单片机秒表课程设计

单片机课程设计单片机课程设计 实验报告实验报告 专业班级 通信专业班级 通信 09010901 组组 员 邓朋超员 邓朋超 09090901190909090119 廖海君廖海君 09090906230909090623 刘晓龙刘晓龙 09090906290909090629 指导老师 杨迎泽指导老师 杨迎泽 一 一 实验内容及要求实验内容及要求 1 1 实验内容 实验内容 用 AT89C51 设计一个 2 位 LED 数码显示 秒表 显示时间为 00 99 秒 每秒自动 加一 另设计一个 开始 按键和一个 复位 按键 再增加一个 暂停 按键和一个 快加 按键 每 10ms 快速加一 按键说明 按 开始 按键 开始计数 数码管显 示从 00 开始每秒自动加一 按 复位 按键 系统清零 数码管显示 00 按 暂停 按 键 系统暂停计数 数码管显示当时的计数 按 快加 按键 系统每 10ms 快速加一 即数码显示管在原先的计数上快速加一 2 2 实验要求 实验要求 了解 8051 芯片的的工作原理和工作方式 使用该芯片对 LED 数码管进行显示控制 实现用单片机的端口控制数码管 显示分 秒 并能用按钮实现秒表起动 停止 清零功 能 精确到 0 1 秒 要求选用定时器的工作方式 画出使用单片机控制 LED 数码管显示的电路图 并在 实验箱实现其硬件电路 并编程完成软件部分 最后调试秒表起动 停止 清零功能 二 二 课题研究目的和意义及介绍课题研究目的和意义及介绍 1 目的意义 目的意义 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 2 掌握定时器 外部中断的设置和编程原理 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 4 该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 快加功能 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 0 0 单片机数字秒表 2 2 单片机的简单介绍 单片机的简单介绍 AT89C51 是一种低功耗 高性能的片内含有 4KB 快闪可编程 擦除只读存储器 FPEROM Flash Programmable and Eraseable Read Only Memory 的 8 位 CMOS 微控制器 使用高密度 非易失存储技术制造 并且与 80C51 引脚和指令系统完全兼容 主要性能 与 MCS 51 微控制器产品系列兼容 片内有 4KB 可在线重复编程的快闪擦写存储器 存储数据保存时间为 10 年 宽工作电压范围 Vcc 可为 2 7V 到 6V 全静态工作 可从 0Hz 至 16MHz 程序存储器具有 3 级加密保护 128 8 位内部 RAM 32 条可编程 I O 线 两个 16 位定时器 计数器 中断结构具有 5 个中断源和 2 个优先级 可编程全双工串行通道 空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容 3 实验仪器实验仪器 集成电路芯片 8032 七段数码管 AT89C51 实验箱 按键 DVCC 系列单片机微机仿 真实验系统中的软件 WAVE 6000 单片机数字秒表 三 设计思路及描述三 设计思路及描述 该实验要求进行计时并在数码管上显示时间 则可利用 DVCC 系列单片机微机仿真实 验系统中的芯片 8032 芯片的功能类似于芯片 AT89C51 其管脚功能也和 AT89C51 的管 脚功能类似 中的 P3 2 管脚做为外部中断 0 的入口地址 并实现 开始 按键的功能 将 P3 3 做为外部中断 1 的入口地址 并实现 清零 按键的功能 将 P3 0 做为数据信号 DATA 输入的入口地址 将 P3 1 做为时钟信号 CLK 输入的入口地址 定时器 T0 作为每秒 加一的定时器 定时器 T1 作为 快加 键的定时器 其中 开始 按键当开关由 1 拨向 0 由上向下拨 时开始计时 清零 按键当开关由 1 拨向 0 由上向下拨 时数码管清 零 此时若再拨 开始 按键则又可重新开始计时 方框图如下图 图 3 数字秒表设计导向图 单片机数字秒表 四 硬件设计四 硬件设计 1 1 接口电路 接口电路 利用 12M 晶振的一个机器周期为 1 微秒 通过循环产生 1 秒时间延迟 扫描单片机中 所存放的时间的值 可正记时 也可倒计时 并通过输出显示在数码管上 如图 图 4 1 秒表系统连线图 P0 0 P0 7 对应了两个接数码管的 A B C D E F G 和小数点位 P2 6 接显示个位数的数码 管的 3 8 引角 P2 7 则接十位数的 P3 6 P3 7 分别接按键 单片机数字秒表 2 硬件连线图 硬件连线图 图 4 2 数字秒表程序硬件电路连线图 单片机数字秒表 五 软件设计五 软件设计 1 数字秒表工作流程图 数字秒表工作流程图 图 5 数字秒表工作整体流程图 2 用 用 51 单片机实现数字秒表工作源程序单片机实现数字秒表工作源程序 OUTBIT EQU 08002H 位控制口 OUTSEG EQU 08004H 段控制口 LSEC EQU 31H SEC EQU 32H MIN EQU 33H FLAG BIT 20H 0 位定义 KEY1 BIT P3 6 KEY2 BIT P3 7 ORG 0000H LJMP START 初始程序入口地址 单片机数字秒表 ORG 000BH LJMP TIMER0 加一子程序入口地址 ORG 0060H START LCALL INITIAL 调用启动 LCM 子程序进行初始化 LOOP LCALL DISPLAY 退出时钟调整时键释放等待 JNB KEY1 