單片機(jī)多功能秒表課程設(shè)計(jì)報(bào)告

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2017－2018學(xué)年第一學(xué)期第17周－18周題目基于51單片機(jī)控制的多功能秒表系統(tǒng)內(nèi)容及要求1.設(shè)計(jì)制作一個(gè)秒表系統(tǒng)，可用多位數(shù)碼管顯示時(shí)間。2.可用開(kāi)關(guān)控制并用多位數(shù)碼管顯示當(dāng)前時(shí)間。3.可以進(jìn)行計(jì)時(shí)并能清零重新計(jì)時(shí)。進(jìn)度安排1.布置任務(wù)、方案論證1天2.硬件制作、程序編寫、仿真調(diào)試3天3.檢查、整理、寫設(shè)計(jì)報(bào)告、小結(jié)2天4.答辯1天學(xué)生姓名：許樂(lè)郭利鉑指導(dǎo)時(shí)間：12月23日－12月29日指導(dǎo)地點(diǎn)：F樓403室任務(wù)下達(dá)2017年12月23日任務(wù)完成2017年12月29日考核方式1.評(píng)閱√2.答辯√3.實(shí)際操作√4.其它□指導(dǎo)教師蔣沅系（部）主任王長(zhǎng)坤注：1、此表一組一表二份，課程設(shè)計(jì)小組組長(zhǎng)一份；任課教師授課時(shí)自帶一份備查。2、課程設(shè)計(jì)結(jié)束后與“課程設(shè)計(jì)小結(jié)”、“學(xué)生成績(jī)單”一并交院教務(wù)存檔。89C51單片機(jī)引腳圖采用上電加按鍵復(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。2.2.4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，然后通過(guò)鍵盤掃描程序判斷是否有鍵按下等。鍵盤掃描電路節(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記錄，P1.2上翻，P1.3下翻，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。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。用四個(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。在軟件設(shè)計(jì)中，一般采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，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。功能描述：用四位LED數(shù)碼管顯示時(shí)間。一個(gè)"開(kāi)始/暫停"鍵,一個(gè)"復(fù)位"鍵,一個(gè)“記錄”鍵，可同時(shí)記錄八個(gè)相對(duì)獨(dú)立的時(shí)間；一個(gè)“上翻”鍵，一個(gè)“下翻”鍵，查看八個(gè)不同的計(jì)時(shí)值。五個(gè)按鍵分別通過(guò)五個(gè)端口控制秒表的五個(gè)功能。程序如下：將以上程序清單導(dǎo)入先前做好的Proteus仿真電路，匯編之后，開(kāi)始進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果如下：顯示清零功能：按下開(kāi)始鍵后顯示按下清零鍵后顯示按“開(kāi)始”鍵，秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)；按“暫?！辨I，秒表暫停計(jì)時(shí)；按記錄鍵，秒表記錄時(shí)間，共可記錄八個(gè)數(shù)值；按上翻下翻鍵，可查看這八個(gè)不同的計(jì)時(shí)值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，本次課設(shè)基本完成了設(shè)計(jì)要求，由于秒表系統(tǒng)并不一定僅僅局限于計(jì)時(shí)，定時(shí)等功能，還可以進(jìn)行多項(xiàng)的擴(kuò)展，可以利用AT89C51強(qiáng)大的擴(kuò)展功能，進(jìn)一步豐富秒表的功能,例如可設(shè)定計(jì)時(shí)時(shí)間，倒計(jì)時(shí)等等眾多功能。單片機(jī)以其強(qiáng)大的功能和良好的兼容性可以更好地為我們服務(wù)，通過(guò)查閱各種資料，多了解一些單片機(jī)有關(guān)知識(shí)，可以為以后的工作和學(xué)習(xí)生活創(chuàng)造更多的便利條件。5.元器件清單元件名稱型號(hào)數(shù)量/個(gè)單片機(jī)AT89C521晶振12MHZ1電容22pF2電解電容10uF1電源5V1數(shù)碼管HS-3461AS1電阻1K/10K5/8按鍵開(kāi)關(guān)6通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們深刻地認(rèn)識(shí)到自己有很多不足之處，比如在自主學(xué)習(xí)能力方面的不足，實(shí)際動(dòng)手操作能力的不足等。這次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的范例。該設(shè)計(jì)從頭到尾都要自己參與進(jìn)來(lái)，熟悉了整個(gè)設(shè)計(jì)流程才能更快地設(shè)計(jì)出方案并完成設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)我主要負(fù)責(zé)硬件電路的焊接，寫程序和查閱相關(guān)資料。單片機(jī)課程早已結(jié)束，相關(guān)的知識(shí)已經(jīng)很模糊，導(dǎo)致我們?cè)谠O(shè)計(jì)硬件電路中遇到了不少麻煩。首先是不知從何入手。雖然小組討論后確定了秒表要實(shí)現(xiàn)的功能，可是沒(méi)有相關(guān)理論知識(shí)的熟知和實(shí)踐操作。查閱了與89C51單片機(jī)相關(guān)的資料也閱讀了其他人單片機(jī)數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)，慢慢地我們開(kāi)始了解其中原理，一步步設(shè)計(jì)出了硬件電路的各個(gè)部分，如晶體振蕩電路，復(fù)位電路，按鍵電路，顯示電路。完成設(shè)計(jì)后需要運(yùn)用PROTEUS軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真。這次的課程設(shè)計(jì)同學(xué)進(jìn)行了交流和討論，我們分工進(jìn)行設(shè)計(jì)，從搜索資料到硬件、軟件的調(diào)試，每一步、每一個(gè)細(xì)節(jié)都經(jīng)過(guò)我們自己的思考，我們共同討論各方案的比較選擇、硬件、軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)試，最終拿出了我們的成果。在做的過(guò)程中不但加深了我們對(duì)單片機(jī)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解還認(rèn)識(shí)到了這門學(xué)科在應(yīng)用方面的廣闊前景。實(shí)踐是最有高度也是最能體現(xiàn)整體水平的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷地探索，設(shè)計(jì)出了不一樣的硬件電路圖，寫過(guò)了不一樣的程序，正如設(shè)計(jì)中如何能使硬件電路圖簡(jiǎn)單明了，程序簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確，如何能準(zhǔn)確的運(yùn)行，都是通過(guò)與同學(xué)老師的交流，慢慢摸索出來(lái)的。以上的不斷探索，使我們進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)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。通過(guò)利用AT89C51單片機(jī)，理解單片機(jī)在自動(dòng)化儀表中的作用以及掌握單片機(jī)的編程方法。通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)際應(yīng)用輸入及顯示模擬系統(tǒng)，掌握單片機(jī)仿真軟件PROTEUS的使用方法。我們?cè)O(shè)計(jì)的這種具有記錄，上翻下翻功能的秒表在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用廣泛,如體育項(xiàng)目，因此本次課程設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)意義，我很開(kāi)心能將知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中并在自主學(xué)習(xí)中收獲到那么多。7.參考文獻(xiàn)[1]萬(wàn)福君.

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單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例經(jīng)典.

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