串行数据转换为并行数据.pdf

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1、 程设计报告 课程名称 单片机原理与应用 系 别：信息工程学院 专业班级：电子信息 1401 班 学 号：1451111012 姓 名：李波 课程题目：串行数据转换为并行数据设计 完成日期：2017 年 5 月 18 日 指导老师：司开波 2017 年 05 月 18 日 课 程 设 计 目 的 1.了解串行数据转换为并行数据的工作原理。2.掌握芯片 74ls164的逻辑功能及使用方法。3.掌握一定的 c 语言知识，培养自己的动手操作能力。4.学习程序设计的基本思路和方法。5.熟悉 protues仿真软件及 keil 编程软件。6.培养学生动手和解决问题的能力。课 程 设 计 要 求 利用单片

2、机设计一个串行数据转换为并行数据的控制系统，串行数据 由 RXD 发送给串并转换芯片 74164，TXD 则用于输出移位时钟脉冲，74164 将串行输入的 1 字节转换为并行数据，并将转换的数据通过 8 只 LED 显 课程设计注意事项 1.编写代码要注意代码的准确性。2.正确的将写好的程序导入电路运行并检查是否导入成功。3.编写代码时要注意尽量简单，去除多余重复的代码。4.当程序正确导入电路使仔细检查电路是否顺利运行。5.当运行中的电路出现卡顿使禁止立即关闭电路。课 程 设 计 内 容 串并转换芯片 74LS164 的 A、B 端为串行数据输入端，将其接到数据 线 P3.0 上，CLK 为时

3、钟端接到时钟线 P3.1 上，Q0Q7 为并行输出端接 LED 灯。在 P3.1 产生的时钟脉冲的作用下，数据的显示码从 74lS164输入 端一位一位的输入，经 164 转换后，串行数 课 程 设 计 简 要 操 作 步 骤 1.画出串行数据转换为并行数据电路原理图。2.编写代码。3.连接电路图。4.将程序导入电路原理图。5.输入程序代码，在 keil 软件环境下进行编译，并检查代码的正确性。6.运行代码并观察原理图中 LED 显示是否正确。7.写实验报告，实验过程及实验心得体会。课 程 设 计 心 得 体 会 这次课程设计是对我综合能力的检验过程，是一个知识探索的过程，是将理论运用于实际的

4、一次尝试。这次设计极大地锻炼了我的动手能了，使理论与实践联系起来，同时学会了很多书本上学不到的东西。可以说，这是对以前所学东西的一个巩固，同时也是对所学东西的一个查漏补缺的 过程，更是对今后所学知识的一个铺垫过程。课程设计评语及成绩 评 语 成 绩 指导教师（签 名）年月 日 0绪论 .5 1 总体设计方案.5.2 硬件电路设计.6.2.1 单片机系统.6.2.2 74ls164电路 7.3 软件设计.8 3.1 主程序 .9 3.2 串口工作方式.0 9.4 调试分析.1.0.5 结论总结.1.0.6 心得体会.1.0.参考文献.1.1.摘要：这次单片机课程设计，设计了一种基于单片机串并转换

5、方法，由单片机、74ls164、LED显示灯等组成。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯 片内仅有 CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的 控制设备当中。优点是实现串并转换简单方便。关键词：单片机；74ls164；LED灯 0 绪论 自从单片机诞生以来，就在工业自动控制等诸多领域里发挥着巨大的作用，在 传统应用领域里，一般是用单片机配合市场上所能买到的逻辑器件完成系统的硬件 设计，尽管单片机功能强大，能将许多功能的实现放在软件里，从而在较大程度上 简化了系统硬件电路的设计，但是

6、这种选择通用元件来构成硬件电路的方法并未改 变。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯片内仅有 CPU的专用处理 器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU集成在一个芯片中，使 计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、家用电器、电子玩具、以及鼠标等电脑配件中都配有 1-2 部单片机。汽车上一般配 备几十部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单 片机的数量不仅远超过 PC机和其他计算的总和，甚至比你预想的还要多。1 总体设计方案 根据本次课题的设计任务

7、，进行分析得到：本次设计用 74ls164 实现单片机的 串行输入，并行输出。串行数据转化为并行数据的设计，在总体上大致可分为以下几个部分组成：1 复位、震荡电路，2 单片机部分,3 74ls164 芯片部分，4 LED灯部分。系统原理框如图 1 所示。1 系统原理框图 整个电路的工作原理是通过键盘写入串行数据，经单片机处理由 P3.0 口输出 传给 74ls164 芯片并行输出给 LED灯显示。2 硬件电路设计 2.1 单片机系统 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算 机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、

8、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机 是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如 CPU，内存，并行总线，还有和 硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很 多，不过价钱也是低的，一般不超过十几元即可 用它来做一些控制电器一类 不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的 家电里面都可以看到它的身影，它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线 式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的 成本，这也是和离线式计算机的（比如家用 PC）的主要区别。单片机是靠

9、程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是 特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大 力气也很难做到的。单片机最小系统如图 2 所示。2.2 74ls164 电路 74HCT164 是高速硅门 CMOS器件，与低功耗肖特基型 TTL(LSTTL)器件的引脚 兼容。74HC164、74HCT164是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并 行输出。数据通过两个输入端(DSA 或 DSB)之一串行输入；任一输入端可以用作 高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把 2 单74ls164 功能图如图3 3 74l

