㈠ 單片機直流電機調速系統的設計
單片機控制的直流電機調速系統
摘要：本文採用AT89C52作為主控晶元，設計了一種直流電機高速系統。AT89C52產生單極性工作制的定頻PWM脈沖，配合驅動能力強大的L298，從而實現控制和調整直流電機轉速和轉向的功能。利用軟體編程，能夠設置多個占空比不同的脈沖，使得電機轉速可以逐步增大或減小,同時在LCD上顯示電機的工作狀態，易於觀察和識別。本設計主要由電機調速控制模塊和LCD顯示模塊組成，具有電路簡單，可靠性高，運行穩定的特點，是對於小型直流電機調速裝置的一種探究。
關鍵詞：AT89C52 定頻PWM LCD 直流電機
目 錄
1 緒論... 1
2 方案設計... 1
2.1 功能要求... 1
2.2 方案論證... 1
3 系統硬體的設計... 3
3.1 電機調速控制模塊... 3
3.2 LCD顯示模塊... 6
3.3 硬體設計總原理圖... 11
4 系統軟體的設計... 12
4.1 主程序... 12
5 調試及性能分析... 14
5.1 調試與測試... 14
6 結論... 15
7 致謝... 15
參考文獻... 17
附錄... 18
㈡ 請簡述單片機系統的設計過程是怎樣的
單片機應用系統設計分為硬體設計與軟體設計兩部分及系統調試三個部分，大致過程如下：一、硬體電路設計1、根據任務需求規劃確定單片機類型及外圍介面電路方案；2、根據方案設計具體電路。二、軟體設計1、根據目標任務的功能需求，結合硬體電路控制方式，規劃設計軟體功能模塊；2、將功能模塊細化成流程圖；3、根據流程圖編寫程序代碼；4、將編譯後的目標代碼下載到實物單片機或虛擬單片機進行軟體模擬調試；三、系統調試1、將初調成功的目標的代碼下載到單片機目標試驗板進行軟硬體聯調及功能驗證；2、驗證成功符合設計要求，就可以進入小批量測試了。
㈢ 單片機 智能小車 課程設計
智能小車的設計與製作
摘要：本課題組設計製作了一款具有智能判斷功能的小車，功能強大。小車具有以下幾個功能：自動避障功能；尋跡功能（按路面的黑色軌道行駛）；趨光功能（尋找前方的點光源並行駛到位）；檢測路面所放置的鐵片的個數的功能；計算並顯示所走的路程和行走的時間，並可發聲發光。作品可以作為高級智能玩具，也可以作為大學生學習嵌入式控制的強有力的應用實例。
作品以兩電動機為主驅動，通過各類感測器件來採集各類信息，送入主控單元AT89S52單片機，處理數據後完成相應動作，以達到自身控制。電機驅動電路採用高電壓，高電流，四通道驅動集成晶元L293D。其中避障採用紅外線收發來完成；鐵片檢測部分採用電感式接近開關LJ18A3-8-Z/BX檢測；黑帶檢測採用紅外線接收二極體完成；趨光部分通過3路光敏二極體對光源信號的採集，再經過ADC0809轉化為數字信號送單片機處理判別方向。由控制單元處理數據後完成相應動作，實現了無人控制即可完成一系列動作，相當於簡易機器人。
關鍵字：智能控制 蔽障 紅外線收發 尋跡行駛 趨光行駛
1．總體方案論證與比較
方案一：採用各類數字電路來組成小車的控制系統，對外圍避障信號，黑帶檢測信號，鐵片檢測信號，各路趨光信號進行處理。本方案電路復雜，靈活性不高，效率低，不利於小車智能化的擴展，對各路信號處理比較困難。
方案二：採用ATM89S52單片機來作為整機的控制單元。紅外線探頭採用市面上通用的發射管與及接收頭，經過單片機調制後發射。鐵片檢測採用電感式接近開關LJ18A3-8-Z/BX檢測，黑帶採用光敏二極體對光源信號採集，再經過ADC0809轉化為數字信號送到單片機系統處理。此系統比較靈活，採用軟體方法來解決復雜的硬體電路部分，使系統硬體簡潔化，各類功能易於實現，能很好地滿足題目的要求。
比較以上兩種方案的優缺點，方案二簡潔、靈活、可擴展性好，能達到題目的設計要求，因此採用方案二來實現。方案二的基本原理如圖1所示。
圖1 智能車運行基本原理圖框圖
避障部分採用紅外線發射和接受原理。鐵片檢測採用電感式接近開關LJ18A3-8-Z/BX檢測，產生的高低電平信號經過處理後，完成相應的記錄數目，驅動蜂鳴器發聲。黑帶尋跡依靠安裝在車底部左右兩個光敏二極體對管來對地面反射光感應。尋光設計在小車前端安裝3路（左、中、右）光敏電阻對光源信號採集，模擬信號經過ADC0809轉化為數字信號送到MCU處理。記程通過在車輪上安裝小磁塊，再用霍爾管感應產生計數脈沖。記時由軟體實現，顯示採用普通七段LED。此系統比較靈活，採用軟體方法來解決復雜的硬體電路部分，使系統硬體簡潔化，各類功能易於實現
2．模塊電路設計與比較
1) 避障方案選擇
方案一：採用超聲波避障，超聲波受環境影響較大，電路復雜，而且地面對超聲波的反射，會影響系統對障礙物的判斷。
方案二：採用紅外線避障，利用單片機來產生38KHz信號對紅外線發射管進行調制發射，發射出去的紅外線遇到避障物的時候反射回來，紅外線接收管對反射回來信號進行解調，輸出TTL電平。外界對紅外信號的干擾比較小，且易於實現，價格也比較便宜，故採用方案二。
紅外線發射接受電路原理圖如圖2所示。
