單片機(jī)控制系統(tǒng)實習(xí)報告

基于單片機(jī)電子秒表的設(shè)計本次設(shè)計的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用以AT89S52單片機(jī)為中心器件，運用其定期器/計數(shù)器定期和計數(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設(shè)計秒表。將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)可以實現(xiàn)四位LED顯示，顯示時間為00.00～60.00秒，計時精度為0.01秒，能對的地進(jìn)行計時。其中軟件系統(tǒng)采用C語言編寫程序，包括延時程序，定期中斷服務(wù)，按鍵掃描，顯示程序等，并運用PROTEUS強(qiáng)大的功能來仿真，在仿真中就可以觀測到實際的工作狀態(tài)。本設(shè)計重要特點是計時精度到達(dá)0.01s，處理了老式的由于計時精度不夠?qū)е碌恼`差和不公平性，是多種體育競賽的必備設(shè)備之一。設(shè)計規(guī)定：電子秒表設(shè)計，具有一般秒表的功能;單片機(jī)是使用按鍵啟動、停止和復(fù)位。二、總體方案的設(shè)計：設(shè)計中包括硬件電路的設(shè)計和系統(tǒng)程序的設(shè)計。其硬件電路重要有主控制器，計時與顯示電路和復(fù)位、啟動和停表電路等。主控制器采用單片機(jī)AT89S52，顯示電路采用共陰極LED數(shù)碼管顯示計時時間。本設(shè)計運用AT89S52單片機(jī)的定期器/計數(shù)器定期和計數(shù)的原理，使其能精確計時。運用中斷系統(tǒng)使其能實現(xiàn)開始暫停的功能。P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，P2.0-P2.3口作位碼掃描輸出，P2.4、P2.5口接兩個按鈕開關(guān)，分別實現(xiàn)開始、暫停功能，RST作為復(fù)位開關(guān)。硬件電路圖按照圖1進(jìn)行設(shè)計。AT89S52AT89S52單片機(jī)驅(qū)動電路顯示模塊3個控制開關(guān)復(fù)位及時鐘電路數(shù)碼管顯示時間圖1系統(tǒng)構(gòu)成框圖按鍵電路的處理。這三個鍵可以采用中斷的措施，也可以采用掃描的措施來識別。復(fù)位鍵重要功能在于數(shù)值復(fù)位，對于時間的規(guī)定不是很嚴(yán)格。而開始和停止鍵則是用于對時間的鎖定，需要比較精確的控制。因此可以對復(fù)位按鍵采用掃描的方式，而對開始和停止鍵采用外部中斷的方式。顯示電路采用7段數(shù)碼管作為顯示介質(zhì)，數(shù)碼管顯示可以分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。由于本設(shè)計需要采用四位數(shù)碼管顯示時間，假如靜態(tài)顯示則占用的口線多，硬件電路復(fù)雜，因此采用動態(tài)顯示。時鐘電路按照圖2所示電路進(jìn)行設(shè)計連接就能使系統(tǒng)可靠起振并能穩(wěn)定運行。圖中，電容器C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、迅速起振的作用，電容值采用大小為22pF的電容和12MHz的晶振。圖2內(nèi)部振蕩電路復(fù)位電路在上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時間。當(dāng)單片機(jī)已在運行之中時，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。如圖3所示，采用的電容值為10μF的電容和電阻為1K的電阻。圖3單片機(jī)復(fù)位電路通過以上設(shè)計，將各部分電路與單片機(jī)有機(jī)的結(jié)合到一起，硬件部分的設(shè)計便完畢，剩余的部分就是對單片機(jī)的編程，使單片機(jī)按程序運行，實現(xiàn)數(shù)字電子秒表的所有功能。原理電路圖及功能分析：用開關(guān)控制計時模式的選擇：單計時模式；用開關(guān)控制秒表的啟動、停止和復(fù)位。圖4、電路原理圖四、主程序設(shè)計本系統(tǒng)程序重要模塊由主程序、定期中斷服務(wù)程序、外部中斷1服務(wù)程序構(gòu)成。其中主程序是整個程序的主體?？梢詫Ω鱾€中斷程序進(jìn)行調(diào)用，協(xié)調(diào)各個子程序之間的聯(lián)絡(luò)。系統(tǒng)（上電）復(fù)位后，進(jìn)入主程序。首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括設(shè)置各入口地址、中斷的啟動、對各個數(shù)據(jù)緩存區(qū)清“0”、賦定期器初值，初始化完畢后，就進(jìn)入數(shù)碼管顯示程序。數(shù)碼管顯示程序?qū)︼@示緩存區(qū)內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行調(diào)用并在數(shù)碼管上進(jìn)行動態(tài)顯示。