WAIT 判断 KEY1 等待 JNB KEY2 RESET LJMP LOOP CONTROL CLR TR0 关定时器 LCALL DISPLAY JNB KEY1 CONTROL CPL FLAG JB FLAG BEGIN SETB TR0 重置定时器 LJMP LOOP WAIT LCALL DISPLAY JNB KEY1 CONTROL LJMP LOOP BEGIN CLR TR0 LJMP LOOP RESET JNB TR0 CLE LCALL LOOP CLE LCALL CLEAR LJMP LOOP INITIAL LCALL CLEAR SETB FLAG MOV DPTR TAB MOV TMOD 01H 定时器 0 方式一 MOV TL0 0F0H MOV TH0 0D8H 单片机数字秒表 SETB EA 开中断 SETB ET0 开 T0 中断 RET TIMER0 CLR TR0 MOV TL0 0F0H MOV TH0 0D8H 重新赋值 SETB TR0 INC LSEC MOV A LSEC CJNE A 100 EXIT MOV SEC 00H INC SEC MOV A SEC CJNE A 60 EXIT MOV SEC 00H INC MIN MOV A MIN CJNE A 60 EXIT MOV MIN 00H EXIT SETB TR0 RETI CLEAR MOV A 00H MOV LSEC A MOV SEC A MOV MIN A RET DISPLAY MOV R3 01H MOV R0 31H MOV R4 3 选择 3 组工作寄存器 DISPLAY1 MOV A R0 单片机数字秒表 MOV B 0AH DIV AB MOV R5 A MOV A B MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR 查字形码表 MOV DPTR OUTSEG 设置显示起始位置 MOVX DPTR A 设定显示位置 MOV DPTR OUTBIT MOV A R3 MOVX DPTR A 显示数据 LCALL DELAY100US MOV A 00H MOVX DPTR A MOV A R3 RL A MOV R3 A MOV A R5 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR MOV DPTR OUTSEG MOVX DPTR A MOV DPTR OUTBIT MOV A R3 MOVX DPTR A LCALL DELAY100US MOV A 00H MOVX DPTR A MOV A R3 RL A 单片机数字秒表 MOV R3 A INC R0 DJNZ R4 DISPLAY1 RET DELAY100US MOV R7 50 循环 50 次 DJNZ R7 r7 1 不为 0 执行本指令 RET 查表指令 TAB DB 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH DB 7DH 07H 7FH 6FH 六 实验心得及体会六 实验心得及体会 1 认真审题 看懂题目的要求 选择适当的课题 不益太简单或者太难 做到既能把课 题完成又能锻炼自己的能力 2 2 根据课题要求 复习相关的知识 查询相关的资料 3 3 根据实验条件 找到适合的方案 找到需要的元器件及工具 准备实验 4 4 根据课程设计的要求和自己所要增加的功能写好程序流程图 在程序流程图的基础上 根据芯片的功能写出相应的程序 然后再进行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 5 5 还要根据实验的实际情况 添加些额外程序来使系统更加的稳定 如开关的消震荡 采用延迟 6 6 程序要尽量做到由各个子程序组成 在有些程序后面最好加注释 这样在程序出错的 检查过程中可以更容易查找的到 也更简洁 更明白易懂 7 7 该实验的程序可以参考 DVCC 系列单片机微机仿真实验系统实验指导书中的串并转换 实验 也可自己根据自己熟悉的方法来编程 8 8 在设计控制开关时 注意 2 个中断的打开和关闭的先后顺序 否则就会出错 七 总结七 总结 本文主要从硬件方面说明设计的总体思路和设计的实现过程 预期的设计目的是 能 够实现时钟的基本功能 正常显示时分秒 在设计过程中 曾经遇到很多的障碍 设计图经 单片机数字秒表 过许多次的修改最后才定下来 但在调试的过程中又出现了问题 需要修改原理图 比如 硬件的布局 要作到使连接的线路最短 并不没有想象中的那么容易 再焊接过程中稍不 注意就会出现管脚的错位 有些在硬件测试过程中才检查出来 在设计中有好多问题都是因为理论知识不扎实 在有些管脚的置零置一上 概念的模糊 这 使作者明白要把所学到的理论转化为实践需要一段努力学习的过程 在做一个设计的过程 中 一定要注意理论和实践同步进行 光有理论知识还是远远不够的 要用时间去检验理 论 用理论指导实践 最近几年 科学发展很快 渗透在工农业生产的许多领域 通过毕业论文的设计我们 有了更深的认识 只有在设计制作的过程中不断的学习才能有更新的进步 不论在什么地方 什么岗位我门都要以学为主 学以学以置用 才能把我们的工作做的更好 八 参考文献八 参考文献 1 吴金戎 沈庆阳 郭庭吉 8051 单片机实践与应用 M 北京 清华大学出版社 2002 2 楼然苗 李光飞 51 系列单片机设计实例 M 北京 航空航天大学出版社 2003 4 李鸿 单片机原理及应用 M 湖南 湖南大学出版社 2004 5 何立民 单片机高级教程 M 第 1 版 北京 北京航空航天大学出版社 2001 6 徐惠民 安德宁 单片微型计算机原理接口与应用 M 第 1