秒定時(shí)器非常詳細(xì)論文課程設(shè)計(jì)

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告專 業(yè)：電子信息工程班 級(jí)題 目：姓 名指導(dǎo)教師：摘要此實(shí)驗(yàn)為三十秒定時(shí)器。定時(shí)器是生活中比較常見的電子儀器的功能之一。在10多個(gè)課題中，算是比較常見，但又比較實(shí)用，恰巧作者正在自學(xué)單片機(jī)，如果用單片機(jī)做的話，不失為一個(gè)學(xué)習(xí)的好機(jī)會(huì)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)都是程序控制。因?yàn)閱纹瑱C(jī)應(yīng)用比較靈活，很有學(xué)習(xí)價(jià)值；而又因?yàn)樗鼞?yīng)用很靈活，所以必須學(xué)習(xí)大量的硬件知識(shí)和程序設(shè)計(jì)。最小系統(tǒng)，就是最簡(jiǎn)單的輸出/輸入構(gòu)成，并且能實(shí)現(xiàn)最基本的運(yùn)行條件，如應(yīng)有供電、時(shí)鐘附屬電路等。單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括晶振電路 復(fù)位電路 和電源 ， 這時(shí)最小系統(tǒng)基本組成 當(dāng)然還可以添加矩陣鍵盤 數(shù)碼管等。此實(shí)驗(yàn)的原理

2、是，利用單片機(jī)的最小系統(tǒng)，通過鎖存器74HC573控制數(shù)碼管，來(lái)實(shí)現(xiàn)30秒定時(shí)器的功能。本實(shí)驗(yàn)過程包括：前期設(shè)計(jì)：原理圖、PCB圖的設(shè)計(jì)（DXP制作）C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及HEX等相關(guān)的文件的生成（Keil軟件編寫）燒錄程序至單片機(jī)（STC，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板）元器件的收集實(shí)驗(yàn)制作：電源的設(shè)計(jì)電路板焊接后期的整理：電路檢測(cè)，測(cè)算誤差思路整理，記錄得與失【關(guān)鍵詞】 單片機(jī)；STC89C52 ； LED數(shù)碼管顯示器；計(jì)時(shí)器 ；三極管C1008前言現(xiàn)在電子儀器發(fā)展迅速，而且功能越來(lái)越齊全化，體積微型化，儀器智能化；電壓，電流要求越來(lái)越簡(jiǎn)單，功耗越來(lái)越低。而單片機(jī)就是其中的佼佼者。單片機(jī)有這體積小，功耗低（89C

3、52功耗在100MW左右），功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高，易于推廣應(yīng)用等顯著特點(diǎn)，所以在現(xiàn)代社會(huì)中已經(jīng)占統(tǒng)治地位。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車上一般配備40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過PC機(jī)和其他計(jì)算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。我們學(xué)習(xí)了單片機(jī)，在條件的允許下，就能制作生活中幾乎全部的看起來(lái)比較復(fù)雜的電子作品。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求：記錄實(shí)驗(yàn)

4、過程中的主要步驟及細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)30秒定功能，其誤差不超過1%。大學(xué)過程是一個(gè)理論過程，實(shí)踐的機(jī)會(huì)比較少，往往會(huì)造成理論與實(shí)踐相脫節(jié)，這是國(guó)內(nèi)大學(xué)教育系統(tǒng)的通病，不過對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)切不可好高騖遠(yuǎn)。一般從大三會(huì)開始接觸到一些專業(yè)課程，電子相關(guān)專業(yè)會(huì)開設(shè)相關(guān)的單片機(jī)應(yīng)用課程并且會(huì)有簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，那么要充分把握實(shí)驗(yàn)課的機(jī)會(huì)，多多地實(shí)際上機(jī)操作練習(xí)。平時(shí)可以多看看相關(guān)的電子技術(shù)雜志網(wǎng)站，看看別人的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，硬件設(shè)計(jì)方案以及他人的軟件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。有可能的話，還可以參加一些電子設(shè)計(jì)大賽，借此機(jī)會(huì)2-3個(gè)人合作做一個(gè)完整系統(tǒng)，會(huì)更有幫助。到了大四畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，也可以選擇相關(guān)的課題作些實(shí)際案例增長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)。做什么事情都