當(dāng)復(fù)位鍵按下后，程序返回開始，重新對系統(tǒng)進(jìn)行初始化。在主程序中還進(jìn)行了賦寄存區(qū)的初始值、設(shè)置定期器初值以及啟動外部中斷等操作，當(dāng)定期時間到后就轉(zhuǎn)去執(zhí)行定期中斷程序。當(dāng)外部中斷有祈求則去執(zhí)行外部中斷服務(wù)程序，并在執(zhí)行完后返回主程序。五、參照程序:#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitstart=P2^4;//開始計時sbitstop=P2^5;//停止計時sbitdian=P0^7;//停止計時unsignedcharshi,ge,dian0,dian1;//全局變量charTT=0;charLL=0;//unitttt1;ucharcodetabledu[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//0-9共陰數(shù)碼管ucharcodetablewe[]={0XFE,0XFD,0XFB,0XF7};//數(shù)碼管位選/***************************延時程序*******************************/voiddelay(ucharms)//延時程序{ uchary; for(;ms>0;ms--) for(y=120;y>0;y--);}/******************定期器1中斷程序********************************/voidtimer0(void)interrupt1{ TH0=(65536-10000)/256; //10ms TL0=(65536-10000)%256; LL++; if(LL==100) //1秒 { LL=0; TT++; if(TT==60) { TT=0; } }}/************************定期器1初始化**************************/voidinit()//初始化，10ms定期{TMOD=0X01; TH0=(65536-10000)/256; TL0=(65536-10000)%256; ET0=1; ET1=1; EA=1; P0=0;}/************************開始、停止按鍵掃描**********************/voidKey_Scan(void) //start_stop鍵掃描{ if(start==0) { delay(10); if(start==0) { TR0=1; } }if(stop==0){delay(10);if(stop==0){TR0=0;}}}/***********************數(shù)碼管顯示************************/voiddisplay(void){ P0=tabledu[TT/10]; P2=tablewe[0]; delay(10); P0=0; P2=0XFF; P0=tabledu[TT%10];dian=1; P2=tablewe[1]; delay(10); P0=0; P2=0XFF;P0=tabledu[LL/10]; P2=tablewe[2]; delay(10); P0=0; P2=0XFF;P0=tabledu[LL%10]; P2=tablewe[3]; delay(10); P0=0; P2=0XFF;}main(){init();while(1){Key_Scan();delay(20);display();}}六、實習(xí)心得:為期三個星期的微機(jī)控制系統(tǒng)實習(xí)就要結(jié)束了，三個星期以來，感覺學(xué)到了諸多東西。我們組做的是電子秒表設(shè)計，這個設(shè)計的規(guī)定是用單片機(jī)構(gòu)成一種具有一般秒表的功能。顯示模塊使用四個8段共陰極數(shù)碼管。單片機(jī)是使用按鍵復(fù)位。選好題目，明確功能規(guī)定之后就開始資料的搜集。完畢這些資料的準(zhǔn)備之后我們開始了電路的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，完畢這些后就進(jìn)行電路板的制作。我們小組一共3個人，分工很重要，在我們的討論之下，我在這個實習(xí)過程中重要負(fù)責(zé)的就是根據(jù)生成PCB圖進(jìn)行印板、安裝，等電路板腐蝕完后，就進(jìn)行電路板的打孔。在此過程中我碰到了比較多的問題，例如說由于打印店的打印質(zhì)量，使得印出來的板有斷線現(xiàn)象，最終通過我們的努力還是把PCB板的連線及孔都弄好了。做好電路板之后就開始原件的焊接，之后的是作品調(diào)試過程，一般來說調(diào)試是最難的一部分。通過反復(fù)調(diào)試，總有某些問題，像數(shù)碼管亂碼，最終我們組組員一起進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)是在畫PCB的時候把數(shù)碼管的封裝給弄錯了，我們就再一次重做，通過多次的調(diào)試，