51單片機課程設(shè)計秒表(共17頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上微控制器技術(shù)課程設(shè)計報告設(shè)計題目：秒表專業(yè)： 供用電技術(shù) 班級： 供電141 學(xué)號： 姓名： 王晨銘 指導(dǎo)教師： 李昊 設(shè)計時間： 2016.6.21 微控制器技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目： 秒表 設(shè)計時間： 2016.6.20 設(shè)計任務(wù)： 在單片機開發(fā)板或軟件仿真，編制程序，實現(xiàn)以下功能 1、利用定時器實現(xiàn)秒表功能，精確到0.1S； 2、數(shù)碼管顯示當(dāng)前計時時間； 3、設(shè)定三個鍵，計時開始，停止計時和復(fù)位清零。 背景資料： 1、單片機原理與應(yīng)用 2、檢測技術(shù) 3、計算機原理與接口技術(shù) 進(jìn)度安排： 1、第1天，領(lǐng)取題目，熟悉設(shè)計內(nèi)容，分解設(shè)計步驟和任務(wù)； 2、第3天，規(guī)劃

2、設(shè)計軟硬件，編制程序流程、繪制硬件電路。 3、第5天，動手制作硬件電路，或編寫軟件，并調(diào)試。 4、第7天，中期檢查。 5、第9天，完善設(shè)計內(nèi)容，書寫設(shè)計報告。 6、第13天，提交設(shè)計報告，整理設(shè)計實物，等待答辯。 7、第14天，設(shè)計答辯。目錄一、 設(shè)計任務(wù)和要求.3（1）設(shè)計任務(wù).3(2)設(shè)計要求.3二、 設(shè)計方案與論證.3三、 單元電路設(shè)計與參數(shù)計算.4（1）時鐘電路.4（2）按鈕電路.4（3）顯示電路.5（4）單片機.5四、 原理圖及器件清單.6( 1 )總原理圖.6（2）PCB圖.7（3）Proteus仿真圖.7（4）元器件清單.8五、 安裝與調(diào)試.8（1）安裝.8（2）調(diào)試.8六、 性

3、能測試和分析.9七、 結(jié)論和心得.9八、 參考文獻(xiàn).9專心-專注-專業(yè)題目：秒表二、方案設(shè)計與論證本設(shè)計分為時鐘電路、按鈕電路、顯示電路和單片機四大部分，這些模塊中單片機占主控地位。其模塊電路如圖2-1所示。時鐘電路常用的有內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式，但因為本設(shè)計中只需要一片單片機，所以采用內(nèi)部時鐘方式比較簡單。按鈕電路中的“復(fù)位”按鈕是按鍵手動復(fù)位，它有電平和脈沖兩種方式，比較電路的復(fù)雜程度，本設(shè)計選擇了按鈕電平復(fù)位電路，其他幾個按鈕則是通過單片機判斷高低電平的不同來控制按鈕。顯示電路所用的數(shù)碼管有共陰和共陽之分，不管使用何種數(shù)碼管，P0口作為I/O使用時都是需要上拉電阻才能驅(qū)動數(shù)碼管。另外

4、，因為單片機的4個并行I/O口的輸出電流一般是1mA,短路電流為4mA左右，而數(shù)碼管的最少驅(qū)動電流也需要10mA，因而不管在使用共陰數(shù)碼管時，單片機輸出口也必須使用上拉電阻提高輸出電流，才能驅(qū)動數(shù)碼管。為了使電路簡單化，本設(shè)計選用共陽數(shù)碼管。 但根據(jù)顯示方式的不同選擇，我們可以有幾種方案：方案一：使用靜態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示方式下的數(shù)碼管的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器鎖存的斷碼輸出將維持不變，直到送入另一個字符的斷碼為止。因而此設(shè)計中使用的顯示位數(shù)使用了三個8位并行I/0口。如果另外想擴(kuò)展單片機功能，則能使用的輸出管腳很是有限。方案二：使用動態(tài)顯示方式。這個顯示方式是將所有顯示位的段碼線的相應(yīng)段

