基于鼠标的随动系统设计毕业设计论文.doc

基于鼠标的随动系统设计摘 要单片机现在的应范围越来越广泛，单片机能够使用的液晶显示器也是越来越多我们在单片机系统中引入鼠标，通过单片机将鼠标移动行程的二位编码进行采集和显示，然后通过单片机的输出控制步进电机的位置移动，形成一个位置随动系统位置随动系统又称伺服系统，主要用于解决位置跟随的控制问题 该课题要研究的是对鼠标的二维编码用单片机采集并显示出来，同时发送给两个步进电机驱动器使之移动，完成X-Y坐标的随动定位该设计的优点是首先基于单片机的应用系统，具有体积小、重量轻、性价比高以及可靠性较高;然后在单片机系统中引入鼠标可以提高工作效率，方便用户;最后将可编程控制的单片机应用于步进电机随动系统，可使其具有较大程度的可改变性关键词：PS2鼠标接口　1602显示　步进电机驱动 8051单片机ABSTRACT The first SCM was invented in 1980th,after that ,the SCM is gradual widely used in many places,such as the aircraft instrumentation,the time control and data processing of industrial automation system,camera,robot,integrated circuit and so on. The main content of this paper is that we link the PS2 mouse and the SCM together,so that the 1602LCD can show the place and button states on the screen,and then pass the number of the x,y coordinate to the drive of the step motor,the step motor will move and stop in the place you want.Keywords:the interface of PS2mouse and SCM,1602LCD,the drive of step motor目 录第一章 绪论.........................................................1 1.1 课题研究的目的和意义.........................................1 1.1.1单片机系统设计背景........................................1 1.1.2单片机的基本知识..........................................1 1.2 MCS-51系列单片机介绍.........................................2 1.2.1 基本特性..................................................2 1.2.2 MCS-51单片机的硬件组成结构................................2 1.2.3 MCS-51的引脚功能..........................................7第二章 硬件电路设计..................................................10 2.1基于鼠标的随动系统的总体方案设计..............................10 2.2硬件电路设计..................................................10 2.2.1 PS2接口电路设计..........................................10 2.2.2 显示电路设计..............................................12 2.2.3 步进电机驱动设计..........................................14 2.2.4 电源电路设计..............................................18 2.2.5 复位电路设计..............................................19 2.2.6 晶振电路设计..............................................19第三章 软件设计.....................................................21 3.1 总体方案流程图...............................................21 3.2 鼠标接口程序模块.............................................22 3.3 显示程序模块.................................................24 3.4 步进电机随动定位程序模块......................................29致谢..................................................................30参考文献..............................................................31 附录1： 设计电路图..................................................32 附录2： 鼠标接口程序..............................................32 附录3： LCD1602显示程序...........................................37 附录4： 步进电机驱动程序..........................................40第一章 绪 论1.1 课题背景1.1.1单片机系统设计背景二十世纪是经济和科技飞速发展的世纪，电脑，互联网的出现在很大程度上改变了人们的生活，而单片机的诞生，更是深刻的改变了我们周围的世界。

自从它诞生以来，由于其在结构和指令系统方面的无可替代的优点，似的单片机深受民用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视随着单片机种类的增多，应用范围的扩大，功能的更新，现在单片机已经逐渐成为微型计算机的一个非常重要的分支目前单片机逐渐融入了人类生活的各个方面渗透到，我们几乎很难发现生活中没有使用单片机的地方从军工行业导弹的导航装置，军用民用飞机上的各种仪表盘，广泛使用的各种智能IC(Integrated Circuit)集成电路卡，到小汽车的安全保障系统，照相机、冰箱，微波炉，电磁炉，洗衣机的控制等等，这些都离不开单片机单片机现在的应范围越来越广泛，单片机能够使用的液晶显示器也是越来越多我们在单片机系统中引入鼠标，通过单片机将鼠标移动行程的二位编码进行采集和显示，然后通过单片机的输出控制步进电机的位置移动，形成一个位置随动系统位置随动系统又称伺服系统，主要用于解决位置跟随的控制问题所以该课题要研究的是对鼠标的二维编码用单片机采集并显示出来，同时发送给两个步进电机驱动器使之移动，完成X-Y坐标的随动定位该设计的优点是首先基于单片机的应用系统，具有体积小、重量轻、性价比高以及可靠性较高等优点然后在单片机系统中引入鼠标可以提高工作效率，方便用户，最后将可编程控制的单片机应用于步进电机随动系统，可使其具有较大程度的可改变性。

1.1.2单片机的基本知识SCM即单片微型计算机作为微型计算机的一个非常重要的分支，特别适用于控制领域，所以又把单片微型计算机称为微控制器（Microcontroller）通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器CPU（central processing unit）、随机存储器RAM（random access memory）、只读存储器ROM（read only memory）和I/O接口电路等所以，单片机只需要与适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统图1-1 典型单片机的基本组成结构1.2 MCS-51系列单片机介绍 MCS-51单片机是美国Intel公司的8位高档单片机系列，是在MCS-48系列基础上发展而来的在该系列里，有多种机型，性能特点也各不相同用户可根据需要挑选 1.2.1基本特性在MCS-51系列里，所有产品都是以8051为核心电路发展起来的，他们都具有8051的基本结构和软件特征从制造工艺上看，MCS-51系列中的旗舰基本上可分为HMOS（High-speed MOS,高速MOS）和CMOS两类CMOS器件的特点是电流小且功耗低（掉电方式下消耗10μA），但对电平要求高（高电平大于4.5V，低电平小于0.45V）,HMOS对电平要求低（高电平大于2.0V，低电平小于0.8V），但功耗大。

1.2.2 MCS-51单片机的硬件组成结构MCS-51单片机的内部的各功能部件可以划分为CPU,存储器，I/O端口，定时器/计数器和中断系统五部分如下图所示图1-2 MCS-51单片机内部结构框图1.2.2.1 CPU结构8051它的里面的CPU为字节长度二进制8位的所谓中央内部处理单元8051的内部的CPU是由数字运算器ALU，控制器的组成部分以及专用的寄存器组，一共三部分电路构成1.算术功能逻辑部件（ALU）8051的算术逻辑部件是一个性能非常强的运算器，它一方面可以进行一些加减乘除的四则运算，另一方面也能够实现与，或，非，异或类的逻辑运算，它还具有传送数据，移位，判断和转移程序类别的功能8051ALU由一个加法器，两个8位暂存器（TMP1与TMP2）和一个性能卓越的布尔处理器组成8051时钟频率可达12MHz2.可定时的控制部件时序控制单元播放控制器，时序控制逻辑，指令的寄存器作用，以及振荡器的OSC和其它电路指令的寄存器红外程序存储器用于存储从脚本，定时控制指令中使用的逻辑脚本删除登记解码，并与OSC的执行命令，合作生产的定时脉冲，完成指令的执行情况。

振荡器（振荡器）是控制器的核心，该控制器可提供时钟脉冲 3.专用的寄存器组专用的寄存器组主要是用来指导当前需要执行指令内存的地址，其存放的操作数和它的指示的指令执行的状态专用的寄存器组，其主要包括了程序的计数器，即PC，累加器A，程序的状态字，即PSW，堆栈的指示器，即SP。