單片機秒表設(shè)計實驗報告.doc

本科學(xué)生設(shè)計性實驗報告學(xué)號 姓名 學(xué)院 物理與電子 專業(yè)、班級 實驗課程名稱 簡易秒表設(shè)計 教師及職稱 開課學(xué)期 2013 至 2014 學(xué)年 下 學(xué)期 填報時間 2014 年 6 月 5 日云南師范大學(xué)教務(wù)處編印摘要：單片機控制秒表是集于單片機技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)為一體的機電一體化高科技產(chǎn)品，具有功耗低，安全性高，使用方便等優(yōu)點。本次設(shè)計內(nèi)容為以 89C51 單片機為核心的秒表，它采用鍵盤輸入，單片機技術(shù)控制。設(shè)計內(nèi)容以硬件電路設(shè)計，軟件設(shè)計和PCB 板制作三部分來設(shè)計。利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和計數(shù)的原理，用集成電路芯片、LED 數(shù)碼管以及按鍵來設(shè)計計時器。將軟、硬件有機地結(jié)合起來，使他擁有正確的計時、暫停、清零、并同時可以用數(shù)碼管顯示，在現(xiàn)實生中應(yīng)用廣泛。一、實驗設(shè)計方案實驗名稱簡易秒表設(shè)計實驗時間2014.6.18實驗室114實驗室實驗?zāi)康模?、熟悉Keil C51軟件的使用方法及proteus仿真軟件的使用；2、綜合運用所學(xué)的理論知識（數(shù)碼管、按鍵），通過實踐加強對所學(xué)知識的理解，具備設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)的能力。3、通過本次試驗，增強自己的動手能力。認(rèn)識單片機在日常生活中的應(yīng)用的廣泛性，實用性。實驗要求：制作簡易秒表，用三個按鍵分別實現(xiàn)秒表的啟動、停止與復(fù)位，利用八位共陽級的數(shù)碼管顯示時間（從左到右依次顯示秒，分鐘，小時，當(dāng)秒數(shù)到達60s時向分鐘進一，當(dāng)分鐘達到60min時向小時進一，當(dāng)小時達到24h時全部清零從頭開始）。1 系統(tǒng)設(shè)計思路及描述該實驗設(shè)計要求進行計時并在數(shù)碼管上顯示時間，則可利用MCS-51系列單片機的芯片AT89C51的P3.5,P3.3,P3.2, 作為按鍵的入口；當(dāng)開關(guān)按鍵P33由上向下?lián)軙r開始計時，若撥P32“暫?！卑存I則數(shù)碼管暫停；“復(fù)位”按鍵P35當(dāng)由上向下?lián)軙r數(shù)碼管清零，又可重新開始計時。八位數(shù)碼管用來顯示數(shù)據(jù)，其中，低兩位顯示秒的個位和十位，空一格中間兩位顯示分鐘的個位和十位，在空一格最后的兩位數(shù)碼管顯示小時的個位和十位，秒位是滿六十進一，分鐘也是滿六十進一，小時是滿二十四自動清零并開始重新從零計數(shù)2 七段數(shù)碼管基本使用方法介紹七段數(shù)碼管是單片機系統(tǒng)中常用的顯示器元件，可以用來顯示單片機系統(tǒng)的工作狀態(tài)、運算結(jié)果等各種信息。七段數(shù)碼管有八個LED發(fā)光二極管分別構(gòu)成其7個字段和一個小數(shù)點，通過不同的字段和小數(shù)點亮滅組合可以顯示數(shù)字09、字符AF、H、L、P、R、U、Y、“”符號以及小數(shù)點“.”等圖形。組成七段數(shù)碼管的八個LED發(fā)光二極管的連接方法通常是將其中一極接在一起形成一個公共極，剩下一個極作為個字段的控制極。將八個LED發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成的公共極的七段數(shù)碼管稱為共陽極七段數(shù)碼管，而將這八個LED發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成的公共極稱為共陰極七段數(shù)碼管。要點亮共陽極數(shù)碼管對應(yīng)的字段，需要公共極接高電平，同時對應(yīng)段控制極接低電平，通常應(yīng)用中將ag、dp控制極依次有序地接到高位控制線，由此我們可以得到共陽極數(shù)碼管的字型碼。共陽極，共陰極數(shù)碼管的字符碼表 2 程序設(shè)計此次選用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(diào)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。系統(tǒng)軟件流程圖開 始賦初值宏定義運算，查表輸出P1輸出數(shù)字變量自增運算時間判斷返回開始/功能：簡易秒表程序#include unsigned char msec,sec=0,fen=0,shi=0;/定義msec為50ms計數(shù)變量，sec為秒變量，fen為分鐘變量，shi為小時變量sbit S1=P35;sbit S2=P33;sbit S3=P32;void delay(unsigned char i);/延時函數(shù)/函數(shù)名：T0_INT/函數(shù)功能：定時器0中斷函數(shù)，定時50ms到，自動執(zhí)行該函數(shù)，判斷是否中斷20次/形式參數(shù)：無/返回值：無void T0_INT(void) interrupt 1/定時器0中斷類型號為1 TH0=0x3c;/50ms定時初值 TH0=(65536-50000)/256; TL0=0xb0; /TL0=(65536-50000)%256; msec+; /中斷次數(shù)增1 if(msec=20)/中斷次數(shù)到20次嗎？ msec=0;/是，1秒計時到，50ms計數(shù)單元清零 sec+; /秒單元加1 if(sec=60)/到60秒嗎？ sec=0; /是，秒單元清零 fen+; if(fen=60) fen=0; shi+; if(shi=24) shi=0; void main()/主函數(shù) unsigned char led=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/定義數(shù)字09字型顯示碼 /unsigned char temp; TMOD=0x01;/定時器0工作方式1 TH0=0x3c;/50ms定時初值 /50ms定時初值 TH0=(65536-50000)/256; TL0=0xb0; /TL0=(65536-50000)%256; EA=1; /開總中斷 ET0=1; /開定時器T0中斷 P3=0xff; /P3口做輸入 while(1) P2=0x01;/選中P2.0控制的數(shù)碼管 P1=ledsec%10;/顯示秒個位 delay(10); P2=0x02; /選中P2.1控制的數(shù)碼管 P1=ledsec/10;/顯示秒十位 delay(10);P2=0x04; P1=0xbf; delay(10); P2=0x08;/選中P2.0控制的數(shù)碼管 P1=ledfen%10;/顯示分鐘個位 delay(10); P2=0x10; /選中P2.1控制的數(shù)碼管 P1=ledfen/10;/顯示分鐘十位 delay(10); P2=0x20;/選中P2.0控制的數(shù)碼管 P1=0xbf; delay(10); P2=0x40;/選中P2.0控制的數(shù)碼管 P1=ledshi%10;/顯示小時個位 delay(10); P2=0x80; /選中P2.1控制的數(shù)碼管 P1=ledshi/10;/顯示小時十位 delay(10); /temp=P3;/讀入P3口引腳狀態(tài)并取反 /temp=temp&0x2c;/屏蔽掉無關(guān)位，保留三位按鍵狀態(tài)00x0xx00 /if(temp=0)/判斷有無按鍵按下 / /if(temp=0x04)/按下停止鍵 if(S3=0)/按下停止鍵 TR0=0;/停止計數(shù) /if(temp=0x08)/按下啟動鍵 if(S2=0)/按下啟動鍵 TR0=1;/啟動計數(shù) /if(temp=0x20)/按下復(fù)位鍵 if(S1=0)/按下復(fù)位鍵 TR0=0;sec=0;fen=0;shi=0;msec=0; / /函數(shù)名：delay/函數(shù)功能：實現(xiàn)軟件延時/形式參數(shù)：unsigned char i;/ i控制空循環(huán)的外循環(huán)次數(shù)，共循環(huán)i*255次/返回值：無void delay(unsigned char i)/延時函數(shù)，無符號字符型變量i為形式參數(shù) unsigned char j,k; /定義無符號字符型變量j和k for(k=0;ki;k+) /雙重for循環(huán)語句實現(xiàn)軟件延時 for(j=0;j255;j+);3.仿真圖如下4實驗設(shè)備及材料(1)裝有keil軟件、下載軟件和Proteus仿真軟件的電腦一臺。(2)單片機開發(fā)板一塊。5實驗方法步驟及注意事項(1)根據(jù)題目要求畫出流程圖，對實驗有總體概念；(2)程序的設(shè)計； (3)通過仿真圖來測試、修改、優(yōu)化程序；（4）設(shè)計電路板，做出實物圖；(5)總結(jié)分析實驗過程中出現(xiàn)的問題，在以后的實驗中該如何避免類似的問題在發(fā)生，該實驗還有那些可以優(yōu)化的地方。6參考文獻1王東鋒 陳園園 郭向陽,單片機C語言應(yīng)用100例，電子工業(yè)出版社2胡漢才單片機及其接口技術(shù)北京：清華大學(xué)出版社，20003陳誼.編程和接口技術(shù)大全北京：機械工業(yè)出版社4 谷樹忠等. Protel2004實用教程原理圖與PCB設(shè)計(第2版). 北京:電子工業(yè)出版社,2009. 5 潘永雄. 新編單片機原理與應(yīng)用(第二版). 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009. 6 馬忠梅. 單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計（第3版）. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2003. 7 潘新民,王燕芳. 微型計算機控制技術(shù)實用教程. 北京:北京電子工業(yè)出版社,2006.教師對實驗設(shè)計方案的意見簽名： 年 月 日三實驗總結(jié)1實驗總結(jié)及其心得體會通過這次實驗設(shè)計最大的幫助就是對于很多在上課遺留的問題，我們通過這個機會得到的解決，從最簡單的各個元器件的作用，到各個電路的功能，我們都從慢慢的摸索當(dāng)中，學(xué)到了很多的東西。我們相信在這個設(shè)計中，會對我們以后學(xué)習(xí)，工作有著很重要的影響。在設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。實驗設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，也是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的