5、有個(gè)經(jīng)驗(yàn)的積累過程，循序漸進(jìn)。在此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，制造者可以借此學(xué)到很多東西，也知道更多的知識(shí)要學(xué)。光學(xué)知識(shí)不動(dòng)手是不行的，紙上談兵，把問題退到以后，很可能永遠(yuǎn)解決不了問題。三十秒定時(shí)器設(shè)計(jì)報(bào)告-單片機(jī)的初步學(xué)習(xí)與應(yīng)用.設(shè)計(jì)目的：實(shí)現(xiàn)30秒定時(shí)器；訓(xùn)練動(dòng)手能力，學(xué)習(xí)單片機(jī)的控制與制作。.設(shè)計(jì)任務(wù)： 1.30秒計(jì)時(shí)器功能，兩位數(shù)字顯示，計(jì)時(shí)時(shí)間間隔為1秒；2.從1到30增計(jì)時(shí)，每次計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，發(fā)光二極管閃動(dòng)，蜂鳴器響，顯示器顯示0；3.設(shè)置外部開關(guān)，可使計(jì)時(shí)器直接清零。設(shè)計(jì)要求：使用常用芯片和其他元器件等，在一塊電路板上實(shí)現(xiàn)30秒定時(shí)器。盡量使用所學(xué)知識(shí)。. 最小系統(tǒng)：最小系統(tǒng)，就是最簡(jiǎn)單的輸出/輸

6、入構(gòu)成，并且能實(shí)現(xiàn)最基本的運(yùn)行條件，如應(yīng)有供電、時(shí)鐘附屬電路等。單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括晶振電路 復(fù)位電路 和電源 ，本實(shí)驗(yàn)最小系統(tǒng)只控制數(shù)碼管、發(fā)光二極管、蜂鳴器。.原理圖.參考程序：/*文件名 ：實(shí)現(xiàn)30秒定時(shí)器* 描述 ：該程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)碼管從130跳動(dòng)，每秒跳動(dòng)一次。到30然后清零，LED的閃爍， 在使用某款新單片機(jī)時(shí)，經(jīng)常就用類似的閃爍燈程序來(lái)判斷單片機(jī)是否正常* 創(chuàng)建人 ： 王少陽(yáng)，2009年12月15日* 版本號(hào) ： 1.0*/#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int /"

7、uint"用來(lái)定義無(wú)符號(hào)整型數(shù)。#define uchar unsigned char /這里用"uchar"代替"unsigned char"，"uchar"用來(lái)定義無(wú)符號(hào)字uchar temp,aa,bai,shi,ge;sbit dula=P26;sbit wela=P27;sbit beep=P23; /定義蜂鳴器控制端口/*下一行code去掉后 table 會(huì)被存到 RAM 中，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的 RAM 比 ROM 小的多*/*所以，對(duì)于不會(huì)改變的值應(yīng)該用 code 或者 #define 去定義，讓這些固定值存到 RO

8、M 中去*/uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71; /編碼表：0到F的段控制void display(uchar shi,uchar ge);void delay(uint z);void init();/* 名稱 : Main()* 功能 : 主函數(shù)* 輸入 : 無(wú)* 輸出 : 無(wú)*/void main() init();/初始化子程序 while(1) if(aa=20) /當(dāng)aa為 20 時(shí)，i 自加一次，20 * 50MS = 1S

