課程設(shè)計報告使用51單片機設(shè)計軟件鐘、渦流稱重計、光電轉(zhuǎn)速計

1、課程設(shè)計報告課題一 使用51單片機設(shè)計軟件鐘一、 實驗?zāi)康模?. 掌握元器件及芯片的焊接與調(diào)試；2. 了解基于51單片機的軟件鐘的工作原理；3. 會用c語言編寫時鐘函數(shù)，復習用switch語句和do-while語句、for語句實現(xiàn)循環(huán)的方法；4. 會使用medwin編譯調(diào)試程序，并生成hex，通過數(shù)據(jù)線下載到電路板上；5. 根據(jù)自己焊接的板子在程序中設(shè)置按鍵控制時鐘的調(diào)整。二、 算法原理：所謂軟件鐘就是利用51單片機制作一個電子時鐘。其算法就是以單片機的時鐘為基準，記錄單片機時鐘脈沖的數(shù)量，當數(shù)量足夠多（如脈沖為每秒6mhz,那么記錄6m個脈沖所需時間即為1秒）就可以將顯示部分的“秒”位加一。

2、加到60以后進位為“分”，”秒“位清零以后繼續(xù)記錄。當“分”累加為60以后進位為”時“，”分“位清零以后繼續(xù)記錄，當”時“位為24以后，”時“位清零并繼續(xù)記錄。三、 硬件原理： 顯示電路：單片機外圍電路（復位電路，時鐘電路）： 按鍵控制電路： 數(shù)碼管驅(qū)動電路：四、 實現(xiàn)功能要求：使用中需要對時鐘進行調(diào)整。在調(diào)整的時候需要一個按鍵來進入調(diào)整狀態(tài)。進入調(diào)整狀態(tài)以后需要一個按鍵來向左移動調(diào)整位置，一個按鍵來向右移動調(diào)整位置，一個按鍵來增加所選位置的數(shù)值，一個按鍵來減小所選位置的數(shù)值。調(diào)整完成以后還需要一個按鍵來 退出調(diào)整位置，恢復時鐘的計數(shù)運轉(zhuǎn)。以上所需按鍵可以根據(jù)需要合并。在調(diào)整中另外一個需要注意

3、的問題是如何顯示目前所選定調(diào)整的位置（如秒的個位或者十位，分的個位或者十位等）。可以采用是否顯示數(shù)位右下的小數(shù)點或者所選需調(diào)整位是否閃爍來讓操作者明確目前自己所選定的需要調(diào)整的數(shù)位。五、 設(shè)計內(nèi)容：（1）硬件焊接：按照電路圖焊接好各個元器件和芯片插座，注意焊接時焊點要盡量光滑，與管腳接觸良好，元件的管腳彎曲處要盡量光滑，有需要區(qū)分正負極的元器件焊接時要注意不要焊反。焊接完后將元件多余的管腳用尖嘴鉗剪掉，以免形成短路。（2）軟件設(shè)計：1子程序設(shè)計：a. 單片機初始化程序a) 定時器t0中斷服務(wù)程序b. 顯示子程序c. 時鐘運行計數(shù)子程序d. 時間數(shù)據(jù)送顯示緩沖區(qū)子程序e. 設(shè)置時間子程序f. 時

4、鐘調(diào)整子程序g. 鍵值讀入子程序h. 延時子程序2.實驗程序清單：#pragma db oe#include #include #include #include #include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define ulong unsigned longvoid display(void);void initsiu(void);void delay(void);void sztz(void);void jssz(void);void setsz(void);void tzszw(uchar

5、zj);uchar inkey(void);uchar sec,min,hour;uchar disdat6;uchar code tab=0x3f,0x6,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x7,0x7f,0x6f;uint count;uchar set_state,xsd;sbit zsd=p10;main()uchar i; for (i=0;i2;i+) disdati= 0; /將顯示緩存清零 initsiu(); /初始化單片機 set_state=0; do i=inkey(); /設(shè)置時鐘 if(i=0x70) setsz(); jssz(); displa