5、并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，而各位的共陰或共陰極分別由相應(yīng)的I/O線控制，形成各位的分時選通。這種顯示方式，簡化了硬件電路，特別在多位數(shù)碼管顯示時尤為突出。本小組嘗試了各種方案，在此報告中以靜態(tài)顯示方式為例說明。（動態(tài)顯示方式省略）單片機AT89C51顯示電路按鈕電路時鐘電路三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算注：/單元電路設(shè)計中的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號的數(shù)字即為單片機的管腳/（1）時鐘電路 圖3-1 時鐘電路如圖3-1所示，時鐘電路的晶振頻率越高，系統(tǒng)的時鐘頻率越高，單片機的運行速度也就越快。晶振頻率根據(jù)設(shè)計需要設(shè)為12MHz，又根據(jù)諧振性質(zhì)，電路中的電容C1、C2選擇為30pF左右。該電容的的大少會影響振

6、蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。（2）按鈕電路 圖3-2a 圖3-2bA、復(fù)位按鈕根據(jù)計算容抗的公式以及并聯(lián)電阻變小的性質(zhì)，可以知道，當(dāng)S13斷開時，C3的容抗大，管腳9處的電位U9為電阻R3上的壓降，因而U9為低電平，復(fù)位鍵無效。當(dāng)S13按下時，R2與C3的并聯(lián)阻抗變小，R3上的壓降增大，U9為高電平，復(fù)位鍵有效，實現(xiàn)復(fù)位功能。本設(shè)計中C3取值22uF，電阻R2取值100歐姆，R3取值1K歐姆。具體電路如圖3-2a所示。B、開始，停止、翻頁按鈕 電路如圖3-2b所示（3）顯示電路P1口控制顯示的是十位，p0口控制顯示的是個位，P2口控制顯示的是十分位。不同的數(shù)碼管顯示方式，對應(yīng)

7、的最適合的共陰或者共陽級的數(shù)碼管也不同。靜態(tài)顯示的適宜選共陽的數(shù)碼管，動態(tài)顯示的適宜選共陰的數(shù)碼管。如果動態(tài)顯示方式下選擇共陽的數(shù)碼管，位選端直接用單片機驅(qū)動則數(shù)碼管的亮度不夠，因而應(yīng)該在位選端使用上拉電阻以提高數(shù)碼管的驅(qū)動電流，但因為顯示那個的數(shù)據(jù)段選的數(shù)目不同，故而需要用電阻對各段進(jìn)行限流，以保證顯示的每個數(shù)據(jù)亮度相同。相同情況下，靜態(tài)顯示的數(shù)碼管的亮度要比動態(tài)的亮。（4）單片機單片機的程序可用匯編語言也可用C語言，為了提高使用匯編語言的能力，本設(shè)計特用了匯編語言了編寫程序主程序流程圖如下所示，具體程序見電子檔。主程序流程圖：程序開始程序初始化P1.7=？0開各中斷P3.3=？0計五次？翻

8、頁調(diào)用顯示子程序關(guān)定時器復(fù)位四、總原理圖及元器件清單(1)總原理圖（2） PCB圖 （3）Proteus仿真圖 （4）元器件清單1) AT89C51的引腳圖和數(shù)碼管5101BS的引腳圖 圖4-3a AT89C51引腳圖 圖4-3b 5101引腳圖2）元器件總清單元件名稱數(shù)量備注元件名稱數(shù)量備注5101B3塊AT89C511塊按鈕4個排阻1個8個引腳撥動開關(guān)1個電容2個33pF發(fā)光二極管1個紅色電容1個100uF電阻2個1K晶振1個12MHz電阻1個100毆連接器con2五、安裝與調(diào)試（1）安裝制板的順序依次是：畫原理圖、做封裝、在原理圖中添加元器件對應(yīng)的封裝、布PCB板、改焊盤大少、打印PCB

