89C51單片機課程設計之秒表設計實驗報告

1、這里可以加學校 LOGAL 單片機課程設計報告單片機課程設計報告院系院系： 12 級物信系班別：班別： 光信息科學與技術光信息科學與技術 7 班班課程名稱：課程名稱： 秒表設計 姓名：姓名： 龔俊才 歐一景 學號：學號： 1210407033 1210407041指導老師指導老師：張濤目錄目錄1 課程設計的目的和任務課程設計的目的和任務1.1 單片機秒表課程設計的概述設計思路及描述1.3 課程設計任務和要求2 硬件與軟件的設計流程硬件與軟件的設計流程3 程序編寫流程程序編寫流程及課程設計效果及課程設計效果4 心得體會心得體會5 相關查閱資料相關查閱資料1. 課程設計的目的和任務課程設計的目的和

2、任務一、課程設計題目一、課程設計題目秒表系統(tǒng)設計用 STC89C52RC 設計一個 4 位 LED 數(shù)碼顯示“秒表，顯示時間為00.0099.99 秒，每 10 毫秒自動加一，每 1000 毫秒自動加一秒。二、增加功能二、增加功能增加一個“復位按鍵即清零 ，一個“暫停和“開始按鍵。三、課程設計的難點三、課程設計的難點單片機電子秒表需要解決三個主要問題，一是有關單片機定時器的使用；二是如何實現(xiàn)LED 的動態(tài)掃描顯示；三是如何對鍵盤輸入進行編程。四、課程設計內容提要四、課程設計內容提要本課程利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，結合集成電路芯片 8051、LED 數(shù)碼管以及課程箱上的按鍵來設

3、計計時器。將軟、硬件有機地結合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進行計時，數(shù)碼管能夠正確地顯示時間。其中本課程設計有兩個開關按鍵：其中 key1 按鍵按下去時開始計時，即秒表開始鍵(同時也用作暫停鍵)，key2 按鍵按下去時數(shù)碼管清零，復位為“.五、課程設計的意義五、課程設計的意義1)通過本次課程設計加深對單片機課程的全面認識復習和掌握，對單片機課程的應用進一步的了解。2)掌握定時器、外部中斷的設置和編程原理。3)通過此次課程設計能夠將單片機軟硬件結合起來，對程序進行編輯，校驗。4)該課程通過單片機的定時器/計數(shù)器定時和計數(shù)原理，設計簡單的計時器系統(tǒng)，擁有正確的計時、暫停、清零，并同時可以用數(shù)碼管顯示，

4、在現(xiàn)實生活中應用廣泛，具有現(xiàn)實意義六六、課程設計儀器課程設計儀器a) 集成電路芯片 8051，七段數(shù)碼管，89C51 單片機開發(fā)板b) MCS-51 系列單片機微機仿真課程系統(tǒng)中的軟件Keil uvision2 。設計思路及描述設計思路及描述該課程設計要求進行計時并在數(shù)碼管上顯示時間，那么可利用 MCS-51 系列單片機的芯片AT89C52 的；定時器 T1 作為的定時器。其中“開始按鍵當開關由上向下?lián)軙r開始計時，此時假設再撥“開始按鍵那么數(shù)碼管暫停；“清零按鍵當開關由上向下?lián)軙r數(shù)碼管清零，此時假設再撥“開始按鍵那么又可重新開始計時。方框圖如下列圖方框圖如下列圖 1 1：開關MCS-51AT8

5、9C52RCLED 顯示 圖圖 1 1 數(shù)字秒表設計導向數(shù)字秒表設計導向1.3 課程設計任務和要求課程設計任務和要求1.3.1 設計指標設計指標 。了解 8051 芯片的的工作原理和工作方式 ，使用該芯片對 LED 數(shù)碼管進行顯示控制，實現(xiàn)用單片機的端口控制數(shù)碼管，顯示分、秒，并能用按鈕實現(xiàn)秒表起動、停止、99 秒、清零等功能，精確到 0.01 秒。要求選用定時器的工作方式，畫出使用單片機控制 LED 數(shù)碼管顯示的電路圖，并實現(xiàn)其硬件電路，并編程完成軟件局部，最后調試秒表起動、停止、清零等功能。1.3.2 設計要求設計要求 畫出電路原理圖或仿真電路圖 ； 軟件編程與調試； 電路仿真與調試；2軟

