單片機(jī)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可編倒計(jì)時(shí)裝置

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目: 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可編倒計(jì)時(shí)裝置初始條件：1. protues軟件或xl1000實(shí)驗(yàn)箱；2. 課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)資料：“xl1000說明書以及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)”“、單片微型計(jì)算機(jī)”等；3. 先修課程：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、protues電路設(shè)計(jì)教程及單片機(jī)原理及應(yīng)用等課程要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1. 課程設(shè)計(jì)時(shí)間：1周；2. 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可編倒計(jì)時(shí)裝置；要求：按秒倒計(jì)時(shí)，鍵盤預(yù)置分、秒各兩位數(shù)，鍵控啟動(dòng)計(jì)時(shí)，數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)器歸零時(shí)輸出一音頻信號(hào)。3. 本課程設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)要求：研讀輔導(dǎo)資料對應(yīng)章節(jié)，對選定的設(shè)計(jì)題

2、目進(jìn)行理論分析，針對具體設(shè)計(jì)部分的原理分析、建模、必要的推導(dǎo)和可行性分析，畫出程序設(shè)計(jì)框圖，編寫程序代碼（含注釋），上機(jī)調(diào)試運(yùn)行程序，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果（含計(jì)算結(jié)果和圖表），并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)；4. 課程設(shè)計(jì)說明書按學(xué)?！罢n程設(shè)計(jì)工作規(guī)范”中的“統(tǒng)一書寫格式”撰寫，具體包括： 目錄； 設(shè)計(jì)原理； 系統(tǒng)硬件線路設(shè)計(jì)圖； 程序框圖； 資源分配表； 源程序 性能分析 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)（至少500字）；時(shí)間安排：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目錄1.設(shè)計(jì)原理.21.1倒計(jì)時(shí)原理21.2數(shù)碼管顯示原理.21.3矩陣鍵盤工作原理.21.4小喇叭工作原理31.5led燈

3、顯示原理.32.系統(tǒng)硬件線路設(shè)計(jì)圖42.1單片機(jī)部分.42.2數(shù)碼管部分.42.3矩陣鍵盤部分52.4小喇叭及l(fā)ed部分.52.5x1000實(shí)驗(yàn)箱連線63.程序框圖74.資源分配表95.源程序.96.性能分析.147.總結(jié)與心得158.本科生課程設(shè)計(jì)成績評定表.161.設(shè)計(jì)原理1.1倒計(jì)時(shí)原理利用定時(shí)器t0工作于方式1下，為16位定時(shí)計(jì)數(shù)方式，由th提供高8位，tl提供低8位的計(jì)數(shù)初值，最大計(jì)數(shù)為65536個(gè)脈沖，當(dāng)時(shí)，工作于定時(shí)方式，以振蕩源的12分頻信號(hào)作為計(jì)數(shù)脈沖；當(dāng)時(shí)，工作于計(jì)數(shù)方式，對外部脈沖輸入端輸入的脈沖計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)脈沖能否加到計(jì)數(shù)器上，受啟動(dòng)信號(hào)的控制，當(dāng)gate=0時(shí)只要tr=

4、1則定時(shí)/計(jì)數(shù)器啟動(dòng)工作。當(dāng)gate=1時(shí)，tr=1和同時(shí)滿足才能啟動(dòng)，此時(shí)啟動(dòng)受到雙重控制。每啟動(dòng)定時(shí)、計(jì)數(shù)前，需預(yù)置計(jì)數(shù)初值。啟動(dòng)后計(jì)數(shù)器立即加1計(jì)數(shù)，tl低8位的計(jì)數(shù)滿回零后向th進(jìn)位，當(dāng)16位計(jì)數(shù)滿回零后，中斷溢出標(biāo)志tf置1，產(chǎn)生中斷請求，表示定時(shí)時(shí)間到或計(jì)數(shù)次數(shù)到。若允許中斷et=1且cpu開中斷（ea=1）,則cpu響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序，同時(shí)tf自動(dòng)清零。tmod=0x01設(shè)置定時(shí)器t0工作與方式1且為定時(shí)方式，由于每個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的周期為1us，故若將定時(shí)器設(shè)置為10ms需接受10000次脈沖，所以要從初值55536處開始計(jì)數(shù)，為定時(shí)器賦初值為th=0xd8,tl=0xf0。