6、y(); /顯示 if(sec & 0x01) /指示燈閃爍 zsd=1; else zsd=0; while(1);void display(void)/六位數(shù)碼管顯示程序，disdat是要顯示的內(nèi)容（是09的數(shù)字），xsd是在那一位顯示小數(shù)點 uchar i,disa,disb,disc; disb = 0x00; /顯示第n位 for (i=0;i6;i+) /共顯示6個數(shù)據(jù) disa = disdati; /顯示數(shù)據(jù) if (disa 2) disdat0=0; else if (disdat0=0) disdat0=2; else disdat0-; hour=disdat0*10+

7、disdat1; break; case 1: /時低位調(diào)整 if (zj=0) disdat1+; if (disdat19) disdat1=0; else if (disdat0!=2&disdat1=0) disdat1=9; /else /disdat1-; else if(disdat0=2&disdat1=0) disdat1=3;else disdat1-; if(disdat0=2&disdat13) disdat1=0; hour=disdat0*10+disdat1; break; case 2: /分高位調(diào)整 if (zj=0) disdat2+; if (disdat

8、25) disdat2=0; else if (disdat2=0) disdat2=5; else disdat2-; min=disdat2*10+disdat3; break; case 3: /分低位調(diào)整 if (zj=0) disdat3+; if (disdat39) disdat3=0; else if (disdat3=0) disdat3=9; else disdat3-; min=disdat2*10+disdat3; break; case 4: /秒高位調(diào)整 if (zj=0) disdat4+; if (disdat45) disdat4=0; else if (di

9、sdat4=0) disdat4=5; else disdat4-; sec=disdat4*10+disdat5; break;case 5: /秒低位調(diào)整 if (zj=0) disdat5+; if (disdat59) disdat5=0; else if (disdat5=0) disdat5=9; else disdat5-; sec=disdat4*10+disdat5; break; default: break; void delay(void) /延時程序 uchar i; for (i=0;itr11開始計數(shù)，c/t=0-對內(nèi)部計數(shù)，模式1-16位計數(shù) th0=0x3c;

10、 tl0=0xaf; et0=1; /打開定時器0中斷 et1=0; /關(guān)閉定時器1中斷 tr0=1; /打開計數(shù)器0 tr1=0; /關(guān)閉計數(shù)器1 ea=1; /總中斷允許void inttime0(void) interrupt 1 using 1 th0=0x3c; /50ms中斷一次，20次為一秒，調(diào)整時間一次 tl0=0xaf; count+; if (count=20) count=0; sztz(); uchar inkey(void) uchar jjj,keydat; p2 = 0xff; /p2準備讀入 keydat = p2; /讀入鍵值 keydat = keydat

11、& 0xf0; /找出四個鍵的值 if (keydat != 0xf0) /有鍵輸入 _nop_(); _nop_(); jjj = p2; /再讀，去抖動 jjj = jjj & 0xf0; if (jjj != keydat) keydat = 0xf0; do jjj = p2; jjj = jjj & 0xf0; /等待鍵松手 while (jjj != 0xf0); return (keydat); 六、 測試結(jié)果分析：經(jīng)過medwin對程序的調(diào)試無誤后，將hex文件下載到電路板上，可正常顯示時鐘，并且可以通過按鍵對時鐘進行調(diào)整。針對我的程序，按鍵實現(xiàn)功能依次為：一號鍵：進入和退出設(shè)

12、置，當時鐘運行時按下可進入設(shè)置；當設(shè)置完成后按下可恢復時鐘顯示。二號鍵：右移一位。在設(shè)置狀態(tài)每次按下就右移一位。三號鍵：加一四號鍵：減一此外還設(shè)有一個復位鍵，按下后時鐘歸零。七、 遇到的問題與解決方法：問題一：如何編寫時鐘函數(shù)？解決方法：每60秒進一位，即一分鐘；每60分鐘進一位，即一小時；在函數(shù)體內(nèi)用循環(huán)，在主函數(shù)中調(diào)用。編寫時注意當時高位為2時，時地位最高到3，且分高位和秒高位最高為5。問題二：如何設(shè)置時間？解決方法：改變現(xiàn)實狀態(tài)，將現(xiàn)在的結(jié)果放到數(shù)組中去，讀取按鍵，設(shè)置按鍵對時鐘進行調(diào)整，編寫switch語句控制按鍵的選擇。問題三：如何解決時間變化太快？解決方法：使用一個延時函數(shù)來緩沖每

