学位论文-—单片机基于aw60的小灯设计.doc

单片机课程设计报告

课 程 设 计 报 告

课程设计名称： 基于AW60的键盘控制
小灯的设计与实现
系 别： 三系
学 生 姓 名： 高翔
班 级： 计本（2）
学 号： 20100303219
成 绩：
指 导 教 师： 王志超
开 课 时 间： 2013 学年 2 学期

目录
一、系统概要 1
1.1意义 1
1.2背景 1
1.3功能 1
二、硬件设计 2
2.1.功能框图 2
2.2电路图 2
2.2.1MC9S08AW60 2
2.2.2 LCD 3
2.2.3 4X4键盘 4
三、软件设计 6
3.1流程图 6
3.2部分代码 7
3.2.1 主函数代码 8
3.2.2 键盘中断ISR.H 8
3.2.3 键盘初始化程序 10
四、系统测试 11
4.1内容 11
4.1.1电路连接图 11
4.1.2 LCD显示图 11
4.1.3小灯闪烁图 12
五、 心得体会 13
六、参考文献 13

一、系统概要
1.1意义
嵌入式系统一词在我国广泛使用的历史并不长。在2001年中国单片机学会召开的年会上，才把“单片机”与“嵌入式系统”联系在一起。此后，许多高校把单片机原理课程“发展成”嵌入式应用技术课程。是什么原因促使这种改变呢？
在我们学习的课程《嵌入式基础与实践》它具有很强的实践性，一本具有实践意义的好书，将是领导一个技术人员走向嵌入式开发道路的基础和向导。在学习了这本书之后，我懂得了一些以前学习的通用计算机系统和嵌入式系统的不同。从总体上来说，通用计算机系统主要用于数值计算、信息处理，兼顾控制功能，而嵌入式计算机系统主要用于控制领域，兼顾数据处理。在我们学习的这本书中不再区分DSP和MCU，同一使用MCU一词。在一个综合系统中，会出现通用计算机系统与嵌入式计算机系统的结合，各自扮演不同的角色，共同完成系统任务。
本次试验我们做的是键盘控制小灯亮暗，这次试验是我们学习了单片机系统之后的一个知识体现与运用实践。

1.2背景

通过键盘控制小灯，在这个实验中我们需要利用键盘来控制小灯，而且我们要做到在LCD上显示小灯闪烁的次数。我们需要在电脑程序上设置一个控制程序，然后连接到键盘，让键盘控制其他的功能模块。 CodeWarrior是Freescale公司研发的面向Freescale MCU与DSP嵌入式应用开发的商业软工具，其功能强大，是Freescale向用户推荐的产品。在本次试验中我们要使用到AW60芯片以及键盘模块、LCD模块。模块之间的联系与组合需要我们去动手与动脑，在这个此课程设计中，实验工具也是重要的一块。让我们知道了软硬件的结合的重要性，为以后的学习实践提供经验。

1.3功能

本次课程设计的题目是用键盘控制小灯。那么我们在做的时候的具体要求是，用键盘控制小灯闪烁的次数，而且要在LCD上显示小灯闪烁的次数。当我们从键盘输入数字，遇到“E”时结束输入，“E”就相当于一个结束标记符。AW60计算输入的数据，小灯闪烁输入值得次数，LCD就捕捉并且显示小灯闪烁的次数。当小灯闪烁完成结束后，我们可以从键盘继续输入数字。
二、硬件设计
2.1.功能框图

图2-1 功能框图
2.2电路图
2.2.1MC9S08AW60
飞思卡尔MC9S08AW60是一款高性能的微控制器遥评估板包含最小系统,写入调试接口,串行通信接口与扩展板连接的扩展插口介绍最小系统的硬件设计及软件调试并给出软件程序设计思想主体流程 MC9S08AW60是一款高性能的8位微控制器,是首个能支持5V而基于高性能HCS08核系列成员。它包含众 多有价值的特性,包括60K flash存储器、2K RAM、灵活而无需外部元件的内部时钟发生器、低压检测、高性能、模数转换器、串行通信模块等。即使在各类恶劣环境下,9S08AW系列亦达到极佳的 EMC性能。它提供了不同的引脚数、封装选项及温度范围。飞思卡尔还提供DEMO9S08AW60E,它是整合了演示板和具开发功能的USB MULTILINKBDM于一身的经济型开发工具。该器件适于工业与汽车应用。1硬件设计最小系统是指可以使内部程序运行起来的所必须的外围电路。 MC9S08AW60芯片的最小系统包括电源电路、复位电路、晶振电路、BDM调试接口电路和IRQ电路等。如图1所示,AW60评估板原理图。图中也给 出了最小系统元件的参考值。1.1电源电路电路中需要大量引脚用来提供足够的电流容量。所有的电源引脚必须有适当的旁路电容,来抑制高频噪音。一些VDD 和VSS引脚仅用于噪音旁路
AW60最小系统电路图所下所示：