9、 aa=0; emp+; if(temp=31) temp=0; bai=temp/100; shi=temp%100/10; ge=temp%10; display(shi,ge); if(temp=30) beep=1； /蜂鳴器響 delay(150); uchar i; while(1) P1 = 0x7f;/P1.7亮亮for(i=0; i<7; i+)/移位7次 P1 = _cror_(P1, 1);/*_crol_()這個(gè)數(shù)在intrins.h中定義了，用于循環(huán)右移*/delay(15);P0 = 0xfe; for(i=0; i<7; i+) P1= _crol_(

10、P1, 1); /循環(huán)左移delay(15); /* 名稱 : Delay_1ms()* 功能 : 延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間為 1ms * z* 輸入 : z (延時(shí)一毫秒的個(gè)數(shù))* 輸出 : 無(wú)*/void delay(uint z)uint x,y; for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-); /這個(gè)是通過軟件仿真得出的數(shù) /* 名稱 : void display(uchar shi,uchar ge)* 功能 : 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描* 輸入 : shi,ge* 輸出 : 無(wú)*/void display(uchar shi,uchar ge) /* dula=1;

11、P0=tablebai;dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfe;wela=0;delay(1);*/dula=1;P0=tableshi; /數(shù)碼管段值dula=0;P0=0xff; /燈都熄滅，防止人眼的視覺停留wela=1;P0=0xfe;/1111 1110Bwela=0;delay(2); /*延時(shí)，實(shí)現(xiàn)軟件消抖，去掉的話會(huì)出現(xiàn)該暗的米有暗下去，這時(shí)人眼能分辨動(dòng)態(tài)顯示。*/dula=1;P0=tablege;dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfd;/1111 1101Bwela=0;delay(2); /* 名稱 void init()* 功能

12、: 定時(shí)器的初始化，12MHz晶振，50ms* 輸入 : 無(wú)* 輸出 : 無(wú)*/void init() wela=0;dula=0;temp=0;TMOD=0x01; /設(shè)置定時(shí)器0工作方式1。STC89C52是16位定時(shí)器。2的16次方=65536。TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1; /開總中斷，IE7ET0=1; /開定時(shí)器中斷TR0=1; /啟動(dòng)定時(shí)器0 /* 名稱 :void timer0()* 功能 : 定時(shí)器中斷，中斷一次，aa 加一* 輸入 : 無(wú)* 輸出 : 無(wú)*/void timer0() interrupt 1

13、 /中斷優(yōu)先級(jí)別為1；中斷方式：定時(shí)/計(jì)數(shù)器0（T0）TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;aa+;程序的中的重點(diǎn)技巧：1.兩位以上的數(shù)碼管，是不能在靜態(tài)時(shí)同時(shí)顯示不同的符號(hào)的，所以就需要用到動(dòng)態(tài)顯示，具體方法是每位數(shù)碼管一次都顯示幾毫秒，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描，使人在肉眼難以分辨（人眼的分辨能力是0.1秒左右），例如：dula=1;P0=tablege;dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfd;/1111 1101Bwela=0;delay(2);2.常用程序驅(qū)動(dòng)幾個(gè)發(fā)光二極管來(lái)判斷單片機(jī)是否工作正常，具體是用循環(huán)移動(dòng)P1扣來(lái)實(shí)現(xiàn)。3

14、. 如果按鍵按下，需要測(cè)試按鍵是否斷開：while(!key1);4.按鍵在閉合和斷開時(shí)，觸點(diǎn)會(huì)存在5ms左右5ms左右按下會(huì)執(zhí)行幾個(gè)抖動(dòng)脈沖,常用軟件消抖，比較方便實(shí)用，先延時(shí)10毫秒，大致跳過抖動(dòng)時(shí)間，然后再測(cè)試。如:delay(5);if(key1=0)其他的在這里就不詳細(xì)講述了。為了保證程序能正確且正常運(yùn)行，程序需要在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上調(diào)試好了才能燒錄，然后才能連接到電路板上。具體步驟：keil4編寫程序>生成HEX文件（注意晶振頻率為11.0592MHz）>用STC把程序下載到單片機(jī)上。.兩個(gè)基本電路： 復(fù)位電路和晶振電路復(fù)位電路：一般需要送4個(gè)時(shí)鐘周期的高電平。按鍵后：電容