6、件與硬件設計軟件與硬件設計計計單片機應用系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩局部組成。硬件系統(tǒng)是指單片機以及擴展的存儲器、IO 接口、外圍擴展的功能芯片以及接口電路。軟件系統(tǒng)包括監(jiān)控程序和各種應用程序。在單片機應用系統(tǒng)中，單片機是整個系統(tǒng)的核心，對整個系統(tǒng)的信息輸入、處理、信息輸出進行控制。與單片機配套的有相應的復位電路、時鐘電路以及擴展的存儲器和 IO 接口，使單片機應用系統(tǒng)能夠運行。 在一個單片機應用系統(tǒng)中，往往都會輸入信息和顯示信息，這就涉及鍵盤和顯示器。在單片機應用系統(tǒng)中，一般都根據系統(tǒng)的要求配置相應的鍵盤和顯示器。配置鍵盤和顯示器一般都沒有統(tǒng)一的規(guī)定，有的系統(tǒng)功能復雜，需輸入的信息和顯示的信息

7、量大，配置的鍵盤和顯示器功能相對強大，而有些系統(tǒng)輸入/輸出的信息少，這時可能用幾個按鍵和幾個 LED 指示燈就可以進行處理了。在單片機應用系統(tǒng)在中配置的鍵盤可以是獨立鍵盤，也可能是矩陣鍵盤。 圖 2 系統(tǒng)硬件結構框2 個獨立式的按鍵電源指示燈電源開關4 個數(shù)碼管顯示STC89C52RC此次選用 C51 來編程，首先要有初始化程序，通過初始化程序，將對主程序所用到的變量、常量以及各個參數(shù)和所調用的子函數(shù)定義。其次還有顯示程序、按鍵掃描及處理程序、時鐘程序和倒計時程序，系統(tǒng)軟件流程圖圖如圖 3 所示：3 3 程序編寫的流程程序編寫的流程及課程設計效果及課程設計效果3.13.1 源程序及注釋源程序及

8、注釋/*- 名稱：數(shù)碼管顯示，按鍵控制秒表 編寫：shifang 修改：無開始系統(tǒng)初始化While (1)數(shù)碼管顯示選擇按鍵的掃描及處理圖 3 內容：中斷按鍵控制，數(shù)碼管顯示,中斷 0 控制計時和停止，中斷 1 清零-*/#include /包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能存放器的定義unsigned int msecond,second;/定義全局變量bit GoFlag;/定義停止，計時標志#define DataPort P0 /定義數(shù)據端口 程序中遇到 DataPort 那么用 P0 替換sbit LATCH1=P22;/定義鎖存使能端口 段鎖存sbit LATCH2

9、=P23;/ 位鎖存sbit KEY=P32;unsigned char code dofly_DuanMa10=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/ 顯示段碼值 09unsigned char code dofly_WeiMa=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f;/分別對應相應的數(shù)碼管點亮,即位碼unsigned char TempData8; /存儲顯示值的全局變量void DelayUs2x(unsigned char t);/函數(shù)聲明 voi

10、d DelayMs(unsigned char t);void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num);void Init_Timer0(void);void CLR(void);/*- 主函數(shù)-*/void main (void)unsigned char num=0; EX0=1; /外部中斷 0 開 IT0=1; /IT1=0 表示邊沿觸發(fā) EX1=1; /外部中斷 1 開 IT1=1; /IT1=1 表示邊沿觸發(fā) Init_Timer0();while (1) /主循環(huán) TempData0=dofly_DuanMasecond

11、/10;/分解顯示信息，如要顯示 68，那么 68/10=6 68%10=8 TempData1=dofly_DuanMasecond%10; TempData2=0 x40;/ - TempData3=dofly_DuanMamsecond/10;/分解顯示信息，如要顯示 68，那么 68/10=6 68%10=8 TempData4=dofly_DuanMamsecond%10; /主循環(huán)中添加其他需要一直工作的程序 /*- 顯示函數(shù)，用于動態(tài)掃描數(shù)碼管 輸入參數(shù) FirstBit 表示需要顯示的第一位，如賦值 2 表示從第三個數(shù)碼管開始顯示 如輸入 0 表示從第一個顯示。 Num 表示需