採用紅外線避障方法，利用一管發射另一管接收，接收管對外界紅外線的接收強弱來判斷障礙物的遠近，由於紅外線受外界可見光的影響較大，因此用250Hz的信號對38KHz的載波進行調制，這樣減少外界的一些干擾。 接收管輸出TTL電平，有利於單片機對信號的處理。採用紅外線發射與接收原理。利用單片機產生38KHz信號對紅外線發射管進行調制發射，發射距離遠近由RW調節，本設計調節為10CM左右。發射出去的紅外線遇到避障物的時候反射回來，紅外線接收管對反射回來信號進行解調，輸出TTL電平。利用單片機的中斷系統，在遇障礙物時控制電機並使小車轉彎。由於只採用了一組紅外線收發對管，在避障轉彎方向上，程序採用遇障礙物往左拐方式。如果要求小車正確判斷左轉還是右轉，需在小車側邊加多一組對管。外界對紅外信號的干擾比較小，性價比高。 。調試時主要是調制發射頻率為接收頭能接收的頻率，採用單片機程序解決。發射信號強弱的調節，由可調精密電阻調節。
圖2 紅外線發射接受電路原理圖
2）檢測鐵片方案選擇
方案一：採用電渦流原理自製的感測器，取才方便，但難以調試，輸出信號也不可靠，成功率比較低，難以准確輸出感測信息。
方案二：採用市面易購的電感式接近開關，本系統採用市面比較通用LJ18A3-8-Z/BX來完成鐵片檢測的任務。雖然電感式接近開關占的體積大，對本是可以接受，且輸出信號較可靠，穩定性好，受外界的干擾小，故採用方案二。
檢測鐵片電路原理圖如圖3所示。
圖3 檢測鐵片電路原理圖
3)聲音提示
方案一：採用單片機產生不同的頻率信號來完成聲音提示，此方案能完成聲音提示功能，給人以提示的可懂性比較差，但在一定程度上能滿足要求，而且易於實現，成本也不高，我們出自經費方面考慮，採用方案一。
方案二：採用DS1420可分段錄放音模塊，能夠給人以直觀的提示，但DS1420錄放音模塊價格比較高，也可以採用此方案來處理，但方案二性價比不如方案一。
4)黑帶檢測方案選擇
方案一：採用發光二極體發光，用光敏二極體接收。由於光敏二極體受可見光的影響較大，穩定性差。
方案二：利用紅外線發射管發射紅外線，紅外線二極體進行接收。採用紅外線發射，外面可見光對接收信號的影響較小，再用射極輸出器對信號進行隔離。本方案也易於實現，比較可靠，因此採用方案二。黑帶檢測電路圖如圖4所示。
輸出信號進入74LS02。穩定性能得到提升。當小車低部的某邊紅外線收發對管遇到黑帶時輸入電平為高電平，反之為低電平。結合中斷查詢方式，通過程序控制小車往哪個方向行走。電路中的可調電阻可調節靈敏度，以滿足小車在不同光度的環境光中能夠尋跡。由於接收對管裝在車底，發射距離的遠近較難控制，調節可調電阻，發現靈敏度總是不盡人意，最後採用在對管上套一塑料管，屏蔽外界光的影響，靈敏度大幅提升。再是轉彎的時間延遲短長控制。
圖4 黑帶檢測電路圖
3)計量路程方案
方案一：利用紅外線對射方式，在小車的車輪開一些透光孔來計量車輪轉過圈數，從而間接地測量路程。
方案二：利用霍爾元件來對轉過的車輪圈數來計程，在車輪子上裝小磁片，霍爾元件靠近磁片一次計程為車輪周長。此方案感測的信號強， 電路簡單，但精度不高。
如果想達到一定的計量精度，用霍爾感測元件比較難以實現，因為在車輪上裝一定量的小磁片會相互影響，而利用紅外線對射方式不會影響各自的脈沖，可達到厘米的精度，因此採用方案一來實現。計量路程示意圖見圖5。
通過計算車輪的轉數間接測量距離，利用了霍爾元件感應磁塊產生脈沖的原理，再對脈沖進行計數。另可採用紅外線原理提高記程精度，其方法為在車輪均勻打上透光小孔，當車輪轉動時，紅外光透射過去，不斷地輸出脈沖，通過單片機對脈沖計數，再經過一個數據的處理過程，這樣就可把小車走過的距離計算出來，小孔越多，計數越精密。
圖 5 計量路程示意圖
3)智能車驅動電路
方案一：採用分立元件組成的平衡式驅動電路，這種電路可以由單片機直接對其進行操作，但由於分立元件佔用的空間比較大，還要配上兩個繼電器，考慮到小車的空間問題，此方案不夠理想。
方案二：因為小車電機裝有減速齒輪組，考慮不需調速功能，採用市面易購的電機驅動晶元L293D，該晶元是利用TTL電平進行控制，對電機的操作方便，通過改變晶元控制端的輸入電平，即可以對電機進行正反轉操作，很方便單片機的操作，亦能滿足直流減速電機的要求。智能車驅動電路實現如圖6所示。
圖6 智能車驅動電路
小車電機為直流減速電機，帶有齒輪組，考慮不需調速功能，採用電機驅動晶元L293D。L293D是著名的SGS公司的產品。為單塊集成電路，高電壓，高電流，四通道驅動，設計用來接收DTL或者TTL邏輯電平，驅動感性負載(比如繼電器，直流和步進馬達)，和開關電源晶體管。內部包含4通道邏輯驅動電路。其額定工作電流為1A，最大可達1.5A，Vss電壓最小4.5V，最大可達36V；Vs電壓最大值也是36V，經過實驗，Vs電壓應該比Vss電壓高，否則有時會出現失控現象。表1是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關系。
表1 引腳和輸出引腳的邏輯關系
EN A（B） IN1（IN3） IN2（IN4） 電機運行情況
H H L 正轉
H L H 反轉