15、器被短路放電、RST直接和VCC相連，就是高電平，此時(shí)進(jìn)入“復(fù)位狀態(tài)”。松手后：電源開始對(duì)電容器充電，此時(shí)，充電電流在電阻上，形成高電平送到RST，仍然是“復(fù)位狀態(tài)”； 稍后，充電結(jié)束，電流降為0，電阻上的電壓也將為0，RST降為低電平，開始正常工作。晶振電路：產(chǎn)生一個(gè)固定頻率的脈充，驅(qū)動(dòng)芯片等元件工作。晶振也叫晶體振蕩器，能產(chǎn)生振蕩，其特點(diǎn)是固有頻率十分穩(wěn)定，而且震動(dòng)具有多諧性，除了奇頻震動(dòng)外還有奇次諧波泛音震動(dòng)。性能上，晶振的品質(zhì)因素Q和特性阻抗都非常高，而且接入系數(shù)很小，因此具有很高的頻率穩(wěn)定度。.實(shí)驗(yàn)儀器，工具，元件：硬件：計(jì)算機(jī)，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板，吸焊器，電烙鐵，萬(wàn)用表等軟件：Keil4

16、 , STC , Protel 2004 DXP .1IC名單型號(hào)個(gè)數(shù)2單片機(jī)stc89C5213鎖存器74HC57324數(shù)碼管2位的，共陰極25晶振12MHz16電容39PF27電容10UF28開關(guān)按鍵開關(guān)29開關(guān)波動(dòng)開關(guān)110電路板10*20111排阻10K歐112電阻3K歐113電阻30歐114發(fā)光二極管0.5V亮315單片機(jī)底座40引腳116三極管C1008 npn117蜂鳴器1元器件如表：.焊接電路： 按照PCB圖安置元件，盡量減小導(dǎo)線長(zhǎng)度，布局要合理，緊湊。收集元件：主要通過指導(dǎo)老師購(gòu)買，還自己購(gòu)買，同學(xué)相互查找。實(shí)在湊不齊的可以考慮用其他的代替。比如：此實(shí)驗(yàn)中1K的電阻沒有買到，

17、用的是200代替。在滿足實(shí)驗(yàn)原理的的前提下，可以替代。檢測(cè)元件：因?yàn)樵锌赡芤褤p壞，或者不準(zhǔn)確，就可能會(huì)影響電路。所以用萬(wàn)用表測(cè)量他們的實(shí)際數(shù)值。其中電阻，電容，數(shù)碼管，單片機(jī)底座，導(dǎo)線，開關(guān)都能用萬(wàn)用表測(cè)量，其他的因?yàn)閷?shí)際實(shí)驗(yàn)條件的限制，不能測(cè)試和測(cè)量。比如，22PF的電容，在測(cè)量時(shí)，大小只有17PF，所以不能用。焊接：每焊接時(shí)都要用萬(wàn)用表測(cè)試是否焊接成功。焊接電路板時(shí)，布局合理緊湊，近的用錫連接，遠(yuǎn)的用導(dǎo)線練級(jí)，盡量使導(dǎo)線裸露的長(zhǎng)度短些。有的導(dǎo)線比較密集，需注意不要短路。此實(shí)驗(yàn)中，密集點(diǎn)有單片機(jī)的P0口附近10個(gè)焊點(diǎn)和鎖存器74HC573-1的20個(gè)?？捎萌f(wàn)用表測(cè)試相鄰的兩焊點(diǎn)是否短路。