13、一秒變化時間。八、 實驗總結(jié)：通過本次實驗，我對時鐘函數(shù)的編寫有了更深一步的掌握，復習了c語言的編程。并且可以通過自己焊接的板子來調(diào)試時鐘程序，對今后的學習與研究有了很大的幫助課題二 使用51單片機設(shè)計渦流稱重計一、實驗?zāi)康?. 了解電渦流傳感器用于稱重的原理與方法；2. 熟悉adc0832的器件手冊；3. 了解基于51單片機的渦流稱重計的工作原理；4. 會用c語言編寫時鐘函數(shù)，復習用switch語句和do-while語句、for語句實現(xiàn)循環(huán)的方法；5. 會使用medwin編譯調(diào)試程序，并生成hex，通過數(shù)據(jù)線下載到電路板上；二、算法原理本項設(shè)計中用電位器的中間抽頭所輸出的電壓模擬采集的重量數(shù)

14、據(jù)，單片機經(jīng)adc0832的通道0輸入該電壓信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息送6位共陽8段led顯示。adc0832的芯片接口說明： cs_ 片選使能，低電平芯片使能。 ch0 模擬輸入通道0，或作為in+/-使用。 ch1 模擬輸入通道1，或作為in+/-使用。 gnd 芯片參考0 電位（地）。 di 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。 do 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 clk 芯片時鐘輸入。 vcc/ref 電源輸入及參考電壓輸入（復用）當此2 位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時，只對ch0 進行單通道轉(zhuǎn)換。當2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時，只對ch1進行單通道轉(zhuǎn)換。當2 位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時，將ch0作為正

15、輸入端in+，ch1作為負輸入端in-進行輸入。當2 位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時，將ch0作為負輸入端in-，ch1 作為正輸入端in+進行輸入。到第3 個脈沖的下沉之后di端的輸入電平就失去輸入作用，此后do/di端則開始利用數(shù)據(jù)輸出do進行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個脈沖下沉開始由do端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位data7，隨后每一個脈沖下沉do端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個脈沖時發(fā)出最低位數(shù)據(jù)data0，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開始輸出下一個相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個字節(jié)的下沉輸出datd0。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19 個脈沖時數(shù)據(jù)輸出完成，也標志著一次a/d轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將cs置高電

16、平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進行處理就可以了。三、實現(xiàn)功能要求：使用時用5v的電壓來表示200g的重量，使用通道o來輸入模擬量。四、設(shè)計內(nèi)容：（1）硬件焊接：根據(jù)adc0832的接口說明焊接導線（2）軟件設(shè)計：1子程序設(shè)計：a. 單片機的初始化程序b. 顯示子程序c. 3.0832的轉(zhuǎn)換子程序d. 采樣數(shù)據(jù)換算壓力子程序e. 將壓力值轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)，并將每位送入顯示緩沖區(qū)子程序2.實驗程序清單：#include #include intrins.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned char/adc0832的引腳sbit adcs

17、=p35; /adc0832 chip seclectsbit adclk =p34; /adc0832 clock signalsbit addi =p33; /adc0832 k insbit addo =p33; /adc0832 k outuchar dispbuf6;uchar code tab=0x3f,0x6,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x7,0x7f,0x6f;uchar code tab1=0x79,0x3f,0x77;uint temp;uchar getdata; /獲取adc轉(zhuǎn)換回來的值uchar e=0;void delay(void)/延時程

