基于c語(yǔ)言單片機(jī)秒表課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用報(bào)告題目：秒表學(xué)生姓名：所在學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：學(xué)生學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2013 年 12 月 25 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)報(bào)告題目秒表完成時(shí)間學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師職稱講師總體設(shè)計(jì)要求和技術(shù)要點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)秒表的要求與任務(wù)，要求如下： (1)顯示時(shí)間為“秒秒-100ms10ms”。(2)設(shè)計(jì)一個(gè)“開(kāi)始”鍵，按此鍵開(kāi)始計(jì)時(shí)。(3)設(shè)計(jì)一個(gè)“復(fù)位”鍵。按此鍵時(shí)間歸零。(4)設(shè)計(jì)一個(gè)“保存”鍵。按此鍵保存當(dāng)前時(shí)間，繼續(xù)計(jì)時(shí)，能保存最后50組時(shí)間。(5)設(shè)計(jì)一個(gè)“讀出”鍵。按此鍵讀出保存的時(shí)間，停止?fàn)顟B(tài)下才有效。(6)設(shè)計(jì)一個(gè)“停止”鍵。按此鍵停止計(jì)時(shí)，顯示當(dāng)

2、前時(shí)間。任務(wù)如下：用AT89C51設(shè)計(jì)一個(gè)2位的LED數(shù)碼顯示作為“秒表”。工作內(nèi)容及時(shí)間進(jìn)度安排第15周：周1-周3 ：立題、論證方案設(shè)計(jì)周4-周5 ：預(yù)答辯第16周：周1-周3 ：仿真實(shí)驗(yàn)7周4-周5 ：驗(yàn)收答辯課程設(shè)計(jì)成果1與設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)應(yīng)的軟件程序2課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告摘要 近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向深入，秒表計(jì)時(shí)器是電器制造，工業(yè)自動(dòng)化控制、國(guó)防、實(shí)驗(yàn)室以及科研單位理想的計(jì)時(shí)儀器，它廣泛應(yīng)用于各種繼電器、電磁開(kāi)關(guān)，控制器、延時(shí)器、定時(shí)器等時(shí)間測(cè)試。本文闡述了基于單片機(jī)的數(shù)字電子秒表設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)是計(jì)時(shí)從00到99秒秒表系統(tǒng)，方便了在計(jì)時(shí)精度要求不高的情況下計(jì)

3、時(shí)。因?yàn)橛?jì)時(shí)精度為1，所以系統(tǒng)電路比較簡(jiǎn)單。另外硬件部分設(shè)置了開(kāi)始、暫停、清零、復(fù)位按鍵，可以對(duì)秒表系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)時(shí)控制。 本設(shè)計(jì)的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)位中心器件，利用其定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、LED數(shù)碼管以及外部中斷電路來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)器。將軟、硬件有機(jī)的相結(jié)合起來(lái)，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)兩位LED顯示，顯示時(shí)間為0099秒，計(jì)時(shí)精度為1秒，能正確地進(jìn)行計(jì)時(shí)，同時(shí)能記錄一次時(shí)間，其中軟件系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序，包括顯示程序，定時(shí)中斷服務(wù)，延時(shí)程序等，并用KeiL中調(diào)試運(yùn)行，硬件系統(tǒng)利用Proteus強(qiáng)大的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單且易于觀察，在仿真中就可以觀察到實(shí)際的工作狀態(tài)

4、。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；數(shù)字電子秒表；仿真目錄一、概述11.1設(shè)計(jì)目的11.2設(shè)計(jì)要求11.3設(shè)計(jì)意義1二、系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)121系統(tǒng)總體方案222硬件設(shè)計(jì)22.21晶體振蕩電路22.22復(fù)位電路32.23按鍵電路32.24 顯示電路42.25系統(tǒng)電路4三、軟件設(shè)計(jì)51.設(shè)計(jì)特點(diǎn)52.秒表設(shè)計(jì)源程序93.程序流程圖10四、結(jié)論與心得11五、參考文獻(xiàn)11一、 概述1.1設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制的秒表系統(tǒng)。利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、LED數(shù)碼以及按鍵來(lái)設(shè)計(jì)秒表。將軟、硬件有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，使得系統(tǒng)能夠正確的進(jìn)行計(jì)時(shí)，同時(shí)具有開(kāi)始/暫停，復(fù)位，讀數(shù)，清零等功能。1.