5、在此基礎(chǔ)上以count-作為倒計(jì)時(shí)程序，設(shè)置count從100開始減1即可實(shí)現(xiàn)時(shí)間間隔為1s的倒計(jì)時(shí)。1.2數(shù)碼管顯示原理數(shù)碼管實(shí)際上是由7個(gè)發(fā)光二極管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)，我們分別把他命名為a,b,c,d,e,f,g,h。在xl1000實(shí)驗(yàn)箱接法為共陽極接法，我們獲得0123456789字符所對應(yīng)的hex代碼即為0x28,0x7e,0xa2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7a,0x20,0x60 。由于所有數(shù)碼管顯示端和控制端都接在一起，為了顯示出時(shí)鐘倒計(jì)時(shí)的效果，我們需要采用動(dòng)態(tài)掃描以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。在單片機(jī)里，首先顯示一個(gè)數(shù)，然后關(guān)掉，顯示第二數(shù)數(shù)，再關(guān)掉，那

6、么將看到連續(xù)的數(shù)字顯示，輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約1ms）,由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝作用，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。1.3矩陣鍵盤工作原理矩陣按鍵部分由16個(gè)輕觸按鍵按照4x4的方式排列將行線所接的單片機(jī)i/o口作為輸出端，將列線所接的i/o口作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出的是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有按鍵按下了。確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下有許多方法，在此次設(shè)計(jì)中采用了一種行列反轉(zhuǎn)掃

7、描法。相較于行掃描法跟為簡單。利用行列的變化，確定出其交點(diǎn)出的按鍵的按下與否。1.4小喇叭工作原理聲音是由震動(dòng)所產(chǎn)生的，一定頻率的震動(dòng)就產(chǎn)生了一定頻率的聲音。在倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，根據(jù)計(jì)時(shí)結(jié)束后每一位都是0，啟動(dòng)設(shè)置好的一定頻率的脈沖，將脈沖傳送到實(shí)驗(yàn)箱上的小喇叭，即可實(shí)現(xiàn)小喇叭的報(bào)警。1.5led燈顯示原理在實(shí)驗(yàn)要求的基礎(chǔ)之上引入了幾個(gè)led燈作為現(xiàn)象燈，對應(yīng)于倒計(jì)時(shí)秒高位為5,4,3,2,時(shí)依次點(diǎn)亮，且有一個(gè)燈在計(jì)時(shí)結(jié)束后伴隨著小喇叭報(bào)警聲不停閃爍。顯示原理，即是在相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)給led低電平可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮，給予方波脈沖實(shí)現(xiàn)閃爍。2.系統(tǒng)硬件線路設(shè)計(jì)圖2.1單片機(jī)部分 2.2數(shù)碼管部分2.3矩陣鍵盤部

8、分2.4小喇叭及l(fā)ed部分2.5x1000實(shí)驗(yàn)箱連線3.程序框圖分高位顯示開始鍵盤掃描flag1=1鍵盤掃描flag2=1分低位顯示鍵盤掃描flag3=1秒高位顯示鍵盤掃描flag4=1秒低位顯示鍵盤掃描flag5=1ynnnnyynnnnnyy啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)分秒公式計(jì)算單片機(jī)賦初值動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示單片機(jī)重新賦初值秒信號(hào)進(jìn)行減計(jì)數(shù)檢測minute=0&&second=0分秒顯示值處理檢測second=0flag6=1second=60minute-關(guān)閉數(shù)碼管音頻輸出檢測秒高位為5,4,3,2,1對應(yīng)led=0對應(yīng)led=1結(jié)束ynynny4.資源分配表單片機(jī)p0口：連接8段數(shù)碼