10、s164 功能图 CLOCK 时钟输入端。CLEAR 同步清除输入端（低电平有效）。A，B 串行数据输入端。QA QH 输出端极限值。74ls164 是 8 位 并 出 串 行 移 位 寄 存 器.功 能 是 将 数 据 串 行 移 入,并 行 输.P!4=VCC,P7=GN。D P1=A、P2=B两脚是数据串行移入口，P8=时钟，P9=清除。P3=QA,P4=QB,P5=QC,P6=QD,P10=QE,P11=QF,P12=QG,P13=是QH并 行 输 入 口。74ls164 与单片机、LED灯的连接图如图 4所示。图 4 74ls164 连接图 3 软件设计 这次的串-并数据转换课程设计

11、使用了模块化设计的思想。对于分布式单片机的开发挑战，其解决的方法就是模块化。在一大片紧密耦合 成另一个独立的个体，进行集成，继而让我们使用。模块化思维就是要在编写任何一个功能模块或函数的时候要多想一些,不要限 制在只完成当前任务的简单思路上,想想看这模块是否可以脱离这个系统存在,是否 可以通过简单的修改参数的方法在其他系统系统和应用环境下直接引用，这样就可 以将其作用在其它地方，避免了你一个小小的引用就要重复设计。3.1 主程序 主程序流程图如图 5 所示。图 5 主程序流程图 3.2 串口工作方式 0 在方式 0 下，串行口作为同步移位寄存器使用，这时以 RXD（P3.0）端作为数 据移位的

12、入口和出口，而由 TXD（P3.1）端提供移位时钟脉冲。这种方式主要用于 扩展 I/O 接口。移位数据的发送和接收以 8 位为一组，低位在前高位在后。其格式 为：D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 使用方式 0 实现数据的移位输入输出时，实际上是把串行口变成为并行口使用。当按下电路运行按键时，LED显示对应的数字。调试结果正确。5 结论总结 根据实验结果，这次设计基本完成了设计要求，但是由于个人能力原因还有在 硬件方面的一些限制要求,开始没有做出来，不过在老师的指导下还是完成了。这次课程设计是对我的综合能力的检验过程，是一个知识探索的过程，是将理 论运用于实际的一次尝试。这次设计极

13、大的锻炼了我的动手能力，使理论与实践联 系起来，同时学到了很多在书本上学不到的东西。可以说，这是对以前所学东西的 一个巩固，同时也是对所学知识的一个查漏补缺的过程，更是对今后所学知识的一 个铺垫过程。6 心得体会 经过两周的单片机课程设计，最终完成了串并转换接口的设计。从整体情 74LS164、74HC164等）配合 4 调试分析 6 所6 调况来 看，这次课程设计还是成功而且意义非常重大的，毕竟这次课程设计是在老师的耐 心指导帮助下,通过自己亲自编程，一步一步地调试运行，最后得出设计结果，为毕 业设计打下了一定的基础。本次课程设计是对我们的综合能力的检验过程，是一个知识探索的过程，是将 理论

14、运用于实际的一次尝试。这次设计极大的锻炼了我的动手能力，使理论与实践 联系起来，同时学到了很多在书本上学不到的东西。可以说，这是对以前所学东西 的一个巩固，同时也是对所学知识的一个查漏补缺的过程，更是对今后所学知识的 一个铺垫过程。本次课程设计和以往的课程设计有一个很大的不同点，就是动手能力要求很高。通过对单片机的深入学习和掌握，学会了单片机的基础编程和硬件处理。虽然以前 做过相关的实验，但这次课程设计让我增长了更多的知识，单片机课程设计重点在 于找到一种合理的设计方案，进而安排硬件，配置参数，同时还需要很巧妙的软件 编程。程序编写完了，需要一步一步地调试运行，如果程序运行有误，可以通过单 步

15、运行的形式运行程序，以便检查问题所在。从这次的课程设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，要不断加强理论知 识的学习，并把所学的理论知识应用到实际当中，学习单片机也是如此，程序只有 在经常写读的过程中才能提高，这也是我在这次课程设计中最大的收获。参考文献 1 刘复华.单片机及其应用系统.北京:清华大学出版社,1992.3 2 肖金球.单片机原理与接口技术.M.北 京 :清 华 大 学 出 版 社,2004.12 3 郭天祥.新概念 51 单片机 C语言教程入门、提高、开发、拓展.电子工 业出版社，2009.1 4 赖麒文.8051 单片机 C 语言彻底应用 北京：科学出版社，2002 5

16、李学海.标准 80C51 单片机基础教程.北京：北京航空航天大学出版社，2006.81 电路图 2 主程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit SPK=P37;uchar FRQ=0 x00;void DelayMS(uint ms)uchar i;while(ms-)for(i=0;i120;i+);void main()uchar c=0 x80;SCON=0 x00;TI=1;while(1)c=_crol_(c,1);SBUF=c;while(TI=0);TI=0;DelayMS(400);