5、2設(shè)計(jì)要求（1）共四位LED顯示，顯示時(shí)間為：（2）共五個(gè)按鍵，分別是開(kāi)始、復(fù)位、保存、讀出、（3）能同時(shí)記錄多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的時(shí)間并分別顯示出來(lái)；（4）顯示時(shí)間從00一直到99（5）具有自動(dòng)清零功能1.3 設(shè)計(jì)意義（1）通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)可以使我們進(jìn)一步熟悉和掌握單片內(nèi)部和工作原理，了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟和方法。（2）通過(guò)利用AT89C52單片機(jī)，理解單片機(jī)在自動(dòng)化儀表的作用以及掌握單片機(jī)的編程方法。（3）通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)際應(yīng)用輸入以及顯示模擬系統(tǒng)，掌握單片機(jī)仿真軟件的使用方法。（4）該實(shí)驗(yàn)通過(guò)單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)原理，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的記時(shí)器系統(tǒng)，擁有正確的計(jì)時(shí)、暫停、清零、保

6、存、讀出的功能，該秒表在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用廣泛，具有現(xiàn)實(shí)意義。二、 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)總體方案本系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)為中心器件，利用其定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，結(jié)合硬件電路如電源電路，晶振電路，復(fù)位電路，顯示電路，以及以一些按鍵電路等來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)器，將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。其中軟件系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序，包括顯示、計(jì)數(shù)、中斷、延時(shí)、按鍵消抖程序等，并且在變程軟件中調(diào)試運(yùn)行，硬件系統(tǒng)利用Proteus強(qiáng)大的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單且易于觀察，在仿真中可以觀察到實(shí)際的工作狀態(tài)。 單 片 機(jī) 外圍 電路 電路 電源 電路 電路 顯示電路 鍵盤(pán)電路 2.2 硬件設(shè)計(jì)MCS-52系列單

7、片機(jī)是8位單片機(jī)產(chǎn)品，89C52是其中的典型代表，基本模塊包括以下幾個(gè)部分：（1） CPU：89C52的CPU是8位的，另外89C51內(nèi)部有一個(gè)處理器（2） ROM：4KB的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，存放開(kāi)發(fā)調(diào)試完成的應(yīng)用程序（3） RAM：256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，容量小，但作用大（4） I/O口：P0-P3，共4個(gè)口32條雙向且可位尋址的I/O口線（5） 中斷系統(tǒng)：共5個(gè)中斷源，3個(gè)內(nèi)部中斷，2個(gè)外部中斷（6） 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2個(gè)16位的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（7） 通用串行口：全雙工通用異步接收器/發(fā)送器（8） 振蕩器：89C52的外接晶振與內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器位CPU提供時(shí)鐘信號(hào)（9） 總線控制：89

8、C52對(duì)外提供若干控制總線，便于系統(tǒng)擴(kuò)展晶體振蕩點(diǎn)路 圖1 晶體振蕩電路89C52芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。引線XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。這里，我們選用52單片機(jī)12MHZ的內(nèi)部振蕩方式，電容器C1，C2起穩(wěn)定振蕩頻率，并對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用C1和C2可在20-100PF之間取值,這里取33P。復(fù)位電路 圖2 復(fù)位電路采用上電加按鍵復(fù)位電路，上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時(shí)間。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行之中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電加按鍵復(fù)位的操作。2.2

9、.3按鍵電路 圖3 按鍵電路在按鍵電路中，我們可以在I/O口上直接接按鍵，或者通過(guò)I/O口設(shè)計(jì)一個(gè)鍵盤(pán)，然后通過(guò)鍵盤(pán)掃描程序判斷是否有鍵按下等。鍵盤(pán)掃描電路節(jié)省I/O口，但編程有些復(fù)雜，在這里，由于我們所用的按鍵較少，且系統(tǒng)是一個(gè)小系統(tǒng)，有足夠的I/O口可以使用，為了使程序簡(jiǎn)化，我們采用按鍵電路，用部分P1口做開(kāi)關(guān)，P1.0開(kāi)始/暫停，P1.1保存，P1.2讀數(shù)，P1.3復(fù)位，P1.4清零。對(duì)于按鍵的設(shè)計(jì)，采用了防抖動(dòng)的程序設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的性能得到進(jìn)一步的提升。當(dāng)按鍵被按 下時(shí)，相應(yīng)的引腳被拉低，經(jīng)掃描后，獲得鍵值，并執(zhí)行鍵功能程序，因此按下不同的按鍵，將執(zhí)行不同的功能程序。2.2.4顯示電路

10、圖4 顯示電路 顯示電路既可以選用液晶顯示器，也可以選用數(shù)碼管顯示。我們采用的是數(shù)碼管顯示電路。用兩個(gè)共陰極LED顯示，LED是七段式顯示器，內(nèi)部有7個(gè)條形發(fā)光二極管和1個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。在用數(shù)碼管顯示時(shí)，我們有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種選擇，靜態(tài)顯示程序簡(jiǎn)單，顯示穩(wěn)定，但是占用端口比較多；動(dòng)態(tài)顯示所使用的端口比較少，可以節(jié)省單片機(jī)的I/O口。在設(shè)計(jì)中，我們采用LED動(dòng)態(tài)顯示，用P0口驅(qū)動(dòng)顯示。由于P0口的輸出級(jí)是開(kāi)漏電路，用它驅(qū)動(dòng)時(shí)需要外接上拉電阻才能輸出高電平。2.2.5 系統(tǒng)電路圖: 圖五 系統(tǒng)電路三、軟件設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)特點(diǎn)在軟件設(shè)計(jì)中，一般采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，