H 同IN2（IN4） 同IN1（IN3） 快速停止
L X X 停止
L293D可直接的對電機進行控制，無須隔離電路。通過單片機的I/O輸入改變晶元控制端的電平，即可以對電機進行正反轉，停止的操作，非常方便，亦能滿足直流減速電機的大電流要求。調試時在依照上表，用程序輸入對應的碼值，能夠實現對應的動作，調試通過。
3) 尋找光源功能
方案一：在小車前面裝上幾個光電開關，通過不同方向射來的光使光電開關工作，從而對小車行駛方向進行控制，根據光電開關特性，只有當光達到一定強度時才能夠導通，因此帶有一定的局限性。
方案二：在小車前面裝上參數一致的光敏二極體或者光敏電阻，再通過A/D轉換電路轉換成數字量送入單片機，單片機再對讀入的幾路數據進行存儲、比較，然後發出命令對外圍進操作。對方案一、二進行比較，方案二硬體稍為復雜，但能夠對不同強度的光進行採集以及比較，操作靈活，所以採用方案二。
尋找光源電路圖如圖7所示。
圖7 尋找光源電路圖
3)顯示部分
方案一：採用LCD顯示，用單片機可實現顯示數據，但顯示亮度和字體大小在演示時不盡人意，價格也比較昂貴。
方案二：採用LED七段數碼管，採用經典電路解碼和驅動，電路結構簡單，並且可以實現單片機I/O口的並用，顯示效果直觀，明亮，調試容易。故採用LED數碼管顯示。
4)顯示電路如圖8所示。
圖8 顯示電路
3. 系統原理及理論分析
1) 單片機最小系統組成
單片機系統是整個智能系統的核心部分，它對各路感測信號的採集、處理、分析及對各部分整體調整。主要是組成是：單片機AT89S52、模數轉換晶元ADC0809、小車驅動系統晶元L293D、數碼管顯示的解碼晶元74LS47、74LS138及各路的感測器件。
2)避障原理
採用紅外線避障方法，利用一管發射另一管接收，接收管對外界紅外線的接收強弱來判斷障礙物的遠近，由於紅外線受外界可見光的影響較大，因此用250Hz的信號對38KHz的載波進行調制，這樣減少外界的一些干擾。 接收管輸出TTL電平，有利於單片機對信號的處理。
3)計程原理
通過計算車輪的轉數間接測量距離，在車輪均勻打上透光小孔，當車輪轉動時，紅外光透射過去，不斷地輸出脈沖，通過單片機對脈沖計數，再經過一個數據的處理過程，這樣就可把小車走過的距離計算出來。
4)黑帶檢測原理
利用光的反射原理，當光線照射在白紙上，反射量比較大，反之，照在黑色物體上，由於黑色對光的吸收，反射回去的量比較少，這樣就可以判斷黑帶軌道的走向。由於各路感測器會對單片機產生一定的干擾，使信號發生錯誤。因此，採用一級射極輸出方式對信號進行隔離，這樣系統對信號的判斷就比較准確。
4. 系統程序設計
用單片機定時器T0產生38KHz的方波，再用定時器T1產生250Hz的方波對38KHz方波進行調制。為了提高小車反應靈敏度，對紅外線接收信號及黑帶檢測信號都採用中斷法來處理。用定時方法對鐵片檢測、計量路程、倒車、拐彎及數碼管動態掃描進行處理。
主程序流程圖見圖9，各子程序圖見圖10、圖11、圖12。
圖9 主程序流程圖
圖 10 外部中斷0服務子程序
圖 11 外部中斷1服務子程序
圖12 定時器1中斷子程序
6．調試及性能分析
整機焊接完畢，首先對硬體進行檢查聯線有無錯誤，再逐步對各模塊進行調試。首先寫入電機控制小程序，控制其正反轉，停機均正常。加入避障子程序，小車運轉正常，調整靈敏度達最佳效果。加入顯示時間子程序，顯示正常。鐵片檢測依靠接近開關，對檢測信號進行處理並實時顯示和發出聲光信息，無異常狀況。路程顯示部分是對霍爾管脈沖進行計數，為了盡量達到精確，車輪加裝小磁片。接著對黑帶檢測模塊調試，發現有時小車會跑出黑帶，經判斷是因為紅外線收發對管靈敏度不高，調整靈敏度後仍然達不到滿意效果，疑是受環境光影響，利用塑料套包圍紅外線收發後問題解決。趨光電路主要由三個光敏電阻構成，調整三個光敏電阻的角度同時測試軟體，以最佳效果完成趨光功能。
整機綜合調試，上電後對系統進行初始化，接著控制電機使小車向前行駛，突然發現系統即刻進入外部中斷1，重復多次測試，結果都是自動進入該中斷。推斷是由剛上電時電機起動所引起，為了避免上電瞬間的影響，在啟動小車後延時幾毫秒，再開外部中斷，結果問題解決。允許的話應採用雙電源供電，即電機和電路應分開供電，L293D與單片機之間採用隔離信號控制。這樣就不會出現小車啟動時程序出錯和數碼管顯示閃動的問題。在計程精度上，可用紅外線原理獲得較高精度。
7．結論
通過各種方案的討論及嘗試，再經過多次的整體軟硬體結合調試，不斷地對系統進行優化，智能小車能夠完成各項功能到達車庫。
8．參考文獻
《單片機應用技術》
《周立功單片機》
《單片機原理與應用》
《8051單片機程序設計與實例》
《MCS-51單片機實驗指導》
㈣ 求 步進電機單片機控制系統設計 相關資料
摘要：單片機控制技術應用十分廣泛，其核心技術是單片機控制系統的設計。介紹了對單片機控制系統的構成、硬體設計、軟體設計和系統調試等各環節並進行了討論，根據工作經驗給出了調試方法。
關鍵詞：單片機；系統設計；系統調試��
隨著材料科學、工藝技術、計算機技術的發展與進步，電路系統向著集成度極高的方向發展。CPU的生產製造技術，也朝著綜合性、技術性、實用性發展。如CPU的運算位數從4位、8位
