单片机课程设计说明书课题：班级投票显示器专业：测控技术与仪器班级：机122-1：许铎学号：201256502116指导老师：王东兴组员：贺茂森、段亚东、王向东大学机电汽车工程学院目录第一章设计任务和容 (3)1.1 设计任务 (3)1.2 设计要求 (3)1.3 设计容 (3)第二章电路设计 (4)2.1 总体设计 (4)2.2 详细设计 (5)2.2.1 单片机引脚功能 (5)2.2.3时钟电路 (6)2.2.4复位电路 (7)2.2.5 数码管显示电路 (8)第三章程序设计与仿真 (10)3.1 投票显示系统总体功能实现 (10)2.2 系统流程图 (11)3.3 程序编写 (13)3.4 仿真与调试 (15)第四章总结和未来改进构想 (21)第一章设计任务和容1.1 设计任务分组按照选定题目的设计任务，设计各种单片机应用系统，设计工作量至少要包含：（1）用MCS-51单片机，12MHz时钟，常规的上电和手动复位电路；（2）3个以上的按键；（3）LED或/和数码管或/和LCD显示及其接口；（4）至少2路输入信号，可以是模拟量或数字量。
1.2 设计要求（1）设计一个投票系统，具有计票显示功能；（2）可实现6人同时进行投票，累计票数在显示器上显示；（3）主持人使用一个按键开关控制开始投票，终止投票和清零；（4）投票开始后每人能且仅能投一次票，多投无效；1.3 设计容（1）编写项目功能说明书，确定应用系统的功能和具体参数；（2）设计电路原理图；（3）编写C语言源程序，程序中加注必要的注解说明；(4)实物制作与调试；（5）编写设计说明书。
第二章电路设计2.1 总体设计整个设计以AT89C51单片机为核心，点触开关控制信号通过单片机I/O口，单片机处理信号并将结果通过LED数码管显示，最终按键复位单片机。
总体设计如下图。
2.2 详细设计2.2.1 单片机引脚功能·P0口 8位、漏极开路的双向I/O 口。
当使用片外存储器及外扩I/O 口时，P0口作为低字节地址/数据复用线。
在编程时，P0口可用于接收指令代码字节；程序校验时，可输出指令字节。
P0口也可做通用I/O 口使用，但需加上拉电阻。
作为普通输入时，应输出锁存器配置1。
·P1口 8位、准双向I/O 口，具有部上拉电阻。
P1口是为用户准备的I/O双向口。
在编程和校验时，可用作输入低8位地址。
用作输入时，应先将输出锁存器置1。
·P2口8位、准双向I/O口，具有部上拉电阻。
当使用外存储器或外扩I/O口时，P2口输出高8位地址。
在编程和校验时，P2口接收高字节地址和某些控制信号。
·P3口8位、准双向I/O口，具有部上拉电阻。
P3口可作为普通I/O口。
用作输入时，应先将输出锁存器置1。
在编程/校验时，P3口接收某些控制信号。
·RST 复位输入信号，高电平有效。
·EA/VPP外部程序存储器访问允许信号EA.当EA信号接地时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器，地址为0000H-FFFFH;当EA接VCC时，对ROM 的读操作从部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。
·PSEN 片外程序存储器读选通信号PSEN，低电平有效。
在片外程序存储器取指期间，当PSEN有效时，程序存储器的容被送至P0口；在访问外部RAM 时，PSEN 无效。
·ALE/PROG低字节锁存信号ALE.在系统扩展时，ALE的下降沿将P0口输出的低8位地址锁存在外接的地址锁存器中，以实现低字节地址和数据的分时传送。
·XTAL1 片振荡器反向放大器和时钟发生线路的输入端。
·XTAL2 片振荡器反相放大器和时钟发生线路的输出端。
2.2.3时钟电路51系列单片机的时钟信号产生通常有两种方式，部时钟方式和外部时钟方式我们采用部时钟方式，如图，引脚XTAL是片振荡器反向放大器和时钟发生线路的输入端。
XTAL2是片振荡器反相放大器的输出端。
当使用片振荡器时，外接石英晶体和微调电容。
2.2.4复位电路51系列单片机通常有上电复位和按键复位两种方式。
我们采用了最简单的一种上电复位及按键复位电路如图所示，上电后，由于电容充电，使RESET持续一段时间的高电平，完成复位操作；当单片机处于运行中或死锁时，按下“复位”按钮，也可使单片机进入复位状态。
通常选择C=10~30uF, R=100~1000Ω。
1、数码管显示方式数码管有静态显示方式和动态显示方式，我们采用的共阴极七段数码管静态显示方式，如上图所示。
就是当显示器显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定地导通或截止。
2、驱动电路74LS245芯片用作驱动的电路，用来驱动七段数码管,它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据，8051单片机的P0口总线负载达到或超过P最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。
