單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告秒表設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題：秒表設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：電子*班學(xué)生姓名：*學(xué)號(hào)：*指教教師：* 設(shè)計(jì)時(shí)間：2011年5月306月19日目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求.3（1）設(shè)計(jì)任務(wù).3(2)設(shè)計(jì)要求.3二、 設(shè)計(jì)方案與論證.3三、 單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算.4（1）時(shí)鐘電路.4（2）按鈕電路.4（3）顯示電路.5（4）單片機(jī).5四、 原理圖及器件清單.6( 1 )總原理圖.6（2）pcb圖.7（3）proteus仿真圖.7（4）元器件清單.8五、 安裝與調(diào)試.8（1）安裝.8（2）調(diào)試.8六、 性能測(cè)試和分析.9七、 結(jié)論和心得.9八、 參考文獻(xiàn).9秒表設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求錯(cuò)誤！未找到目錄項(xiàng)。（1）設(shè)計(jì)

2、任務(wù)用at89c51設(shè)計(jì)一個(gè)3位的led數(shù)碼作為“秒表”。（2）設(shè)計(jì)要求顯示時(shí)間為0.0-99.9秒，每0.1秒自動(dòng)加1，另外設(shè)計(jì)一個(gè)“開(kāi)始”鍵、一個(gè)“復(fù)位”鍵和一個(gè)“停止”鍵。秒表可單獨(dú)分別計(jì)時(shí)，且最多可計(jì)5次。二、方案設(shè)計(jì)與論證本設(shè)計(jì)分為時(shí)鐘電路、按鈕電路、顯示電路和單片機(jī)四大部分，這些模塊中單片機(jī)占主控地位。其模塊電路如圖2-1所示。時(shí)鐘電路常用的有內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式，但因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中只需要一片單片機(jī)，所以采用內(nèi)部時(shí)鐘方式比較簡(jiǎn)單。按鈕電路中的“復(fù)位”按鈕是按鍵手動(dòng)復(fù)位，它有電平和脈沖兩種方式，比較電路的復(fù)雜程度，本設(shè)計(jì)選擇了按鈕電平復(fù)位電路，其他幾個(gè)按鈕則是通過(guò)單片機(jī)判斷高低電平

3、的不同來(lái)控制按鈕。顯示電路所用的數(shù)碼管有共陰和共陽(yáng)之分，不管使用何種數(shù)碼管，p0口作為i/o使用時(shí)都是需要上拉電阻才能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。另外，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的4個(gè)并行i/o口的輸出電流一般是1ma,短路電流為4ma左右，而數(shù)碼管的最少驅(qū)動(dòng)電流也需要10ma，因而不管在使用共陰數(shù)碼管時(shí)，單片機(jī)輸出口也必須使用上拉電阻提高輸出電流，才能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。為了使電路簡(jiǎn)單化，本設(shè)計(jì)選用共陽(yáng)數(shù)碼管。 但根據(jù)顯示方式的不同選擇，我們可以有幾種方案：方案一：使用靜態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示方式下的數(shù)碼管的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器鎖存的斷碼輸出將維持不變，直到送入另一個(gè)字符的斷碼為止。因而此設(shè)計(jì)中使用的顯示位數(shù)使用了三個(gè)8位并

4、行i/0口。如果另外想擴(kuò)展單片機(jī)功能，則能使用的輸出管腳很是有限。方案二：使用動(dòng)態(tài)顯示方式。這個(gè)顯示方式是將所有顯示位的段碼線的相應(yīng)段并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位i/o口控制，而各位的共陰或共陰極分別由相應(yīng)的i/o線控制，形成各位的分時(shí)選通。這種顯示方式，簡(jiǎn)化了硬件電路，特別在多位數(shù)碼管顯示時(shí)尤為突出。本小組嘗試了各種方案，在此報(bào)告中以靜態(tài)顯示方式為例說(shuō)明。（動(dòng)態(tài)顯示方式省略）單片機(jī)at89c51顯示電路按鈕電路時(shí)鐘電路 圖2-1三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算注：/單元電路設(shè)計(jì)中的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的數(shù)字即為單片機(jī)的管腳/（1）時(shí)鐘電路 圖3-1 時(shí)鐘電路如圖3-1所示，時(shí)鐘電路的晶振頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率越高