12、要顯示的位數(shù)，如需要顯示 99 兩位數(shù)值那么該值輸入 2-*/void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num) static unsigned char i=0; DataPort=0; /清空數(shù)據，防止有交替重影 LATCH1=1; /段鎖存 LATCH1=0; DataPort=dofly_WeiMai+FirstBit; /取位碼 LATCH2=1; /位鎖存 LATCH2=0; DataPort=TempDatai; /取顯示數(shù)據，段碼 LATCH1=1; /段鎖存 LATCH1=0; i+; if(i=Num) i=0;/*

13、- 定時器初始化子程序-*/void Init_Timer0(void) TMOD |= 0 x01; /使用模式 1，16 位定時器，使用|符號可以在使用多個定時器時不受影響 /TH0=0 x00; /給定初值 /TL0=0 x00; EA=1; /總中斷翻開 總中斷控制開關 ET0=1; /定時器中斷翻開 允許中斷 0 的發(fā)生 TR0=1; /定時器開關翻開 定時器 T0 開始工作/*- 定時器中斷子程序-*/void Timer0_isr(void) interrupt 1 static unsigned char num; TH0=(65536-2000)/256; /重新賦值 2ms

14、 TL0=(65536-2000)%256; Display(0,8); if(GoFlag) num+; if(num=5) num=0; msecond+; if (msecond=100)/100 進 1 msecond=0; second+;/秒加 1 if(second=100) second=0; /*- 外部中斷 0 程序-*/void ISR_INT0(void) interrupt 0 if(!KEY) /如果檢測到低電平，說明按鍵按下 DelayMs(20); /延時去抖，一般 10-20ms if(!KEY) /再次確認按鍵是否按下，沒有按下那么退出 GoFlag=!Go

15、Flag; /利用外部中斷翻開和關閉定時標志 用于開始和停止計時 /主循環(huán)中添加其他需要一直工作的程序 /*- 外部中斷 1 程序-*/void ISR_INT1(void) interrupt 2if(GoFlag=0)/停止時才可以清零 CLR();/*- 數(shù)值清零-*/void CLR(void) second=0; /利用外部中斷清零 msecond=0;void DelayUs2x(unsigned char t) while(-t);void DelayMs(unsigned char t) while(t-) /大致延時 1mS DelayUs2x(245); DelayUs2x

16、(245); 圖圖 4 4 按鍵原理圖按鍵原理圖 圖圖 5 5 顯示電路顯示電路圖圖 6 6 電源電路原理圖電源電路原理圖通過最后軟件對程序的編譯，組建，執(zhí)行，還有最終生成.hex 文件，把.hex 下載到 TX-1C 開發(fā)板的 STC89C52RC 單片機上的最終效果圖如下：下列圖下列圖: : 開始運行開始運行, ,執(zhí)行自動加執(zhí)行自動加 1 1下列圖下列圖: :下列圖為復位后的顯示下列圖為復位后的顯示下列圖下列圖:“:“開始自加開始自加運行運行, ,一直加到一直加到 9999 秒秒4 4 心得體會心得體會 以下是我在設計這個秒表過程中所總結的心得,整個過程主要是:設計程序-修正程序 -擴展功

17、能-完善程序,經過自己的獨立思考與查閱相關知識,最終完成這個作品.心心得得體體會會通過對本次課程的課程設計，使自己深刻的認識到自己的很多缺乏之處，在實際動手操作能力的缺乏，在進行程序編程時，自己需要，認真審題，看懂題目的要求！對于軟件編程不益太簡單或者太難。做到既能把課題完成又能鍛煉自己的能力！根據課題要求，復習相關的知識，查詢相關的資料。根據課程條件，找到適合的方案，找到需要的元器件及工具，準備課程。根據課程設計的要求和自己所要增加的功能寫好程序流程圖，在程序流程圖的根底上，根據芯片的功能寫出相應的程序和增加額外的功能程序。然后再進行程序調試和相應的修改，以到達能夠實現(xiàn)所要求的功能的目的。還要根據課程的實際情況，添加些額外程序來使系統(tǒng)更加的穩(wěn)定，如開關的去抖采用延遲 。程序要盡