18、序uchar i;for (i=0;i201;i+)_nop_();void display(void) /六位數(shù)碼管顯示程序，disdat是要顯示的內(nèi)容（是09的數(shù)字），xsd是在那一位顯示小數(shù)點uchar i,disa,disb,disc;disb = 0x00;/顯示第n位for (i=0;i6;i+)/共顯示3個數(shù)據(jù)if(e=0)disa = dispbufi;/顯示數(shù)據(jù)elsedisa = i - 3;if (disa 1)&0x1; _nop_(); _nop_(); adclk=0;/拉低clk端,形成下降沿3 addi=1;/控制命令結(jié)束 _nop_(); _nop_(); d

19、at=0; for(i=0;i8;i+) dat|=addo;/收數(shù)據(jù) adclk=1; _nop_(); _nop_(); adclk=0;/形成一次時鐘脈沖 _nop_(); _nop_(); dat=1; if(i=7)dat|=addo; for(i=0;i8;i+) j=0; j=j|addo;/收數(shù)據(jù) adclk=1; _nop_(); _nop_(); adclk=0;/形成一次時鐘脈沖 _nop_(); _nop_(); j=j7; ndat=ndat|j; if(i=1; adcs=1;/拉低cs端 adclk=0;/拉低clk端 addo=1;/拉高數(shù)據(jù)端,回到初始狀態(tài) d

20、at=8; dat|=ndat; return(dat); /return ad kvoid main(void) /double k; unsigned int w; while(1) getdata=adc0832(0); temp=getdata*1.0/255*500; /電壓值轉(zhuǎn)換，5v做為參考電壓，分成256份。 dispbuf2=temp%10; /個位 dispbuf1=temp/10%10; /十位 dispbuf0=temp/100; /百位 w = temp * 1.0 /2.5;if(w=199)e=0; dispbuf5=w%10; /個位 dispbuf4=w/10

21、%10; /十位 dispbuf3=w/100; /百位elsee = 1; display(); 五、測試結(jié)果分析：此電路板實現(xiàn)的功能是從電位器中分出一部分電壓，并將其進行a/d轉(zhuǎn)換，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，把電壓顯示高三位數(shù)碼管，并且通過換算得到它對應(yīng)的克數(shù)值，顯示在低三位數(shù)碼管，經(jīng)過調(diào)試，我測的最高值為4.98v 199g,繼續(xù)增大后則開始報錯，在后三位數(shù)碼管顯示“eor”。六、遇到的問題及解決方法：問題一：如何編寫程序選擇o通道？解決方法：根據(jù)adc0832的接口說明可知，當2 位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時，只對ch0 進行單通道轉(zhuǎn)換，所以可以編寫語句：if(channel=0)channe

22、l=2;問題二：如何用0832采集模擬量？解決方法：分別用兩個for循環(huán)，從高位開始采集一次，再從地位開始采集一次，對兩次的結(jié)果進行校驗，一致則輸入。問題三：如何設(shè)置電壓值？解決方法：用5v作為參考電壓，分成256份，用從adc0832采集來的數(shù)據(jù)除以255再乘以500。七、實驗總結(jié)： 通過本次實驗，我對adc0832的接口和工作原理有了進一步的了解，并且會用c語言編程來實現(xiàn)adc0832的數(shù)據(jù)采集，為今后的學習和研究打下了良好的基礎(chǔ)。課題三 使用51單片機設(shè)計光電轉(zhuǎn)速計一、實驗?zāi)康模?. 了解光電傳感器的工作原理及其使用方法；2. 熟悉掌握at89c51系列單片微型計算機的工作原理；3. 了