……到32位機的發展，運算速度從8 MHz、32 MHz……到1.6
GHz。可以說是日新月異的發展著。其中單片機在控制系統中的應用是越來越普遍了。單片機控制系統是以單片機（CPU）為核心部件，擴展一些外部介面和設備，組成單片機工業控制機，主要用於工業過程式控制制。要進行單片機系統設計首先必須具有一定的硬體基礎知識；其次，需要具有一定的軟體設計能力，能夠根據系統的要求，靈活地設計出所需要的程序；第三，具有綜合運用知識的能力。最後，還必須掌握生產過程的工藝性能及被測參數的測量方法，以及被控對象的動、靜態特性，有時甚至要求給出被控對象的數學模型。
單片機系統設計主要包括以下幾個方面的內容：控制系統總體方案設計，包括系統的要求、控制方案的選擇，以及工藝參數的測量范圍等；選擇各參數檢測元件及變送器；建立數學模型及確定控制演算法；選擇單片機，並決定是自行設計還是購買成套設備；系統硬體設計〔1〕，包括介面電路，邏輯電路及操作面板；系統軟體設計，包括管理、監控程序以及應用程序的設計，應用系統設計包含有硬體設計與軟體設計兩部分〔2〕；系統的調試與試驗。�
1單片機控制系統總體方案的設計
確定單片機控制系統總體方案，是進行系統設計最重要、最關鍵的一步。總體方案的好壞，直接影響整個控制系統的性能及實施細則。總體方案的設計主要是根據被控對象的任務及工藝要求而確定的。設計方法大致如下：根據系統的要求，首先確定出系統是採用開環系統還是閉環系統，或者是數據處理系統。選擇檢測元件，在確定總體方案時，必須首先選擇好被測參數的測量元件，它是影響控制系統精度的重要因素之一。選擇執行機構，執行機構是微型機控制系統的重要組成部件之一。執行機構的選擇一方面要與控制演算法匹配，另一方面要根據被控對象的實際情況確定。選擇輸入/輸出通道及外圍設備。選擇時應考慮以下幾個問題：被控對象參數的數量；各輸入/輸出通道是串列操作還是並行操作；各通道數據的傳遞速率；各通道數據的字長及選擇位數；對顯示、列印有何要求；畫出整個系統原理圖。
單片機控制系統中控制演算法的選用一般有：
(1) 直接數字控制
當被控對象的數學模型能夠確定時，可採用直接數字控制。所謂數學模型就是系統動態特性的數學表達式，它表示系統輸入輸出及其內部狀態之間的關系。一般多用實驗的方法測出系統的特性曲線，然後再由此曲線確定出其數學模型。現在經常採用的方法是計算機模擬及計算機輔助設計，由計算機確定出系統的數學模型，因而加快了系統模型的建立。當系統模型建立後，即可選定上述某一種演算法，設計數字控制器，並求出差分方程。計算機的主要任務就是按此差分方程計算並輸出控制量，進而實現控制。
(2) 數字化PID控制
由於被控對象是復雜的，因此並非所有的系統均可求出數學模型，有些即使可以求出來，但由於被控對象環境的影響，許多參數經常變化，因此很難進行直接數字控制。此時最好選用數字化PID（比例積分微分）控制。在PID控制演算法中，以位置型和增量型2種PID為基礎，根據系統的要求，可對PID控制進行必要的改進。通過各種組合，可以得到更圓滿的控制系統，以滿足各種不同控制系統的要求。例如串級PID就是人們經常採用的控制方法之一。
所謂串級控制就是第一級數字PID的輸出不直接用來控制執行機構，而是作為下一級數字PID的輸入值，並與第二級的給定值進行比較，其偏差作為第二級數字PID的控制量。當然，也可以用多級PID嵌套。�
2單片機系統硬體設計
盡管單片機集成度高，內部含有I/O控制線，ROM，RAM和定時/計數器。但在組成單片機系統時，擴展若干介面仍是設計者必不可少的任務。擴展介面有2種方案，一種是購置現成的介面板，另一種是根據系統實際需要，選用適合的晶元進行設計控制系統。就後一種而言，主要包括以下幾個方面的內容。
基本系統的構成：一個獨立的單片機核心系統，一般由時鍾電路、地址鎖存器電路、地址解碼器、存儲器擴展、模擬量輸入通道的擴展、模擬量輸出通道的擴展、開關量的I/O介面設計、鍵盤輸入和顯示電路等組成。
(1)存儲器擴展
由於單片機有4種不同的存儲器，且程序存儲器和數據存儲器是分別編址的，所以單片機的存儲器容量與同樣位數的微型機相比擴大了一倍多。擴展時，首先要注意單片機的種類；另一方面要把程序存儲器和數據存儲器分開。
(2)模擬量輸入通道的擴展
主要有以下2個問題：一個是數據採集通道的結構形式，一般單片機控制系統都是多通道系統。因此選用何種結構形式採集數據，是進行模擬量輸入通道設計首先要考慮的問題。多數系統都採用共享A/D和S/H形式。但是當被測參數為幾個相關量時，則需選用多路S/H，共享A/D形式。對於那些參數比較多的分布式控制系統，可把模擬量先就地進行A/D轉換，然後再送到主機中處理。對於那些被測參數相同（或相似）的多路數據採集系統，為減少投資，可採用模擬量多路轉換，共享儀用放大器、S/H和A/D的所謂地電平多路切換形式。另外一個問題是A/D轉發器的選擇，設計時一定要根據被控對象的實際要求選擇�A/D�轉換器，在滿足系統要求的前提下，盡量選用位數比較低的A/D轉換器。
