单片机00.0-59.9秒表课程设计.doc

广东工业大学华立学院广东工业大学华立学院 课课 程程 设设 计 论文 计 论文 课程名称 微机原理与单片机综合设计与实践 题目名称 单片机秒表设计 学生学部 系 机电工程学部 专业班级 09 电气工程及其自动化 5 班 学 号 12030905008 学生姓名 方贵泉 指导教师 黄淑芬 2012 年 6 月 2 日 广东工业大学华立学院广东工业大学华立学院 课程设计 论文 任务书课程设计 论文 任务书 一 课程设计 论文 的内容 设计一个单片机秒表 该秒表可显示 0 0 59 9 秒的时间 进行相应的单片机 硬件电路的设计并进行软件编程 二 课程设计 论文 的要求与数据 1 用单片机实现 2 以 0 1 秒为最小单位进行显示 3 秒表量程为 0 0 59 9 秒 用 3 位 LED 显示 4 除了以上基本功能 个人可根据具体情况加上清零 开始计时 停止计时等扩展功能 三 课程设计 论文 应完成的工作 1 完成单片机秒表的硬件和软件设计 绘出电路原理图 2 完成课程设计报告的撰写 题目名称单片机秒表设计 学生学部 系 机电工程学部 专业班级 姓 名 学 号 四 课程设计 论文 进程安排 序号设计 论文 各阶段内容地点起止日期 1 收集单片机秒表等相关资料 确定设计方案校内2012 年 5 月 28 日 2 进行单片机秒表的硬件和软件设计 绘出电路 原理图 校内 2012 年 5 月 29 日 6 月 1 日 3 进行课程设计报告的撰写校内 2012 年 6 月 2 3 日 五 应收集的资料及主要参考文献 1 收集单片机秒表及设计中所涉及的主要器件等方面的资料 2 收集相关的软件编程方面的资料 发出任务书日期 发出任务书日期 20122012 年年 5 5 月月 2525 日日 指导教师签名 指导教师签名 计划完成日期 计划完成日期 20122012 年年 6 6 月月 3 3 日日 教学单位责任人签章 教学单位责任人签章 目录目录 1 单片机秒表实验的概述单片机秒表实验的概述 1 2 系统设计思路及描述系统设计思路及描述 1 3 硬件与软件设计硬件与软件设计 2 3 13 1 系统硬件方案设计系统硬件方案设计 2 3 23 2 软件方案设计软件方案设计 3 3 4 程程序流程及实验效果序流程及实验效果 4 4 14 1 源程序及说明源程序及说明 4 4 4 24 2 原理图分析原理图分析 6 6 4 34 3 实验效果实验效果 7 7 5 实验小结实验小结 7 7 6 参考文献参考文献 8 1 1 1 单片机秒表实验的概述单片机秒表实验的概述 1 11 1 实验题目实验题目 秒表系统设计 用 STC89C52RC 设计一个 3 位 LED 数码显示 秒表 显示时 间为 00 0 59 9 秒 每毫秒自动加一 每十毫秒自动加一秒 1 21 2 增加功能增加功能 增加一个 复位 00 0 按键 清零 一个P2 1 暂停 按键和P2 0 开始 按键 1 31 3 实验难点实验难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题 一是有关单片机定时器的使用 二是如何 实现 LED 的动态扫描显示 三是如何对键盘输入进行编程 1 41 4 实验内容提要实验内容提要 本实验利用单片机的定时器 计数器定时和记数的原理 结合集成电路芯片 8051 LED 数码管以及实验箱上的按键来设计计时器 将软 硬件有机地结合起来 使得系统能够正确地进行计时 数码管能够正确地显示时间 其中本实验设计了三个 开关按键 其中 key1 按键按下去时开始计时 即秒表开始键 key1 按键按下去时停止 计时 即秒表停止键 key3 按键按下去时数码管清零 复位为 00 0 1 51 5 实验的意义实验的意义 1 5 1 通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握 对单片机课程的 应用进一步的了解 1 5 2 掌握定时器 外部中断的设置和编程原理 1 5 3 通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来 对程序进行编辑 校验 1 5 4 本实验通过单片机的定时器 计数器定时和计数原理 设计简单的计时器系统 拥有正确的计时 暂停 清零 并同时可以用数码管显示 在现实生活中应用广泛 具有现实意义 1 61 6 实验仪器实验仪器 集成电路芯片 8051 七段数码管 TX 1C 单片机学习板 MCS 