23、解基于51單片機的渦流稱重計的工作原理；4. 會用c語言編寫時鐘函數(shù)，復習用switch語句和do-while語句、for語句實現(xiàn)循環(huán)的方法；5. 會使用medwin編譯調(diào)試程序，并生成hex，通過數(shù)據(jù)線下載到電路板上；二、算法原理：數(shù)字頻率計的基本原理數(shù)字頻率計是直接用十進制數(shù)字來顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它不僅可以測量正弦波，方波，三角波和尖脈沖信號的頻率，而且還可以測量他們的周期。數(shù)字頻率計在測量其他物理量如轉(zhuǎn)速、振蕩頻率等方面獲得廣泛應(yīng)用。所謂頻率，就是周期性信號在單位時間（1s）里變化的次數(shù)。若在一定時間間隔t內(nèi)測得的這個周期性信號的重復變化次數(shù)n，則其頻率可表示為f =n/t

24、，一般為簡單起見我們通常選擇測量間隔為1秒（即t1），這樣1秒內(nèi)信號重復變化的次數(shù)就是信號的頻率。1秒的計數(shù)周期要采用單片機本身的時鐘脈沖來計算，在1秒的時間內(nèi)，記錄的外部脈沖的數(shù)量就是外部信號的頻率。所以一共需要2個計數(shù)過程，一個是記錄單片機本身時鐘脈沖的個數(shù)以準確劃定1秒的時間，一個是記錄外部脈沖的個數(shù)，以準確記錄外部信號的頻率。因為顯示的數(shù)碼管數(shù)量有限，所以在編寫程序時要注意采用小數(shù)點所在的位置來表示頻率單位頻率計同時應(yīng)具有測量信號周期的功能，由f1/t可知，加入一段求倒數(shù)的代碼即可求得周期。可以通過按鍵來切換顯示的內(nèi)容是信號的頻率還是周期。三、硬件原理：1、光電測量部分原理：檢測齒輪上

25、有12個齒均勻分布在輪盤周圍，并被直接固定在被測軸上，安裝時光電耦合器的發(fā)光二極管和光敏三極管正對齒輪上的齒，當被測軸轉(zhuǎn)動時帶動檢測齒輪轉(zhuǎn)動，光電耦合器通過對檢測齒輪上的齒進行耦合從而產(chǎn)生數(shù)字脈沖。脈沖經(jīng)過放大送向單片機的計數(shù)端。 2、單片機部分工作原理： 本次采用的單片機為at89c51，內(nèi)有兩個定時/計數(shù)器。在程序設(shè)計時筆者將t0定時/計數(shù)器作為1秒定時使用，將t1定時/計數(shù)器作對脈沖的計數(shù)器使用。單片機計數(shù)端在接收到脈沖后對脈沖進行計數(shù)，每隔1秒提取th1和tl1中的計數(shù)數(shù)據(jù)，并進行相應(yīng)的運算，對16進制數(shù)據(jù)進行處理，得到10進制數(shù)據(jù)，送顯示緩存進行顯示輸出。四、實現(xiàn)功能要求：本實驗要求

26、編寫程序?qū)崿F(xiàn)當板子上的p3.5引腳接光電轉(zhuǎn)速計時，在數(shù)碼管上顯示轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分。并且設(shè)置一個按鍵，當按鍵按下時，數(shù)碼管顯示的是旋轉(zhuǎn)周期，并且通過此按鍵可以實現(xiàn)頻率與周期的交替顯示。五、設(shè)計內(nèi)容：（1）硬件焊接：在之前焊接好的板子的基礎(chǔ)上，從p3.5端引出一根導線，與光電測速儀的正極相連，負極與板子的地端相連。（2）軟件設(shè)計：程序清單：#include #include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define ulong unsigned longuchar disvalue6；uchar lb

27、1,hb1; uint value;uchar code tab=0x3f,0x6,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x7,0x7f,0x6f;uint count;void delay(void)/延時程序uchar i;for (i=0;i201;i+)_nop_();void display(void) /六位數(shù)碼管顯示程序，disdat是要顯示的內(nèi)容（是09的數(shù)字），xsd是在那一位顯示小數(shù)點uchar i,disa,disb,disc;disb = 0x00;/顯示第n位for (i=0;i6;i+) /共顯示6個數(shù)據(jù)disa = disvaluei;/顯示數(shù)據(jù)if