(3)模擬量輸出通道的擴展
模擬量輸出通道是單片機控制系統與執行機構（或控制設備）連接的紐帶和橋梁。設計時要根據被控對象的通道數及執行機構的類型進行選擇。對於那些可直接接受數字量的執行機構，可由單片機直接輸出數字量，如步進電機或開關、繼電器系統等。對於那些需要接收模擬量的執行機構，則需要用D/A轉化，即把數字量變成模擬量後，再帶動執行機構。
(4)開關量的I/O介面設計
由於開關量只有2種狀態「1」或「0」，所以，每個開關量只需一位二進制數表示即可。因為MCS—51系列單片機設有一個專用的布爾處理機，因而對於開關量的處理尤為方便。為了提高系統的抗干擾能力，通常採用光電隔離器把單片機與外部設備隔開。
(5)操作面板
操作面板是人機對話的紐帶，它根據具體情況，可大可小。為了便於現場操作人員操作，單片機控制系統設計一個操作面板的要求：操作方便、安全可靠、並具有自保功能，即使是誤操作也不會給生產帶來惡果。
(6)系統速度匹配
在不影響系統總功率的前提下，時鍾頻率選得低一些較好，這樣可降低系統對其他元器件工作速度的要求，從而降低成本和提高系統的可靠性。但系統頻率選的比較高時，要設法使其他元器件與主機匹配。
�(7)系統負載匹配 系統中各個器件之間的負載匹配問題，主要表現在以下幾個方面。
�①
邏輯電路間的介面及負載：在進行系統設計時，有時需要採用TTL和CMOS混合電路，由於二者要求的電平不一樣，因此一定要注意電流及負載的匹配問題。�
②
MCS—51系列單片及負載：8031的外部擴展功能是很強的，但是8031的P0口和P2口以及控制信號ALE的負載能力都是有限的，P0口能驅動8個LSTTL電路，P2口能驅動4個LSTTL電路。硬體設計時應仔細核對8031的負載，使其不超過總的負載能力的70%。
3單片機控制系統的軟體設計
�單片機控制系統的軟體設計一般分2類，系統軟體和應用軟體設計。系統軟體的主要任務是：管理整個控制系統的全過程，比如，POWERUP自診斷功能，KEY
INPIT 的管理功能，PRINTER
OUTPUT報表功能，DISPLAY功能等等。是控制系統的核心程序，也稱之為MONITER監控管理程序其作用類似PC機的DOS
系統。軟體設計的幾個方面如下：
�(1)可靠性設計為保證系統軟體的可靠性，通常設計一個自診斷程序，定時對系統進行診斷。在可靠性要求較高的場合，可以設計看門狗電路，也可以設計軟體陷阱，防止程序跑飛。�
(2)軟體設計與硬體設計的統一性在單片機系統設計中，通常一個同樣的功能，通過硬體和軟體都可以實現，確定那些由硬體完成，那些由軟體完成，這就是軟體、硬體的折衷問題。一般來說，在系統可能的情況下，盡量採用軟體，因為這樣可以節省經費。若系統要求實時性比較強，則可採用硬體。�
(3)應用軟體的特點
①實時性：由於工業過程式控制制系統是實時控制系統，所以對應用軟體的執行速度都有一定的要求，即能夠在被控對象允許的時間間隔內對系統進行控制、計算和處理。換言之，要求整個應用軟體必須在一個采樣周期內處理完畢。所以一般都採用匯編語言編寫應用軟體。但是，對於那些計算工作量比較大的系統，也可以採用高級語言和匯編語言混合使用的辦法，即數據採集、判斷、及控制輸出程序用匯編語言，而對於那些較為復雜的計算可採用高級語言。為了提高系統的實時性，對於那些需要隨機間斷處理的任務，通常採用中斷系統來完成。
�②
通用性：在應用程序設計中，為了節省內存和具有較強的適應能力，通常要求程序有一定的靈活性和通用性。為此，可以採用模塊結構，盡量將共用的程序編寫成子程序，如算術和邏輯運算程序、A/D、D/A轉換程序、延時程序、PID運算程序、數字濾波程序、標度變換程序、報警程序等。�
(4)軟體開發步驟軟體開發大體包括：劃分功能模塊及安排程序結構；畫出各程序模塊詳細流程圖；選擇合適的語言編寫程序；將各個模塊連接成一個完整的程序。�
4單片機控制系統的調試
� (1)硬體調試 根據設計的原理電路做好實驗樣機，便進入硬體調試階段。調試工作的主要任務是排除樣機故障，其中包括設計錯誤和工藝性故障。
�①
離線檢查：用萬能表或邏輯測試筆逐步按照邏輯圖檢查機中各器件的電源及各引腳的連接是否正確，檢查數據匯流排、地址匯流排和控制匯流排是否有短路等故障。有時為保護晶元，先對各管座的電位（或電源）進行檢查，確定其無誤後再插入晶元檢查。
�②
模擬調試：暫時排除目標板的CPU和EPROM，將樣機接上模擬機的40芯模擬插頭進行調試，調試各部分介面電路是否滿足設計要求。這部分工作是一種經驗性很強的工作，一般來說，設計製作的樣機不可能一次性完好，總是需要調試的。通常的方法是，先編調試軟體，逐一檢查調試硬體電路系統設計的准確性。其次是調試MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以進行下面的應用軟體調試。
�硬體電路調試的一般順序是：�
① 檢查CPU的時鍾電路。通過測試ALE信號，如沒有ALE信號，則判斷是晶體或CPU故障，這稱之為「心臟」檢查。�
② 檢查ABUS/DBUS的分時復用功能的地址鎖存是否正常。�
③ 檢查I/O地址分配器。一般是由部分解碼或全解碼電路構成，如是部分解碼設計，則排除地址重疊故障。�
④
對擴展的RAM、ROM進行檢查調試。一般先後寫入55H、AAH，再讀出比較，以此判斷是否正常。因為這樣RAM、ROM的各位均寫入過『0』、『1』代碼。�
⑤ 用戶級I/O設備調試。如面板、顯示、列印、報警等等。
�(2）軟體調試 軟體調試根據開發的設備情況可以有以下方法：
�① 交叉匯編：用IBM PC/XT機對MCS—51系列單片機程序進行交叉匯編時，可藉助IBM
PC/XT機的行編輯和屏幕編輯功能，將源程序按規定的格式輸入到PC機，生成MCS—51 HEX目標代碼和LIST文件。
�② 用匯編語言：現在有些單片STD工業控制機或者開發系統，可直接使用匯編語言，藉助CRT進行匯編語言調試。
�③
手工匯編：這種方法是最原始，但又是一種最簡捷的調試方法，且不必增加調試設備。這種方法的實質就是對照MCS—51指令編碼表，將源程序指令逐條地譯成機器碼，然後輸入到RAM重新進行調試。在進行手工匯編時，要特別注意轉移指令、調用指令、查表指令。必須准確無誤地計算出操作碼、轉移地址和相對偏移量，以免出錯。
�以上3種方法調試完成以後，即可通過EPROM寫入器，將目標代碼寫入EPROM中，並將其插至機器的相應插座上，系統便可投入運行。
�(3）硬體、軟體模擬調試
經過硬體、軟體單獨調試後，即可進入硬體、軟體聯合模擬調試階段，找出硬體、軟體之間不相匹配的地方，反復修改和調試。實驗室調試工作完成以後，即可組裝成機器，移至現場進行運行和進一步調試，並根據運行及調試中的問題反復進行修改。
5結論
�單片機控制技術應用越來越廣泛，其核心技術是單片機控制系統的設計。對工程技術人員來說，抓住系統的原理構成、軟體設計、硬體設計以及系統調試方法的要點是十分必要的。根據工作經驗，前面敘述的系統調試方法將會有助於從事這方面工作的技術人員及本專業的學習者。
參考文獻�
1陳粵初.單片及應用系統設計與實踐. 北京： 北京航空航天大學出版社,1992�
2何立民.單片機應用系統設計 .北京：北京航空航天大學出版社,1998
㈤ 單片機調試的方法和步驟是什麼
首先，了解硬體介面以及功能，以便於配置IO埠；
第二，根據硬體設計以及功能需要，編寫單片機程序；
第三，編譯程序，把程序燒寫到單片機中，或者鏈接debug調試器，在線對單片機進行模擬；
第四，在線模擬可以支持單步調試和斷點調試，測試單片機的軟體功能；
第五，如果出現問題，首先分析是軟體邏輯的問題，還是硬體方面的問題，以便於對症下葯；
最後，將軟體寫入單片機的flash中，將單片機加密，防止其他人竊取單片機內部代碼。
㈥ 單片機最小系統設計
1.晶振，至於大小由你單片機時鍾周期要求而決定（用於計時，與兩個電容並聯使用，電容大小由你的晶振決定，一般用22pF）
2.復位電路（用於復位）
3.電源（用於供電，一般用電腦的USB口供電）
4.燒製程序的口（可用串口配合MAX232配合使用，也可以做個並口輸入，這個要根據你使用單片機的種類決定，比如ATC可用並口，STC一般只用串口輸入等等）
參考http://www.taoke.com/index.php/item/194 可以買個現成的方案！
㈦ 小型單片機系統的設計（用C語言編程）
都很簡單！用心做就可以了！有什麼問題大家都會幫你！這樣一下都摔出來。。。。拒絕回答！！
㈧ 單片機系統設計
用protues模擬試試看唄
你在protues模擬論壇上面先找找 說不定有現成的例子
注意 裡面的ADC0809不能用 要找ADC0808代替 才能模擬~
6264的接法 你參看 謝子美的《電子線路綜合設計》P201 圖5.1.9 片外RAM62256的接法
應該差不多了吧 自己動手試試看的
㈨ 急用！！！！！！基於單片機控制的車速里程錶
圖2所示是一種汽車轉速里程錶的電路原理圖。這是一個典型的單片機最小應用系統。單片機AT89C2051以其低價、低功耗、可靠性高和易於編程等特點著稱，X25045則是MCS－51系列單片機電路的一個輔助晶元，主要擔當復位、電壓檢測、看門狗和EEPROM功能，該晶元的採用大大提高了系統的可靠性，減少了外圍晶元數，可實現里程累計的掉電存儲。LCM1010為十位八段式帶背光液晶顯示模塊，採用三線串列介面，它具有功耗低和編程方便的特點。該顯示共分兩行顯示，第一行6位顯示累計里程，第二行4位（1位小數）用於顯示小計里程。圖中K1為小計里程清零鍵，R4用於調節液晶顯示器的視角對比度。晶元X25045是Xicor公司推出的帶有可編程μP 監控器的CMOS串列EEPROM，帶有4096位，按512×8來組織。它具有4位元組頁寫方式和10萬次使用周期，數據可保存100年。為了保證累計里程單元的個位或小計單元的小數位可靠刷新，當這些單元接近極限使用周期時，可採取換頁的辦法來使這些數據移動到新單元以繼續計數。圖2 霍爾感測器發出的脈沖信號經過整形可分成兩路，一路送到單片機的INT1端用於累計里程計數，另一路送到LM1819驅動器的轉速信號輸入端（10腳），然後由驅動電路根據輸入信號的頻率在2腳和12腳輸出相應的正弦和餘弦驅動信號，十字線圈產生的磁場共同作用於磁鐵可使轉軸組件偏轉相應的角度。