路，因此在外设驱动电流大的情况下可加接驱动器。
2.2.1.4单片机的通信方式
51系列单片机自身有全双工的异步通信接口，两机之间发送与接收能够同时进行。
用户可根据不同的需求选择合理的工作方式实现双机或多机通信。
2.3单片机的引脚配置
单片机的引脚可分为可总线扩展和不可总线扩展两种。
MCS-51系列单片机AT89S52的引脚图如下图：
图2.3-1 AT89S52的引脚图
可总线扩展的单片机有44个引脚，常见的40个引脚配置及功能说明如下：
✧Vss：接地端。
✧Vcc：电源端，接+5V电源。
✧XTAL1：接外部晶体的一个引脚，当单片机CHMOS采用外部时钟信
号时，由此引脚引入时钟信号。
✧XTAL2：接外部晶体的一个引脚，当单片机HMOS采用外部时钟信号
时，由此引脚接入外部时钟信号。
✧RSTVpD：复位、备用电源输入端。
Vcc掉电后，由此引脚接入备用
电源，低功耗时保持内部RAM数据的完整。
✧ALE/PORG：地址锁存允许；在8751单片机内当EPROM编程时，由
该脚引入编程脉冲。
✧PSEN:程序存储器允许。
✧EA/Vpp:EA=0时，单片机只访问外部程序存储器；在8751单片机片
内EPROM编程期间，由此引脚引入21V编程电压。
✧P0.0—P0.7：P0数据/低8位地址复用总线端口。
结构图如图（2.3-2）✧P1.0—P1.7：P1静态通用端口。
结构图如图（2.3-3）
✧P2.0—P2.7：P2高8位地址总线动态端口。
结构图如图（2.3-4）✧P3.0—P3.7：P3双功能静态端口。
结构图如图（2.3-5）
图2.3-2 P0口位结构
图2.3-3 P1口位结构
图2.3-4 P2口位结构
图2.3-5 P3口位结构
3L298N驱动芯片
4 单片机并行口分配
5 功能流程图
一、实验目的和内容
二、XXX的设计
1.硬件设计（总电路图，各部分电路图及说明）
2.软件设计（总流程图，子模块流程图及说明）
三、XXX的制作过程
四、实验结果和分析
五、总结和体会
附录一、电路总图（A3幅面）
附录二、源代码
附录三、元件清单（表格）。