28、 (disa tr11開始計數(shù)，c/t=0-對內(nèi)部計數(shù)，模式1-16位計數(shù)th0=0x3c;tl0=0xb0;th1=0x00;tl1=0x00;et0=1;/打開定時器0中斷et1=0;/關(guān)閉計數(shù)器1中斷tr0=1;/打開定時器0tr1=1;/關(guān)閉計數(shù)器1ea=1;/總中斷允許void inttime0(void) interrupt 1 using 1th0=0x3c;/50ms中斷一次，20次為一秒，調(diào)整時間一次tl0=0xb0;count+;if (count=20)count=0;sztz();tr1 = 0;lb1=tl1;hb1=th1;th1=0x00;tl1=0x00;tr1

29、 = 1;void main(void) uchar i; initsiu();/初始化單片機 while(1) value = (lb1 + hb1 * 256)*5; disvalue5=value%10; /個位 disvalue4=value/10%10; /十位 disvalue3=value/100%10; /百位 disvalue2=value/1000%10; /千位 disvalue1=value/10000; /萬位 display(); 六、測試結(jié)果及分析：stc89c52芯片的p3.5引腳實現(xiàn)的是計數(shù)功能，將p3.5引腳轉(zhuǎn)速測量儀的正極接，芯片的地線與轉(zhuǎn)速測量儀的負極接

30、，板子通電后，即為顯示的頻率值。由于我編寫的頻率轉(zhuǎn)周期的函數(shù)不能讀入緩沖區(qū)，所以我的程序不能實現(xiàn)由頻率到周期的轉(zhuǎn)換，只能顯示和儀器上一樣的頻率數(shù)值。七、遇到的問題和解決方法：問題一：如何編寫程序選擇定時器和計數(shù)器的工作方式？解決方法：根據(jù)定時方式控制寄存器tmod的格式：gatec/tm1m0gatec/tm1m0前四位控制t1，后四位控制t0，所以編寫語句：tmod=0x51; gate0-tr11開始計數(shù)，c/t=0-對內(nèi)部計數(shù)，方式1-16位計數(shù)。問題二：如何設(shè)置計數(shù)器初值？解決方法：本程序要求50ms中斷一次，20次為一秒，調(diào)整時間一次。又有tc=m-t/t計數(shù) ，方式一下m=216所

31、以tc=216-50ms/1us=3cb0，分別存在高八位和第八位中。八、實驗總結(jié)：通過本次實驗我學會了光電測速儀的工作原理，復習了tmod的控制格式。但由于編寫按鍵設(shè)置周期和頻率轉(zhuǎn)換的時候設(shè)置的flag標志位有問題，周期值無法讀入緩沖，致使我的程序只能顯示轉(zhuǎn)速，不能顯示周期。課程設(shè)計心得體會通過本次課程設(shè)計，我又對元件焊接進行了一次熟悉，現(xiàn)在已經(jīng)能掌握的很熟練了，這對以后的學習和工作都能夠有一定的幫助。 其次，通過對軟件鐘、渦流稱重計、旋轉(zhuǎn)測速儀的設(shè)計，我對at89c51系列單片微型計算機的工作原理有了更深一步的認識，尤其是對adc0832的接口功能和具體工作步驟有了熟練的掌握，復習了用c語言編寫程序，重溫了switch語句、for循環(huán)、do while循環(huán)語句。另外這次還接觸了新的東西，就是用串口線將板子與電腦連接，用medwin編譯調(diào)試程序后用stc工具下載到板子上，可以一邊編寫一邊調(diào)試，對程序的設(shè)計有很大的幫助。在設(shè)計軟件鐘的時候由于一開始編寫循環(huán)的時候?qū)懙奶唵?，致使我的板子出現(xiàn)了可以設(shè)置25點。后來下載到板子上后看出來這個錯誤，又添加了一個if-else語句，使得當時高位為2的時候，時地位最高只可以到3。還有一個問題就是一開始我設(shè)置的按鍵只能進入，不能退出程序，經(jīng)過上網(wǎng)查詢和詢問老師，加了一個