51 系列单片机微 机仿真实验系统中的软件 Keil uvision2 Ptoteus 7 4 仿真软件 2 2 系统设计思路及描述系统设计思路及描述 2 本实验要求进行计时并在数码管上显示时间 则可利用 MCS 51 系列单片机的芯 片 AT89C52 的 P2 0 P2 1 作为按键的入口 定时器 T0 作为每 0 1 秒加一的定时器 其中 开始 P2 0 按键当开关按下时开始计时 此时若再按 暂停 P2 1 按键则数码 管暂停 清零 按键当开关按下时数码管清零 若再按 开始 按键则又可重新开 始计时 方框图如下图 开关MCS 51 AT89C52RCLED 显示 图 1 数字秒表设计导向图 3 3 硬件与软件设计硬件与软件设计 3 13 1 系统硬件方案设系统硬件方案设计计 单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成 硬件系统是指单片机以及扩 展的存储器 I O 接口 外围扩展的功能芯片以及接口电路 软件系统包括监控程序和 各种应用程序 在单片机应用系统中 单片机是整个系统的核心 对整个系统的信息输入 处理 信息输出进行控制 与单片机配套的有相应的复位电路 时钟电路以及扩展的存储器 和 I O 接口 使单片机应用系统能够运行 在一个单片机应用系统中 往往都会输入信息和显示信息 这就涉及键盘和显示 器 在单片机应用系统中 一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器 配置键 盘和显示器一般都没有统一的规定 有的系统功能复杂 需输入的信息和显示的信息 量大 配置的键盘和显示器功能相对强大 而有些系统输入 输出的信息少 这时可能 用几个按键和几个 LED 指示灯就可以进行处理了 在单片机应用系统在中配置的键盘 3 11 0592M Hz 晶振 3 个独立 式的按 键 电源指 示灯 电源开 关 3 个数码 管显示 STC89C5 2RC 可以是独立键盘 也可能是矩阵键盘 图 2 系统硬件结构框图 3 23 2 软件方案设计软件方案设计 此次选用 C51 来编程 首先要有初始化程序 通过初始化程序 将对主程序所用 到的变量 常量以及各个参数和所调用的子函数定义 其次还有显示程序 按键扫描 及处理程序和时钟程序 系统软件流程图图如图 2 2a 2 2b 所示 N N Y Y NO YES YES 系统初始化 开始 启动键按下否 定时 计数器清零 中断初始化 调用 LED 灯显示子程序 停止键按下否 复位键按下否 关时器 0 中断 停止定时 开定时器 0 中断 启动定时开始 YES 恢复初值保护 0 1 秒单元清零 秒加 1 0 1 秒加 1 0 1 秒到了 60 秒到了 秒单元清零 退栈返回 4 2 2a 主程序框图 2 2b 100ms 定时中断程序框图 4 4 程序程序流程及实验效果流程及实验效果 4 14 1 源程序及说明源程序及说明 HAOMIAO EQU 31H 定义第一位显示寄存器 100 毫秒位 MIAOWEI EQU 32H 第二位 秒位 SHIMIAO EQU 33H 第三位 分位 COU EQU 34H 软计数器 ORG 00H AJMP START ORG 0BH 定时器 0 中断入口 AJMP TIME0 ORG 30H START MOV HAOMIAO 0 清 0 MOV MIAOWEI 0 MOV SHIMIAO 0 MOV COU 0 MOV TMOD 01H 模式为 16 位计时器 MOV TH0 40H 装初值 MOV TL0 98H MOV P2 0FFH P2 口置一 SETB ET0 开定时器允许 SETB TR0 开定时器 CLR EA 关总中断 MAIN LCALL XIANSHI 调用显示子程序 LCALL ANJIAN 调用按键处理子程序 AJMP MAIN TIME0 INC COU MOV A COU 5 CJNE A 2 OVER MOV COU 0 INC HAOMIAO MOV A HAOMIAO CJNE A 10 OVER MOV HAOMIAO 0 INC MIAOWEI MOV A MIAOWEI CJNE A 10 OVER MOV MIAOWEI 0 INC SHIMIAO MOV A SHIMIAO CJNE A 6 OVER MOV SHIMIAO 0 OVER MOV TH0 40H MOV TL0 98H RETI ANJIAN LCALL XIANSHI MOV A P2 JNB P2 