但調整時要注意，電容C3的大小會改變表針偏轉的平滑性，C3越大，平滑性越好，但同時時間遲滯也會加大，而C3過小會使表針抖動；C4可用於調整電路的線性和滯後誤差；R4的值可以改變表針的指示刻度點。5 結論 本設計以單片機AT89C2051來實現里程累計、小計、清零及存儲，並以LM1819集成電路驅動十字線圈表頭，從而實現了車速的指示。該設計方案成本低廉、指針穩定性好、響應速度快、抗震性強、可靠性和性價比都很高。經實際使用證明，該里程錶完全可以取代傳統的以軟軸驅動的車速里程錶。當然，這只是一種實現方案，也可以由單片機通過軟體來驅動十字線圈表頭，即由單片機分別控製表頭的正弦線圈和餘弦線圈而省去LM1819集成電路。對此，此處不再贅述。
㈩ 急！！！求單片機8255交通燈控制課程設計報告
你的題目寫的太簡單了，我只能看出來ABC口的地址是一樣的
底下是我的論文，倒計時是用LED做的，紅綠燈是用發光二極體做的
你自己在裡面截吧
單片機控制交通燈的設計
論文目錄
一、 摘要及關鍵字、參考文獻
二、 方案設計與論證
三、正文：一、功能描述
二、系統硬體電路的設計
三、系統主要程序的設計
四、電路總原理圖
五、主程序
一 摘要：
本系統採用單片機、鍵盤、LED顯示、交通燈演示系統組成。設計一個用於十字路口的車輛及行人的交通管理，系統包括左拐、右拐、及行基本的交通燈的功能，計時牌顯示路口通行轉換剩餘時間，在出現緊急情況時可由交通手動實現全路口車輛禁行而行人通行狀態。另外，在特種車輛如119、120通過路口時，系統可自動轉為特種車輛放行，其他車輛禁止通行的狀態，15s後系統自動恢復正常管理。其他還有 84s與60s通行管理轉換等功能。採用數碼管與點陣LED相結合的顯示方法，既要求倒計時數字輸出，又要求有狀態燈輸出等。
關鍵字：
單片機系統（AT89C51）控制8255、交通規則、LED顯示、動態掃描、按鍵輸入、分時段調整
參考文獻：《單片機課程設計指導》 北京航天航空大學出版社
《基於MCS-51系列的單片機原理的應用設計》 國防工業出版社
《單片機實訓教程》 北京大學出版社
《單片機系統原理及應用》
《微機原理及應用》
二 、方案設計與論證
1電源提供方案：
採用獨立的穩壓電源，此方案穩定可靠，且有各種成熟電路可供選用
2顯示界面方案
採用數碼管和點陣LED相結合的方法，因為實際既要求倒計時施主輸出，又要求又狀態燈輸出等，為方便觀看並考慮到現實狀況，用數碼管與LED分別顯示時間和提示信息。這種方案既滿足系統功能要求，又減少了系統實現的復雜度。
3輸入方案
直接在IO口上接按鍵開關。因為設計時精簡和優化了電路，所以剩餘口的資源還比較多。
4主控制方案
採用AT89C51單片機作為控制器，控制8255實行通行倒計時及左拐、右拐、直行、行人通行指示採用單塊LCD液晶點陣顯示器。這種方案設計佔用單片機的埠最少，硬體也少。耗電也最小；
系 統 框 圖
正 文
一、功能描述
本系統由單片機系統、鍵盤、發光二極體、交通燈演示系統組成，單片機作為主控制器用於十字路口的車輛及行人的交通管理，每個方向具有左拐、右拐、直行及行人4種通行指示燈，計時牌顯示路口通行轉換剩餘時間。另外，在特種車輛如119、120通過路口時，系統可自動轉為特種車輛放行，其他車輛禁止通行的狀態，15s後系統自動恢復正常管理。並有手動控制分時段 84s與60s通行管理轉換等功能。
二、系統硬體電路的設計
整套電路系統由控制系統模塊、通行燈輸出控制顯示模塊、時間顯示模塊、時間顯示模塊和自動特種車輛控制模塊等組成。
1、主控制系統
單片機的P0口用於控制8255。8255的PA口和PB口用於控制南北及東 西的通行燈，。PC口及P3.0~P3.2口用於4組2位LED計時器的控制，特種車通過時使用外中斷1口（P3.3），手動自動轉換採用P1.0按鍵。
選擇8255的工作方式0，在這種情況下三個埠都可以由程序設置為輸入和輸出。
2、通行燈輸出控制
道口交通燈指示採用高亮度紅綠雙色發光二極體，左拐、直行、右拐及行人各一個。當發光電流為6mA時，按公式R=(5-1.8)/0.006計算，限流電阻應為510Ω.由於南北通行時雙向指示牌相同，因此每個埠應具有12mA的吸收電流能力。圖7.4所示為指示燈電路圖。
3、時間顯示模塊
道口通行剩餘時間採用高亮紅色7段LED發光數碼管顯示，採用共陽數碼管，如用單片機吸收電流驅動，列掃描驅動使用三極體，按每段6mA電流算，全顯示字形「8」時，每個數碼管需6mA×8=48mA。由於時間顯示每個道口相同，4組需192mA，因此設計中採用中功率三極體9012.由於單片機每個斷碼輸出口需吸收24mA 電流，因此在電路設計中也使用了驅動集成塊74HC244。其顯示驅動電路如圖示。
4、特種車輛自動控制模塊
自動道口燈在特種車輛到來時能自動關閉所有綠燈，讓特種車通過。設計中採用紅外線發生器作為特種車的發生器，使用實時中斷來影響特種車的通行要求。紅外線接收器一般採用電視機上用的一體化紅外接收器，具有很高的靈敏度和較強的抗干擾能力.