5、，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。晶振頻率根據(jù)設(shè)計(jì)需要設(shè)為12mhz，又根據(jù)諧振性質(zhì)，電路中的電容c1、c2選擇為30pf左右。該電容的的大少會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。（2）按鈕電路 圖3-2a 圖3-2ba、復(fù)位按鈕根據(jù)計(jì)算容抗的公式以及并聯(lián)電阻變小的性質(zhì)，可以知道，當(dāng)s13斷開(kāi)時(shí)，c3的容抗大，管腳9處的電位u9為電阻r3上的壓降，因而u9為低電平，復(fù)位鍵無(wú)效。當(dāng)s13按下時(shí)，r2與c3的并聯(lián)阻抗變小，r3上的壓降增大，u9為高電平，復(fù)位鍵有效，實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。本設(shè)計(jì)中c3取值22uf，電阻r2取值100歐姆，r3取值1k歐姆。具體電路如圖3-2a所示。b、開(kāi)始，停止、

6、翻頁(yè)按鈕 電路如圖3-2b所示（3）顯示電路p1口控制顯示的是十位，p0口控制顯示的是個(gè)位，p2口控制顯示的是十分位。不同的數(shù)碼管顯示方式，對(duì)應(yīng)的最適合的共陰或者共陽(yáng)級(jí)的數(shù)碼管也不同。靜態(tài)顯示的適宜選共陽(yáng)的數(shù)碼管，動(dòng)態(tài)顯示的適宜選共陰的數(shù)碼管。如果動(dòng)態(tài)顯示方式下選擇共陽(yáng)的數(shù)碼管，位選端直接用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)則數(shù)碼管的亮度不夠，因而應(yīng)該在位選端使用上拉電阻以提高數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流，但因?yàn)轱@示那個(gè)的數(shù)據(jù)段選的數(shù)目不同，故而需要用電阻對(duì)各段進(jìn)行限流，以保證顯示的每個(gè)數(shù)據(jù)亮度相同。相同情況下，靜態(tài)顯示的數(shù)碼管的亮度要比動(dòng)態(tài)的亮。（4）單片機(jī)單片機(jī)的程序可用匯編語(yǔ)言也可用c語(yǔ)言，為了提高使用匯編語(yǔ)言的能力，本設(shè)

7、計(jì)特用了匯編語(yǔ)言了編寫(xiě)程序主程序流程圖如下所示，具體程序見(jiàn)電子檔。主程序流程圖：程序開(kāi)始程序初始化p1.7=？0開(kāi)各中斷p3.3=？0計(jì)五次？翻頁(yè)調(diào)用顯示子程序關(guān)定時(shí)器復(fù)位四、總原理圖及元器件清單(1)總原理圖（2）pcb圖（3）proteus仿真圖（4）元器件清單1) at89c51的引腳圖和數(shù)碼管5101bs的引腳圖 圖4-3a at89c51引腳圖 圖4-3b 5101引腳圖2）元器件總清單元件名稱數(shù)量備注元件名稱數(shù)量備注5101b3塊at89c511塊按鈕4個(gè)排阻1個(gè)8個(gè)引腳撥動(dòng)開(kāi)關(guān)1個(gè)電容2個(gè)33pf發(fā)光二極管1個(gè)紅色電容1個(gè)100uf電阻2個(gè)1k晶振1個(gè)12mhz電阻1個(gè)100毆連

8、接器con2五、安裝與調(diào)試（1）安裝制板的順序依次是：畫(huà)原理圖、做封裝、在原理圖中添加元器件對(duì)應(yīng)的封裝、布pcb板、改焊盤(pán)大少、打印pcb圖、用快速制板機(jī)將pcb圖烤制到銅板上、腐蝕銅板、鉆孔、放置元器件、烙鐵焊好器件。一塊電路板就安裝完畢了。（2）調(diào)試將外部電源接至電路板上，檢驗(yàn)電路板是否完全實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。本設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)按鈕功能完全符合設(shè)計(jì)要求，但是數(shù)碼管的顯示中有些段碼不亮，從而顯示的數(shù)據(jù)亂碼，用萬(wàn)用表檢測(cè)對(duì)應(yīng)的管腳是否有電壓，發(fā)現(xiàn)焊盤(pán)有虛焊，引腳與引腳之間有短路，排查后電路板實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。六、性能測(cè)試與分析所制電路板雖然能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中要求的功能，但是在實(shí)際使用中還是存在著許多缺陷。這塊電路