0 KAI JNB P2 1 GUAN LCALL XIANSHI RET KAI SETB EA LCALL XIANSHI RET GUAN CLR EA LCALL XIANSHI RET 6 XIANSHI MOV DPTR TABLE 获得表数据 MOV R1 10 赋值 10 意思为循环 10 次 LOOP MOV A HAOMIAO MOVC A A DPTR MOV P2 0EFH 开毫秒位显示 MOV P0 A 送出段 LCALL DELY1MS 延时 1 毫秒 MOV P2 0FFH 关位 防止鬼影 DJNZ R1 LOOP1 RET LOOP1 XIANSHI2 MOV DPTR TABLE1 获得表数据 MOV R2 10 赋值 10 意思为循环 10 次 MOV A MIAOWEI MOVC A A DPTR MOV P2 0DFH MOV P0 A LCALL DELY1MS MOV P2 0FFH DJNZ R2 LOOP2 RET LOOP2 XIANSHI3 MOV DPTR TABLE 获得表数据 MOV R3 10 赋值 10 意思为循环 10 次 MOV A SHIMIAO MOVC A A DPTR MOV P2 0BFH MOV P0 A 7 LCALL DELY1MS MOV P2 0FFH DJNZ R3 LOOP RET DELY1MS MOV R7 250 DL1 NOP NOP DJNZ R7 DL1 RET TABLE DB 0C0H 0F9H 0A4H 0B0H 99H 92H 82H 0F8H 80H 90H 0FFH TABLE1 DB 040H 079H 024H 030H 19H 12H 02H 078H 00H 10H END 4 24 2 原理图分析原理图分析 按键原理图 谐振电路 复位按钮 8 按键原理图 谐振电路 复位按钮及仿真原理图 电源电路原理图 4 34 3 实验效果实验效果 通过最后软件对程序的编译 组建 执行 还有最终生成 hex 文件 把 hex 下载到 TX 1C 学习板的 STC89C52RC 单片机上的最终效果图如下 9 图 1 复位 00 0 图 2 59 9 图 3 开始自加 运行 图 4 开始自加 运行 5 5 实验小结实验小结 此次课程设计可以使得我们把平时课堂上学的理论知识运用到实中 通过课程设计 的独立完成 可以加深我们对的理论知识理解 为以后下一步的学习打下的基础 组装与 调试中就会让我们学到更多的知识 无论理论上电路是画得多好 但在组装时都会碰到 或多或少的问题 我们学会调试和检测 只有这样我们才会发现问题 才能对问题进行分 析 从而解决问题 在我们在实际的工作中提高了自己的动手能力 我们也体会到在工 作中要专心致志和保持心境的平和 在设计中 还学习应用了电脑模拟仿真 我觉得这 也是一个学习的关键要点 在平时的学习中都是学习书上的理论知识 但我们对某个电 路的实际工作情况以及其正确与否就从来没有见到过没有验证过 在设计的时候 我们 10 以理论为基础 可以运用一些电脑模拟软件 如 Proteus Protel 等 在电脑上先连好电 路图进行模拟 这样可以检测出里面存在的问题 然后我们加以改正 到真正组装和调试 时就能做到事半功倍了 所以通过这次课程设计不但让我巩固了所学的原有知识 更让我学到了一些新的 知识 11 6 6 参考文献参考文献 1 孙育才 MCS 51 系列单片微型计算机及其应用 第 4 版 M 东南大学出版社 2011 2 张齐 朱宁西 单片机应用系统设计技术 M 电子工业出版社 2010 7 3 张义和 陈敌北等 例说 8051 第 3 版 M 人民邮电出版社 2010 4 张靖武 周灵彬 单片机原理 应用与 Proteus 仿真 M 北京 电子工业出版社 2008 8 5 广东工业大学华立学院图书馆 6 21IC 中国电子网 7 百度 12 心 得 体 会 通过这次课程设计让我更深刻的理解了书本上的知识 理解了知识必须付 之于实践才能得到巩固和提升 同时通过实践也让我认识到了自身的各方面的 不足 更让我积累了如何完成设计任务的经验 程序设计需要严谨紧密的逻辑思维 根据程序流程图写出简洁清晰 并加 以注译说明的程序 方便程序调试和相应的修改 以达到能够实现所要求的功 能的目的 编程调试以及仿真过程是一个非常考验人耐性 逻辑思维能力的过 程 每错一步结果就不同 要经过不断地思考 不断地调试 不断修改 设计 一个电路一定是一个系统的工作 一定会有不同的分工 而且在设计的