图2-2　AW60最小系统电路图
2.2.2 LCD
LCD显示器以其功耗极低、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在控制，袖珍式仪器表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。点阵字符型液晶模块是由点阵字符液晶显示器件和专用的行、列驱动器、控制器及必要的连接件，结构件装配而成的，可以显示数字和西方字符。是一类专用于显示字母、数字的液晶显示模块。
鉴于字符型液晶显示模块目前在国际上已经规范化，其电特性及接口特性是统一的，因此，只要设计出一种型号的接口电路，在指令上稍加修改即可使用各种规格的字符型液晶显示模块。
LCD电路图如下所示：

图2-3 LCD电路图

2.2.3 4X4键盘
在单片机应用系统中，键盘是人机对话不可缺少的组件之一。在按键比较少时，我们可以一个单片机I/O口接一个按键，但当按键需要很多，I/O资源又比较紧张时，使用矩阵式键盘无疑是最好的选择。 
4 x 4矩阵键盘是运用得最多的键盘形式，也是单片机入门必需掌握的一种键盘识别技术，下面我们就以实例来说明一下4 x 4矩阵键盘的识别方法。如下图所示，我们把按键接成矩阵的形式，这样用8个I/O口就可以对16个按键进行识别了，节省了I/O口资源。
矩阵键盘电路图如下所示：

图2-4　矩阵键盘电路图

LED小灯电路图如下所示：

图2-5　LED小灯电路图
三、软件设计
3.1流程图

在整个键盘控制小灯的课程设计红，在实验中我们首先需要将芯片初始化，以保证芯片对于即将开始的设置和应用中能够很好的使用，判断键盘是否中断，否的话从新输入判断，如果键盘没有中断然后继续判断输入的是否为“E”，如果输入的不是“E”保存输入的键值，继续开始判断，如果输入判断为“E”的话，开始计算输入的键值，小灯开始闪烁，LCD显示小灯闪烁的次数，结束程序。

程序流程图如下所示：

图3-1 程序流程图
3.2部分代码
本次课程设计的题目是用键盘控制小灯。那么我们在做的时候的具体要求是，用键盘控制小灯闪烁的次数，而且要在LCD上显示小灯闪烁的次数。当我们从键盘输入数字，遇到“E”时结束输入，“E”就相当于一个结束标记符。AW60计算输入的数据，小灯闪烁输入值得次数，LCD就捕捉并且显示小灯闪烁的次数。当小灯闪烁完成结束后，我们可以从键盘继续输入数字。
3.2.1 主函数代码

3.2.2 键盘中断ISR.H

3.2.3 键盘初始化程序

4.LCD显示程序:

四、系统测试
4.1内容
本次课程设计的题目是用键盘控制小灯。那么我们在做的时候的具体要求是，用键盘控制小灯闪烁的次数，而且要在LCD上显示小灯闪烁的次数。当我们从键盘输入数字，遇到“E”时结束输入，“E”就相当于一个结束标记符。AW60计算输入的数据，小灯闪烁输入值得次数，LCD就捕捉并且显示小灯闪烁的次数。当小灯闪烁完成结束后，我们可以从键盘继续输入数字。

具体结果如下所示.
4.1.1电路连接图
键盘控制小灯电路连接如下所示：

图4-1 连接图
4.1.2 LCD显示图
LCD显示结果如下所示：

图4-2LCD显示图

4.1.3小灯闪烁图
小灯闪烁情况如下所示：

图4-3小灯闪烁图
五、 心得体会
课程设计是培养我们综合运用所学知识,发现、提出、分析和解决实际问题的能力。通过这次单片机课程设计，使我们对单片机的结构、基本工作原理、单片机应用系统开发有了进一步的了解，特别是在硬件设计和软件编程方面有了很大提高。函数信号发生器的硬件设计电路简单，但对各芯片的性能及工作原理不是很熟悉；软件设计并不太复杂，但需要搞清其工作原理，时序。
在设计的过程中，通过请教老师和同学，上网或上图书馆查资料将这些问题解决。这样不仅巩固了以前所学过的知识，加深了我对所学知识的理解，而且学到了很多在书本上未涉及的知识，锻炼了搜集有用信息的能力。软件编程过程中，由于采用C语言编程，以前虽然有过接触，但并不是很熟练，所以参考了别人的设计思路，琢磨研究弄懂后，又试着修改程序。在不满足要求时反复思考，研究错误出在哪里，经过不懈努力，最终找出错误所在，满足了基本的设计要求。
六、参考文献
[1]王宜怀，吴瑾.嵌入式技术基础与实践.清华大学出版社,2011.

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