9、板不能隨意查看記錄的數(shù)據(jù)，而是必須在計(jì)完五次數(shù)據(jù)后才能依次的翻頁(yè)查看，復(fù)位后所計(jì)數(shù)據(jù)便會(huì)丟失，不能翻看歷史，所計(jì)數(shù)據(jù)組數(shù)不能滿足現(xiàn)實(shí)需要。七、結(jié)論與心得在這三周的課程設(shè)計(jì)中，不管是在軟件方面還是硬件方面我都有了更深入的學(xué)習(xí)。八、參考文獻(xiàn)（1）單片機(jī)原理及接口技術(shù) 張毅剛 彭喜元著 人民郵電出版社（2）單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo) 李光飛等編著 北京航空航天大學(xué)出版社（3）51系列單片機(jī)原理、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)例 孫進(jìn)平等編著 （4）單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例 先鋒工作室編著 清華大學(xué)出版社（5）電子工程師之家 、豆丁網(wǎng) 、百度、搜狗、電子工程專輯 等等附程序如下： d equ 60h e equ 61h f eq

10、u 62h g equ 63h h equ 64h i equ 65h org 0000h ljmp main org 000bh ;定時(shí)器t0的入口地址ljmp dingshiorg 0013h ;外部中斷1的入口地址ljmp stop1 org 0030h ;主程序入口地址main: mov p0,#0c0h ;置初值mov p2,#0c0h mov p1,#0c0hmov dptr,#table ;數(shù)據(jù)指針指向表頭地址setb ea ;開(kāi)中斷 setb ex0 setb ex1 setb et0setb px0 ;設(shè)中斷優(yōu)先級(jí)setb px1mov tmod,#01h ;工作方式為方式1

11、;*;開(kāi)始及計(jì)數(shù)程序;*start: mov r0,#40h mov r1,#50h mov r2,#00hclr p1.0 mov th0,#0d8h ;置計(jì)數(shù)初始值 mov tl0,#0f0h mov r3,#00h mov r4,#00hmov r7,#00h mov b,#10 mov sp,#30hmov d,#60hmov e,#61hmov f,#62hmov g,#63hmov i,#65hmov r5,#05xunhuan: jb p1.7,start1 ;p1.7=0是開(kāi)始 lcall delay10;按鍵消抖 jb p1.7,xunhuan jnb p1.7,$ ljmp

12、 gn1 ljmp xunhuan start1: jb p3.0,xunhuan lcall delay10 jb p3.0,xunhuan jnb p3.0,$ lcall fanye ljmp xunhuan ;* ;翻頁(yè)模塊;*fanye: mov a,r0 mov r3,a mov a,r1 mov r4,adec r5 cjne r5,#04,lop1 mov a,d mov r7,aljmp l1lop1:cjne r5,#03,lop2mov a,e mov r7,aljmp l1lop2:cjne r5,#02,lop3mov a,f mov r7,aljmp l1lop3:

13、cjne r5,#01,lop4mov a,g mov r7,aljmp l1lop4:cjne r5,#00,fanyemov a,i mov r7,aljmp l1l1: inc r0 inc r1 inc r2 cjne r2,#5,loop2 mov r0,#40h mov r1,#50h mov r2,#00h loop2:lcall xianshi ret ;*;數(shù)碼管記錄程序;*gn1: setb tr0 loop:cjne r2,#05h,loop mov r0,#40h mov r1,#50h mov r2,#00h clr ea ajmp xunhuan ;*;1毫秒延時(shí)子

14、程序;*delay1: mov r6,#2dl1: mov h,#248 djnz h,$ djnz r6,dl1 ret;*;10毫秒延時(shí)子程序;*delay10: mov r6,#20dl2: mov h,#248 djnz h,$ djnz r6,dl2 ret;*;外部中斷1中斷程序，停止模塊;*stop1 : push acc push psw lcall delay10;延時(shí)10毫秒消抖 jb p3.3, fan1 jnb p3.3,$ mov a, r3 mov r0 , a mov a, r4 mov r1, adec r5cjne r5, #04, lop5 mov a, r

15、7 mov d, aljmp l4lop5: cjne r5, #03, lop6 mov a, r7 mov e, a ljmp l4lop6: cjne r5, #02, lop7 mov a, r7 mov f, a ljmp l4lop7: cjne r5, #01, lop8 mov a, r7 mov g, a ljmp l4lop8: cjne r5, #00, stop1 mov a, r7 mov i,a ljmp l4 l4: inc r0 inc r1 inc r2fan1: pop psw pop acc reti;*;顯示子程序;*xianshi: mov a ,r3 ;掃描十分位上的數(shù)字 mov dptr ,#table movc a ,a+dptr mov p2 ,a mov a ,r4 ;掃描個(gè)位上的數(shù)字 mov dptr ,#table movc a ,a+dptr mov p0 ,a mov a ,r7 ;掃描十位上的數(shù)字 mov dptr ,#table movc a ,a+dptr mov p1 ,a ret;*;定時(shí)器t0中斷程序;*dingshi:push acc push psw djnz b,dh1 mov b,#10 ajmp countcoun