9、圖、用快速制板機將PCB圖烤制到銅板上、腐蝕銅板、鉆孔、放置元器件、烙鐵焊好器件。一塊電路板就安裝完畢了。（2）調(diào)試 將外部電源接至電路板上，檢驗電路板是否完全實現(xiàn)設(shè)計要求。本設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)按鈕功能完全符合設(shè)計要求，但是數(shù)碼管的顯示中有些段碼不亮，從而顯示的數(shù)據(jù)亂碼，用萬用表檢測對應(yīng)的管腳是否有電壓，發(fā)現(xiàn)焊盤有虛焊，引腳與引腳之間有短路，排查后電路板實現(xiàn)設(shè)計要求。六、性能測試與分析 所制電路板雖然能實現(xiàn)設(shè)計中要求的功能，但是在實際使用中還是存在著許多缺陷。這塊電路板不能隨意查看記錄的數(shù)據(jù)，而是必須在計完五次數(shù)據(jù)后才能依次的翻頁查看，復(fù)位后所計數(shù)據(jù)便會丟失，不能翻看歷史，所計數(shù)據(jù)組數(shù)不能滿足現(xiàn)實需

10、要。七、結(jié)論與心得 單片機是我所學(xué)專業(yè)的主要課程之一，不僅培養(yǎng)了我綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題的能力,而且提高了我實際動手操作能力.現(xiàn)實生活中，單片機在應(yīng)用可以說得是無處不在。因此在大學(xué)中說掌握單片機的開發(fā)技術(shù)是十分重要的，也是十分必要的。我在剛剛拿到課程設(shè)計題目時有點迷惘，畢竟在前八周的理論學(xué)習(xí)中沒有扎實的掌握單片機的理論知識，面對一塊塊的芯片和五顏六色的導(dǎo)線，不知道如何下手，好在通過上網(wǎng)和圖書館查閱相關(guān)資料，自己認(rèn)真鉆研以及虛心詢問同學(xué)，終于咸魚大翻身，游逆而上，解決了一個又一個的困難和障礙，成功完成了任務(wù)。 通過本次的單片機課程設(shè)計，不僅豐富了我的理論知識，而且在實踐

11、過程中更令我學(xué)會了堅持、耐心和努力。此次單片機課程設(shè)計需要運用到許多之前所學(xué)過的知識，令我認(rèn)識到自己以前學(xué)習(xí)的一些不足之處，例如對以前所學(xué)知識的理解不夠深刻，掌握得不夠牢固，運用不夠靈活。這讓我懂得了認(rèn)真學(xué)習(xí)的重要性，以及要孜孜不倦地鉆研所學(xué)過的知識，做得融會貫通，不能一覽而過，不求甚解。在邊學(xué)習(xí)邊動手的過程中，我對89C51單片機的構(gòu)造以及原理有了進(jìn)一步的了解，同時也加深和鞏固了我對單片機匯編語言的認(rèn)識。除此之外，由于是第一次做單片機，因此在此次課程設(shè)計的過程中，無論是電路繪制還是匯編語言編寫都難免遇到了不少困難和障礙，例如匯編語言編寫出錯、電路元件無從入手等。在面對困難和障礙時，我慶幸自己

12、沒有選擇退縮和逃避，而是通過各種方法，迎難而上，以堅持、耐心和努力勇敢無畏地面對困難，克服困難，解決困難。讓我發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及動手實踐的能力都有了很大的提高，并了解到理論知識與實踐相結(jié)合的重要意義。 從這次的課程設(shè)計中，我才真正明白理論結(jié)合實際的道理，在以后的學(xué)習(xí)中，更要把理論聯(lián)系實際，把我們所學(xué)的理論知識用到實際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機片機即是如此，出色的程序最終用實際操作來實現(xiàn)才是完美。十分慶幸擁有這次課程設(shè)計，讓我受益匪淺。八、參考文獻(xiàn)（1）單片機原理及接口技術(shù) 張毅剛 彭喜元著 人民郵電出版社（2）單片機課程設(shè)計實例指導(dǎo) 李光飛等編著 北京航空航天大學(xué)出版社（3）51系列單片機原