11、它具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。把一個(gè)多功能的復(fù)雜的程序劃分為若干個(gè)簡(jiǎn)單的、功能單一的程序模塊，有利于程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試，優(yōu)化和分工，提高了程序的閱讀性和可靠性，使程序的結(jié)構(gòu)層次一目了然。應(yīng)用系統(tǒng)的程序由包含多個(gè)模塊的主程序和各種子程序組成。各程序模塊都要完成一個(gè)明確的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)某個(gè)具體的功能，如：計(jì)數(shù)、延時(shí)、和顯示等，在具體需要時(shí)調(diào)用相應(yīng)的模塊即可。3.2秒表設(shè)計(jì)源程序源程序如下：#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid diyi(); /函數(shù)聲明void xianshi();/函數(shù)聲明v

12、oid panduan();/函數(shù)聲明void delay(uchar z);/函數(shù)聲明uchar t=0,i,j,temp,b; /定義相關(guān)變量uchar code at=0xe0,0xd0,0xb0,0x70;uchar code as10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;uchar code bs=0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01;uchar a50;/數(shù)組定義void main()/主函數(shù) diyi(); EA=0; /調(diào)用定義函數(shù) while(1) panduan();

13、/調(diào)用判斷函數(shù) xianshi();/調(diào)用顯示函數(shù) void diyi()/定義定義子函數(shù) P2=0xbf;P0=0xbf; TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1;void exer1() interrupt 1 /定義定時(shí)器/計(jì)數(shù)器子函數(shù) uchar t1; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; t1+; if(t1=20) t1=0; t+; if(t=99) t=0; void xianshi()/定義顯示子函數(shù) P2 =

14、 0xdf;P0 =bs0; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =ast%10; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);P2 = 0xdf;P0 =bs1; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =as(t/10)%10; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);void delay(uchar z)/延時(shí)子函數(shù) uchar i,j; for(i=0;i<z;i+) for(j=0;j<110;j+);void panduan()/判斷子函數(shù) P3=0xfe; delay(5); temp=P3; tem

15、p=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay(5); if(temp!=0xf0) P2 = 0xc0;P0 =bs4; P2=0x00;P0=0xff;P2 = 0xe0;P0 =0xff;P2=0x00;P0=0x00;delay(3); while(P3!=0xfe); /判斷是否有鍵按下及格鍵功能if(temp=at0) EA=1;t=0;i=0;j=0; if(temp=at1) if(i<52) ai=t; i+;if(temp=at2) if(b=1) if(j<52) t=aj; j+; if(temp=at3) EA=0;t=0; i

16、=0;j=0; P2 = 0xc0;P0 =bs4; P2=0x00;P0=0xff;P2 = 0xe0;P0 =0xff;P2=0x00;P0=0x00;delay(3); P3=0xfd; delay(5); temp=P3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay(5); if(temp!=0xf0) P2 = 0xc0;P0 =bs4; P2=0x00;P0=0xff;P2 = 0xe0;P0 =0xff;P2=0x00;P0=0x00;delay(3); while(P3!=0xfd); /判斷是否有鍵按下及格鍵功能if(temp=at0)

17、EA=0; b=1; P2 = 0xc0;P0 =bs4; P2=0x00;P0=0xff;P2 = 0xe0;P0 =0xff;P2=0x00;P0=0x00;delay(3); 3.3程序流程圖 四、結(jié)論與心得經(jīng)過(guò)幾個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了很多知識(shí)和技能。我從一開(kāi)始對(duì)單片機(jī)一竅不通到現(xiàn)在的理解，我花費(fèi)了很多的時(shí)間和精力，比如上網(wǎng)查閱資料，去圖書(shū)館借相關(guān)書(shū)籍，向身邊的同學(xué)討教等等。我重新對(duì)c語(yǔ)言又有了一些新的理解，也對(duì)單片機(jī)產(chǎn)生了濃厚的興趣。單片機(jī)對(duì)于我們電子專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一門很重要的學(xué)科，所以我們好好學(xué)號(hào)這一門技術(shù)，這對(duì)于我們未來(lái)的發(fā)展有很大的幫助。下面我來(lái)談?wù)劚救送ㄟ^(guò)這次課程設(shè)計(jì)的一些體會(huì)： (1)、這段日子里，通過(guò)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，我收獲了很多，這些收獲將是我人生的寶貴財(cái)富。 (2)、通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我養(yǎng)成了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的好習(xí)慣，也使我善于思考和動(dòng)手，更增強(qiáng)了我與同學(xué)們的交流合作。 (3)、這次課程設(shè)計(jì)不僅讓我對(duì)c語(yǔ)言有了很大的認(rèn)識(shí)，使我的編程能力有了很大的提高，也讓我對(duì)單片機(jī)產(chǎn)生了濃厚的興趣。 (4)、通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，切實(shí)的提高了我的動(dòng)手能力