当片选端/CE低电平时有效，AB接高电平时A→B，低电平时B→A第三章程序设计与仿真3.1 投票显示系统总体功能实现利用单片机设计投票显示系统，应先掌握单片机的结构与功能，在设计中充分利用好单片机各管脚，并配合外部电路，坚持简单易懂，节约成本的原则来设计电路。
2.2 系统流程图为了简化程序的复杂度，使设计过程简单易懂，该系统将分成主程序和子程序设计，具体流程如下图。
3.3 程序编写按照上面流程图进行源程序编写，源程序如下：（1）主程序部分#include "reg51.h"#include"stdio.h"sfr p2=0xa0;sfr p1=0x90;sfr p0=0x80;sbit P11=P1^1; /*位定义*/ sbit P12=P1^2;sbit P13=P1^3;sbit P14=P1^4;sbit P15=P1^5;sbit P16=P1^6;sbit P17=P1^7;Unsigned; chardis[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x67,0x00};/*定义字型表*/ unsigned char num,num2,num3,num4,num5,num6,num7;char nu=0;void scan();void disp() /*显示子程序*/{ num=num2+num3+num4+num5+num6+num7;p0=dis[num];p2=dis[nu];}void main(){ P1=0xff; /*对P1口进行初始化*/while(1) /*进入无限循环*/ {if(!P11) /*判断总控开关，按下则执行以下程序*/{num=0;nu++;scan();} /*扫描按键，执行scan()子程序*/else{num2=0;num3=0;num4=0;num5=0;num6=0;num7=0;}/*无按键输入则显示0*/}}void scan(){while(!P11) /*判断总控开关是否一直保持接通状态，接通则进行投票过程循环，否则不执行程序，即投票按键无效*/{ if(!P12){ num2=1;while(!P12);} /*对投票按键P1进行判断，按下则累加1并维持不变*/if(!P13){ num3=1;while(!P13);}if(!P14){ num4=1;while(!P14);}if(!P15){ num5=1;while(!P15);}if(!P16){ num6=1;while(!P16);}if(!P17){ num7=1;while(!P17);}disp();}} 子程序部分完成投票判断、票数累加工作。
3.4 仿真与调试将源程序输入进Keil软件中，保存为.hex文件并编译，无误后可以再烧进仿真软件Proteus ISIS文件中的单片机AT89C51中，方可运行仿真电路。
单击仿真运行开始按钮，我们能清楚地观察到每一个引脚的电频变化，红色代表高电频，蓝色代表低电频。
仿真过程如下1、接通总控开关，此时所有人投票有效，并可看见票数显示器显示“0”，轮次显示器显示“1”投票第一轮开始，进入投票阶段，如图2、任意按下一个投票按键如P3，此时票数显示器示数字变成“1”，轮次显示器“1”不变,如图3、按另一个P5，票数LED灯变成“2”，如图4、此时再次按下第一次按过的按键P3，显示器仍保持数字“2”，即完成每个按键只能投票一次的功能。
如图5、最后将总控开关断开，可看到显示器没有变化，可以继续显示投票结果，再次接通总控，可发现票数显示器又回到初始阶段“0”，轮次显示器显示“2”，即进入第二轮投票，如图6、若此后有4人投票，则票数显示器显示“4”，而轮次显示器“2”不变。
即票数完成清零并进入新一轮投票阶段，如图7、所有投票结束后按下轮次复位按钮，则所有显示器回复初始状态，仿真成功。
第四章总结和未来改进构想总结:通过本次课程设计不仅加强了对我们所学的单片机知识的认识，还掌握了Proteus电路图仿真软件和Keil编程软件等专业软件的应用。
通过实物制作，还很好的锻炼了我们的动手能力和团队合作的能力，在课设过程中，我们遇到了一些问题，比如仿真时P0口接的数码管不亮，经过我们的讨论和几次试验，我发现是上拉电阻阻值过大，我们及时改正，解决了这个问题。
还有在中期答辩时，我们忽略了驱动电路的问题，导致数码管显示电路出现错误，亮度不够，后来在老师的指导和我们对课本上的知识深入学习后修改了电路，解决了这一问题。
我觉得我们要扎实的掌握所学的知识的同时还要学会查资料，同时还要及时与老师交流，注重团队合作，这样才能把事情做得更好。
未来改进构想：我们在课程设计的过程中也做了创新，增加LED显示器显示投票轮数；我们觉得还可以在每个投票环节上增加投票状态（可以发光用二极管）确认是否投票成功，以及是否可以投票。
还可以设计上计时功能，以保证在规定时间完成投票。