基于单片机的数据排序器的系统的设计.doc

目 录 0 前言 1 1 方案设计 2 2 硬件电路的工作原理 2 2.1单片机STC89C51工作原理 2 2.2按键输入模块 4 2.3动态显示模块 5 2.4时钟模块 6 3 软件编程 6 3.1主程序功能 7 3.2冒泡排序法程序功能 7 4 系统调试和结果分析 8 5 结论及进一步设想 10 参考文献 11 课设体会 12 附录1 元件清单 13 附录2 总体电路图 14 附录3 源程序 15 数据排序器的系统设计 李大菜 沈阳航空 摘要：关键词：；； 0 前言 单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域。 可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。 综合所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 本文论述了单片机控制按键和LED数码管显示电路，实现将单片机采集到的数据排序显示的功能。由于单片机具有4个I/O口，通过合理的编写程序，故利用单片机本身即可以实现本次任务要求。 把一批数据想象成纵向排列，自下而上比较相邻的两个数据元素，如果这两个数据元素的大小顺序符合要求，则保持原样，否则交换它们的位置。这样比较一轮后，最小的数据元素就象气泡一样浮到最顶上，故称冒泡算法。 实际编程设计时，每一轮操作都从数据区的首地址开始，向末端推进。N个数据元素一般要进行N-1次轮次比较、交换排序，但如果操作过程中没有出现位置交换，则说明数据已经有序，可以提前结束排序。然后再连接LED显示器，实现动态显示排序。 1 方案设计 基于单片机的数据排序器系统的基本组成如图1所示。 图1 基于单片机的冒泡排序动态显示系统的原理框图 根据设计任务要求，现采用如下方案实现。硬件部分包括按键输入电路、数码管显示电路、提示和外部中断按键电路，这些硬件电路不仅能产生按键信号送入单片机而且能通过数码管显示出来；软件部分能准确地识别键值和正确显示数据，还需要让采集到的数据实现从大到小的排序过程，同时通过数码管动态的显示出其过程。单片机可以利用4个I/O口实现对外设的控制，通过软件编程方法可以达到设计要求。 2. 硬件电路的工作原理 2.1单片机STC89C51工作原理 STC89C51的管脚结构图见图2。 图2 STC89C51的管脚结构图 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。 P1口： P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 P2口：P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存