9、管的顯示端，即jp51連接jp5,p0.0連接b,p0.1連接f,p0.2連接a，p0.3連接g，p0.4連接d，p0.5連接h，p0.6連接e，p0.7連接c。單片機(jī)的p2口：連接8段數(shù)碼管的控制端,即jp52連接jp8,p2.0到p2.7依次連接控制端的0到7。單片機(jī)的p1口：連接矩陣鍵盤，即jp44連接jp50。單片機(jī)的p3口：p3.2連接小喇叭，p3.2連接jp16。p3.3到p3.7連接8路指示燈中的任意5路。5.源程序#include <reg52.h>/包含頭文件#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/

10、定義speaker端口sbit speaker=p32;/依次定義閃爍燈端口sbit led1=p33;sbit led2=p34;sbit led3=p35;sbit led4=p36;sbit led5=p37;/共陽數(shù)碼管 0-9編碼表 code unsigned char tab=0x28,0x7e,0xa2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7a,0x20,0x60; /定義秒和分顯示的高低位uchar show_mh,show_ml,show_sh,show_sl;/定義相關(guān)變量uchar minute,second,key1,key2,key3,key4,key5,mh

11、,ml,sh,sl;/設(shè)置標(biāo)志位uchar flag1=1,flag2=1,flag3=1,flag4=1,flag5=1,flag6=0;/鍵盤掃描程序（行列翻轉(zhuǎn)法）uchar keyscan(void);/比較簡單的自減延時(shí)函數(shù)void delay(uint cnt)while(-cnt);/*主函數(shù)*/main() /*輸入分的高位*/while(flag1)key1=keyscan();/調(diào)用鍵盤掃描，p2=0xfe;/第1個(gè)數(shù)碼管顯示 switch(key1)/按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值case 0x7e:p0=tab0;mh=0;flag1=0;break;/0 case 0x7

12、d:p0=tab1;mh=1;flag1=0;break;/1case 0x7b:p0=tab2;mh=2;flag1=0;break;/2case 0x77:p0=tab3;mh=3;flag1=0;break;/3case 0xbe:p0=tab4;mh=4;flag1=0;break;/4case 0xbd:p0=tab5;mh=5;flag1=0;break;/5delay(30000); /*輸入分的低位*/while(flag2) key2=keyscan();/調(diào)用鍵盤掃描，p2=0xfd;/第2個(gè)數(shù)碼管顯示 switch(key2)/按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值 case 0x

13、7e:p0=tab0;ml=0;flag2=0;break;/0 case 0x7d:p0=tab1;ml=1;flag2=0;break;/1 case 0x7b:p0=tab2;ml=2;flag2=0;break;/2 case 0x77:p0=tab3;ml=3;flag2=0;break;/3 case 0xbe:p0=tab4;ml=4;flag2=0;break;/4 case 0xbd:p0=tab5;ml=5;flag2=0;break;/5 case 0xbb:p0=tab6;ml=6;flag2=0;break;/6 case 0xb7:p0=tab7;ml=7;flag

14、2=0;break;/7 case 0xde:p0=tab8;ml=8;flag2=0;break;/8 case 0xdd:p0=tab9;ml=9;flag2=0;break;/9 delay(30000); /*輸入秒的高位*/while(flag3) key3=keyscan();/調(diào)用鍵盤掃描，p2=0xf7;/第3個(gè)數(shù)碼管顯示switch(key3)/按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值case 0x7e:p0=tab0;sh=0;flag3=0;break;/0 case 0x7d:p0=tab1;sh=1;flag3=0;break;/1case 0x7b:p0=tab2;sh=2;f