13、理、開發(fā)與應(yīng)用實例 孫進(jìn)平等編著 （4）單片機程序設(shè)計實例 先鋒工作室編著 清華大學(xué)出版社（5）電子工程師之家 、豆丁網(wǎng) 、百度、搜狗、電子工程專輯 等等附程序如下： D EQU 60H E EQU 61H F EQU 62H G EQU 63H H EQU 64H I EQU 65H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH ;定時器T0的入口地址LJMP DINGSHIORG 0013H ;外部中斷1的入口地址LJMP STOP1 ORG 0030H ;主程序入口地址MAIN: MOV P0,#0C0H ;置初值MOV P2,#0C0H MOV P1,#0C0HMOV D

14、PTR,#TABLE ;數(shù)據(jù)指針指向表頭地址SETB EA ;開中斷 SETB EX0 SETB EX1 SETB ET0SETB PX0 ;設(shè)中斷優(yōu)先級SETB PX1MOV TMOD,#01H ;工作方式為方式1START: MOV R0,#40H MOV R1,#50H MOV R2,#00HCLR P1.0 MOV TH0,#0D8H ;置計數(shù)初始值 MOV TL0,#0F0H MOV R3,#00H MOV R4,#00HMOV R7,#00H MOV B,#10 MOV SP,#30HMOV D,#60HMOV E,#61HMOV F,#62HMOV G,#63HMOV I,#65

15、HMOV R5,#05XUNHUAN: JB P1.7,START1 ;p1.7=0是開始 LCALL DELAY10;按鍵消抖 JB P1.7,XUNHUAN JNB P1.7,$ LJMP GN1 LJMP XUNHUAN START1: JB P3.0,XUNHUAN LCALL DELAY10 JB P3.0,XUNHUAN JNB P3.0,$ LCALL FANYE LJMP XUNHUAN FANYE: MOV A,R0 MOV R3,A MOV A,R1 MOV R4,ADEC R5 CJNE R5,#04,LOP1 MOV A,D MOV R7,ALJMP L1LOP1:CJ

16、NE R5,#03,LOP2MOV A,E MOV R7,ALJMP L1LOP2:CJNE R5,#02,LOP3MOV A,F MOV R7,ALJMP L1LOP3:CJNE R5,#01,LOP4MOV A,G MOV R7,ALJMP L1LOP4:CJNE R5,#00,FANYEMOV A,I MOV R7,ALJMP L1L1: INC R0 INC R1 INC R2 CJNE R2,#5,LOOP2 MOV R0,#40H MOV R1,#50H MOV R2,#00H LOOP2:LCALL XIANSHI RETGN1: SETB TR0 LOOP:CJNE R2,#0

17、5H,LOOP MOV R0,#40H MOV R1,#50H MOV R2,#00H CLR EA AJMP XUNHUAN DELAY1: MOV R6,#2DL1: MOV H,#248 DJNZ H,$ DJNZ R6,DL1 RETDELAY10: MOV R6,#20DL2: MOV H,#248 DJNZ H,$ DJNZ R6,DL2 RETSTOP1 : PUSH ACC PUSH PSW LCALL DELAY10;延時10毫秒消抖 JB P3.3, FAN1 JNB P3.3,$ MOV A, R3 MOV R0 , A MOV A, R4 MOV R1, ADEC R5

18、CJNE R5, #04, LOP5 MOV A, R7 MOV D, ALJMP L4LOP5: CJNE R5, #03, LOP6 MOV A, R7 MOV E, A LJMP L4LOP6: CJNE R5, #02, LOP7 MOV A, R7 MOV F, A LJMP L4LOP7: CJNE R5, #01, LOP8 MOV A, R7 MOV G, A LJMP L4LOP8: CJNE R5, #00, STOP1 MOV A, R7 MOV I,A LJMP L4 L4: INC R0 INC R1 INC R2FAN1: POP PSW POP ACC RETIXIANSHI: MOV A ,R3 ;掃描十分位上的數(shù)字 MOV DPTR ,#TABLE MOVC A ,A+DPTR MOV P2 ,A MOV A ,R4 ;掃描個位上的數(shù)字 MOV DPTR ,#TABLE MOVC A ,A+DPTR MOV P0 ,A MOV A ,R7 ;掃描十位上的數(shù)字 MOV DPTR ,#TABLE MOVC A ,A+DPTR MOV P1 ,A RETDINGSHI:PUSH A