5、電源電路
由於整個系統採用的電源電壓需+5V電壓，所以採用不可調的3端穩壓器件，用常用的lm7850就可以滿足系統電源的要求。LM7850三端集成穩壓電源內部由准電壓迴路、恆流源、過流保護、過壓保護和短路保護迴路等8部分組成具有低功耗，高效率，波紋系數小，輸出電壓穩定等優點。
三、系統主要程序的設計
道口交通控制系統程序主要分為以下幾個模塊：初始化程序、主程序、定時中斷程序和特種車實時響應程序等。
1、 初始化程序
初始化程序主要完成內存劃，定時器的工作模式、中斷方式等的設定。由於子程序調用較多，因此初始化時堆棧指針設於80H處。定時器T0、T1設為16位定時器模式，定時時間位50ms,為秒計時用，T1為通行結束閃爍用。
2、 主程序
主程序要負責總體程序管理功能，實現人機交換設定。由於採用動態掃描方式顯示時間，因此主程序大部分時間要調用掃描顯示程序。主程序流程圖如下圖示。
3、 外中斷1中斷服務程序
經過時，車中發射紅外線信號，其信號被道口控制板上的接收器接收，並輸出一個低電平處外中斷1.中斷處理程序流程圖如下頁圖所示。
4、 定時服務中斷程序
序主要用於行車與行人的通行指示，按照交通規則，紅綠燈控制轉換邏輯表如7.1表所列。
南北方向 埠 控制功能 120~110s 110~70s 70~60s 60~10s 10~0s
P*.7 左拐紅 0 0 0 1 1
P*.6 左拐綠 1 1 1 0 0/1
P*.5 直行紅 1 1 1 0 0
P*.4 直行綠 0 0 0/1 1 1
P*.3 右拐紅 0 1 1 1 1
P*.2 右拐綠 1 0 0 0 0/1
P*.1 行人紅 1 1 1 0 0
P*.0 行人綠 0 0 0/1 1 1
道口控制字 66H 6AH 6AH/7BH 99H 99H/DDH
東西方向 P*.7 左拐紅 0 0 0 0 0
P*.6 左拐綠 1 1 1 1 1
P*.5 直行紅 0 0 0 0 0
P*.4 直行綠 1 1 1 1 1
P*.3 右拐紅 0 1 1 1 1
P*.2 右拐綠 1 0 0 0 0/1
P*.1 行人綠 0 0 0 0 0
P*.0 行人紅 1 1 1 1 1
道口控制字 55H 59H 59H 59H 59H/5DH
通行規則如下：
（1） 車輛南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行時間為1min，各路右拐比直行滯後10s開放。
（2） 車輛南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行時間為1min。
（3） 車輛東西向直行、各路右拐，東西向行人通行。東西向通行時間為1min，各路右拐比直行滯後10s開放。
（4） 車輛東西向左拐、各路右拐，行人禁行。通行時間為1min。
表中通行規則，是以給控制紅綠燈埠送控制碼的方式實現的。它的原理是，將按不同通行規則時的各路口的紅綠燈亮滅情況轉換為單片機埠控制碼。其指示燈功能通過T0定時中斷服務程序實現。
定時器T0定時益出中斷周期為10ms，中斷累計20次（即1s）時對120s倒計時單元減1操作。設計中將4種通行規則分成集中不同的亮燈方式，通過查詢秒倒計時單元的數據，實現在不同的時間段給控制埠送不同的控制數據碼。控制碼分為5個時間段：84—74s、74—58s、58—48s、48—10s、10—0s。交通管理定時功能程序流程圖如下頁圖所示。
5、 調試及性能分析
設計時按紅綠交通燈控製程序和特種車輛經過中斷程序兩大部分電路進行測試。
1、 紅綠交通燈控製程序
時器T0，直接按照表7.1中算好的數據碼送出來控制燈，觀察其邏輯狀態是否符合要求。可多次、反復地進行調試，直至邏輯關系正確。值得注意的是，南北方向、東西方向的指示燈要同時調試。
2、 特殊車輛通行時紅外線檢測電路的調試
在模擬小車中放一塊紅外發射模塊，將示波器輸入端接在交通控制燈的紅外接收模塊的輸出引腳上，當小車通過路口時，檢測紅外線是否被接收。若該腳輸出為低電平，則說明可以收到信號，電路正常。
本系統以AT89C51單片機為核心，開發程序調試階段採用W78E516B進行在線編程及修改，可大大加快調試進度。設計的交通燈可用於十字路口的車輛及行人的交通管理，顯示採用2位7段數碼管，可以很直觀的顯示紅綠燈的開放和關閉的時間；設計中應用了兩種倒計時顯示方式， 84S 倒計時適用於車流量較大的城市，60s倒計時可用於中小型城市；功能完整，不僅有普通交通燈的指示功能，還增加了特種車輛自動通行功能。其控制功能和效果與真實道口管理紅綠燈完全一致。