15、lag3=0;break;/2case 0x77:p0=tab3;sh=3;flag3=0;break;/3case 0xbe:p0=tab4;sh=4;flag3=0;break;/4case 0xbd:p0=tab5;sh=5;flag3=0;break;/5 delay(30000); /*輸入秒的低位*/while(flag4) key4=keyscan();/調(diào)用鍵盤掃描，p2=0xef;/第4個(gè)數(shù)碼管顯示switch(key4)/按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值case 0x7e:p0=tab0;sl=0;flag4=0;break;/0 case 0x7d:p0=tab1;sl=1;

16、flag4=0;break;/1case 0x7b:p0=tab2;sl=2;flag4=0;break;/2case 0x77:p0=tab3;sl=3;flag4=0;break;/3case 0xbe:p0=tab4;sl=4;flag4=0;break;/4case 0xbd:p0=tab5;sl=5;flag4=0;break;/5case 0xbb:p0=tab6;sl=6;flag4=0;break;/6case 0xb7:p0=tab7;sl=7;flag4=0;break;/7case 0xde:p0=tab8;sl=8;flag4=0;break;/8case 0xdd:p

17、0=tab9;sl=9;flag4=0;break;/9delay(30000);/延時(shí) /*按鍵啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)*8*/ while(flag5)key5=keyscan();/調(diào)用鍵盤掃描switch(key5)/檢測鍵控信號(hào) case 0xe7:flag5=0;delay(30000);/*分秒計(jì)算式*/minute=mh*10+ml;second=sh*10+sl;/*單片機(jī)賦初值*/tmod=0x01;/定時(shí)器0設(shè)置 10ms in 12m crystalth0=0xd8;tl0=0xf0;ie= 0x82;/打開中斷t0tr0=1;/*數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示*/ while(1)/

18、p0=show_mh;/顯示分十位 p2=0xfe; delay(300); p0=show_ml; /顯示分個(gè)位 p2=0xfd; delay(300); p0=0xf7; /顯示分隔符 p2=0xfb; delay(300); p0=show_sh;/顯示秒十位 p2=0xf7; delay(300); p0=show_sl; /顯示秒個(gè)位 p2=0xef; delay(300); /*/void tim(void) interrupt 1 using 1/定時(shí)器t0中斷服務(wù)程序static uchar count;uchar g,control2,control3,control4,co

19、ntrol5;/*單片機(jī)賦初值*/th0=0xd8;/賦初值55536tl0=0xf0;count+;/*100x10ms=1s,實(shí)現(xiàn)秒信號(hào)減計(jì)數(shù)*/if (count=100)count=0;second-;/秒減1/*檢測是否計(jì)時(shí)結(jié)束并對顯示值處理*/ if(minute=0 && second=0)show_mh=tabminute/10;/十位顯示值處理 show_ml=tabminute%10; /個(gè)位顯示處理show_sh=tabsecond/10;/十位顯示值處理 show_sl=tabsecond%10; /個(gè)位顯示處理delay(30000);flag6=1;

20、/轉(zhuǎn)向音頻輸出/*檢測秒位是否計(jì)時(shí)結(jié)束并對顯示值處理*/else if(second=0 )show_mh=tabminute/10;/十位顯示值處理 show_ml=tabminute%10; /個(gè)位顯示處理show_sh=tabsecond/10;/十位顯示值處理 show_sl=tabsecond%10; /個(gè)位顯示處理second=60;minute-; /*顯示值處理*/else show_mh=tabminute/10;/十位顯示值處理 show_ml=tabminute%10; /個(gè)位顯示處理show_sh=tabsecond/10;/十位顯示值處理 show_sl=tabsecond%10; /個(gè)位顯示處理 /*計(jì)時(shí)結(jié)束數(shù)碼管關(guān)閉，喇叭響起，指示燈閃爍*/while(flag6) flag6=1; p0=0;/關(guān)閉數(shù)碼管for(g=0;g<200;g+)/音頻輸出delay(80);speaker=!speaker;led1=!led1;speaker=1;led1=1;delay(20000);/當(dāng)秒高位變化時(shí)5個(gè)led輪流閃爍control2=second/10;control3=second/10;control4