18、焊接錯(cuò)誤時(shí)，用吸焊器把錫吸走，重新焊接。電源線有7個(gè)地線，5個(gè)+5V。導(dǎo)線比較多，所以要注意布局合理。因?yàn)楹更c(diǎn)比較多，所以錯(cuò)誤不可避免，在實(shí)驗(yàn)中要細(xì)心+耐心。焊接完，要檢測(cè)。用萬(wàn)用表檢測(cè)電路是否連接良好，是否短路。注意事項(xiàng)：晶振，因?yàn)槿梭w所帶電磁波和人體手指電阻會(huì)破壞晶振的正常震蕩，或者停振，所以程序會(huì)跑飛或者“死機(jī)”，復(fù)位按后單片機(jī)復(fù)位，當(dāng)然就正常了！一般晶振是不能用受碰的，我自己做的電路，晶振引腳部位會(huì)用熱熔膠封好！在晶體外殼上焊接一條線，然后接GND.需要特別注意的是，單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力很低。單片機(jī)輸出的電壓雖然容易控制，但是它的輸出電流有限，所以經(jīng)常用一些方法增加它的驅(qū)動(dòng)能力。此實(shí)驗(yàn)用到

19、了接上拉電阻（10K的排阻），鎖存器輸出，三極管驅(qū)動(dòng)這三種方法。.測(cè)試：1.將電路接上穩(wěn)壓電源，先后執(zhí)行電路的數(shù)碼管定時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，放光二極管閃動(dòng)，暫停/繼續(xù)定時(shí)?？词欠駶M足設(shè)計(jì)要求。在時(shí)間誤差的測(cè)試中，得到數(shù)據(jù)很接近真實(shí)數(shù)據(jù)，這是因?yàn)槿说姆磻?yīng)速度的誤差，而是用定時(shí)器的計(jì)時(shí)方式，誤差是非常小的，在日常生活中一般不予考慮，但是在高精度測(cè)量時(shí)，就很有必要了，所以我們要了解本實(shí)驗(yàn)的誤差： 誤差原因、大小及特點(diǎn)產(chǎn)生單片機(jī)定時(shí)器溢出中斷與響應(yīng)中斷的時(shí)間誤差有兩個(gè)原因。一是定時(shí)器溢出中斷信號(hào)時(shí)，正在執(zhí)行某指令；二是定時(shí)器溢出中斷信號(hào)時(shí)，正在執(zhí)行某中斷服務(wù)程序。由上面可以看出在執(zhí)行1秒的時(shí)間過程中，本實(shí)驗(yàn)

20、程序中斷1次，溢出2次，所以誤差=（max1+2*max2）*30=（4+8*2）*30=600電路改進(jìn)及發(fā)展：實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，比較方便的辦法是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。也可以采用下面三種方法：§ 軟件定時(shí)：軟件定時(shí)不占用硬件資源，但占用了CPU時(shí)間，降低了CPU的利用率。§ 采用時(shí)基電路定時(shí)：例如采用555電路，外接必要的元器件（電阻和電容），即可構(gòu)成硬件定時(shí)電路。但在硬件連接好以后，定時(shí)值與定時(shí)范圍不能由軟件進(jìn)行控制和修改，即不可編程。§ 采用可編程芯片定時(shí)：這種定時(shí)芯片的定時(shí)值及定時(shí)范圍很容易用軟件來(lái)確定和修改，此種芯片定時(shí)功能強(qiáng)，使用靈活。在單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器不夠用時(shí)，可以考慮進(jìn)行擴(kuò)展。.對(duì)單片機(jī)做定時(shí)器的優(yōu)點(diǎn)，和缺點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)講求實(shí)時(shí)性,所以實(shí)時(shí)性好。資源緊張，要求功耗低多為針對(duì)應(yīng)用的定制，功能相對(duì)單一,在上面跑的軟件移植性差大多數(shù)不支持第三方軟件，很多甚至沒有操作系統(tǒng)，有的連MMU都沒有。我們學(xué)生用單片機(jī)可以向嵌入式的工程應(yīng)用方向發(fā)展，從事嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工作?？偨Y(jié)其間，我熟悉了從構(gòu)想設(shè)計(jì)、畫電路圖、分析電路、繪制PCB電路板、選擇元件參數(shù)規(guī)格