倒计时秒表课程设计

1、倒计时秒表课程设计目录一设计目的1二设计要求1三总体设计13.1设计方案13.2硬件电路设计11 ) CPU 部分12) 晶振电路部分23 ) LCD 显示34 )键 盘 及 蜂 鸣 器 部分333软件程序设计4四方案实施64. 1单片机简介64. 2动态LCD液晶显示器显示64. 3 软件调试及调试方法8五课程设计总结1010六.参考文献七.附件117.1源程序1272总体电路图22一. 设计目的1熟悉整个项目的流程即单片机系统设计过程2学会使用各种仿真软件3熟练的使用汇编语言编写小的应用程序4掌握系统的调试与安装5提高学生的自学能力和动手能力二. 设计要求1）可以实现正常秒表的所有功能，包

2、括启动，暂停，复位等2）可以自由设定倒计时时间（10s, 20s, 30s.）,并进行倒计时（10s, 20s, 30s.）3）显示方式自选4）任选一款51单片机5）扩展功能：在秒表基础上增加时钟功能；倒计时完成时加入报警单元，如声音， 灯光等三总体设计3.1设计方案1）方案讨论和设计：倒计时数字秒表的设计主要考虑以下几个问题：一，LCD液晶 显示器如何显示数字09；二，如何用单片机来控制LCD的显示；三，单片机最小 模式下的设计。处理好这些问题此设计才能完整，为此必须先了解LCD的显示原理和 接线方法，再了解单片机的组成原理和控制方法。硬件电路的绘制和软件程序的编写 是此次设计的关键和基础，

3、只有硬件电路的设计是正确的、合理的，软件设计才可以 根据硬件电路编程，以下的设计才能够进行。2）主要任务：软件的调试和烧录3. 2硬件电路设计1）CPU部分P2. 0 口是调模式num 10, num20, num30, num50, numlOOP2.1 口是“开始”倒计时端口P2.2 口是“关闭”（返回）轰鸣器口，在定时可以返回到模式状态。P2. 3 口是给轰鸣器送触发信号口P2.4 口是“暂停” 口 U1 -隼-缪.，-XT心RSTPO.OWCO P0.V/1 P02O2 P0.卽畑 P0.4A4P0.6WD6P0.7X/7 39383736343332 P2.2/A1O P2.3/A1

4、1 P2.47A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15122329-.31_L PSEN ALE EA242526-273 28t1 P1.0 P1.1P1.2 P仁2P1.4P1.5 P仁8P1.7P3.0/RM) Qi 1 AWHl1O -213r. 1/ I AUP3.2/1WP2.3/lMfTP3.4/1DP3.5/T1P3.8M P3.7/RD24135B14M5了16&8 17主要有AT89C51,按键等构成2）时钟振荡模块时钟振荡电路用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号，电路由两个30pF 的瓷片电容和一个12MHz的晶振组成，并接入到单片机的XTAL1和XTA

5、L2引脚处，使 单片机工作于内部振荡模式。此电路在加电后延迟大约10ms振荡器起振，在XTAL2 引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率决定。 电路中两个电容C4、C5的作用使电路快速起振，提高电路的运行速度。晶振电路模3) LCD显示部分D1-D7 口分别依次接单片机的Pl. 0-P1. 7；RS, RW, E 分别接 P3. 0-P3. 3 口LCD显不部分4)键盘及蜂鸣器部分歼始SOUNDS键盘及轰鸣器部分3P2. 0 口是调模式num 10, num20, num30, num50, numlOOP2.1 口是“开始”倒计时端口P2.2 口是“关闭”（返

6、回）轰鸣器口，在定时可以返回到模式状态。P2. 3 口是给轰鸣器送触发信号口P2.4 口是“暂停” 口3. 3软件程序设计程序流程图:开始定时器TO, T1初始化LCD初始化r四. 方案实施4.1单片机简介单片机是把中央处理器(CPU),存储器和输入输出接口电路等主要微型机部件集 成在一块芯片上，因此称为单片机，主要用于测控领域。自从1976年Intel公司推 出第一代8位的MCS-48系列单片机，它以体积小、控制功能全、价格低等优点为单 片机的发展打下了坚实的基础。随后单片机发生了深刻的变革，目前市面上最常用的 51系列单片机也是8位的，因为其品种全、兼容性强、软硬件资料丰富的特点，因 此历

7、经几十年仍然是最常用的单片机系列。随着技术的进步和发展，16位单片机32 位单片机相继产生，其性能也有了长足的提高，但是其基本组成仍然没有改变。设计中应用到的STC89C51是Atmel公司生产的51系列单片机中的一个典型代表,AT89C51引脚图从图中可以看到AT89C51有PO、Pl、P2、P3四个输出输入口，其中P2.1 口接开 关用来LCD数字显示的起停，其中+5V的高电平有电源电路提供。4. 2动态LCD液晶显示器显示 液晶是人机交互最重要的通道，液晶不光要显示文字信息，还要显示波形信息, 所以，编写一套完善的函数库是必不可少的，其中应该包括显示ASCH码、字 符串、整型数字、浮点数

8、、汉字、画点、画线等一系列函数。上层函数的建立离不开底层的驱动，最底层驱动应该是建立在液晶基本时序与指令的基础上。如图1,是液晶模块的基本时序图。图1 DMF5001液晶模块基本时序图9根据时序图和控制指令，不难写出基本的读写函数。这些函数就 是构建上层的基础。之后，还必须了解液晶的基本显示方式和充填方式。如图 2,是液晶模块的缓冲区与显示屏的映射关系。T6963控制芯片内部有64KB的 缓冲区，可以由程序划分为图形、文本、文本特征3类缓冲区，在不同缓冲区 里写入不同数据，在液晶屏上将映射相应的信息，这也就是液晶模块显示信息 的原理。因为T6963内部含有ASCII码字库，所以要想显示字符信息

9、，只 需在文本区内填入相应的信息即可。如果要显示汉字或图形，则必须先在单片机内部的ROM区建模， 然后将这些信息写入液晶的图形缓冲区，在液晶控制模块的控制下，相应的信 息就会映射在显示屏上，也就是我们看到的汉字或图形信息了。如果要实时显示AD采集的波形图以及FFT处理后的频谱图，这 里将就动态波形显示用到的技术加以详细介绍。波形的显示离不开“点”的显示，所谓“点动成线”也就这个道 理，对于只有黑白两级灰度的液晶来说，画一个“点”就是将一个像素点亮。 所以我们根据时序图，先建立在LCD屏上显示“点”的底层函数。在液晶屏上 绘制“点”，有两点需要注意，一是缓冲区空间的大小，二是像素的充填方式。 在

10、DMF5001液晶模块中，“点”的绘制需要在图形缓冲区中进行。对于160X128像素的显示屏，图形缓冲区一共占用(160X128) /8=2560字节的空 间，每一个字节对应一个地址，也就是一共有2560个地址。考虑到DMF5001 图形的充填方式是从上到下，横向填充，加上控制指令本身就支持对一个像素 亮灭的控制。所以很容易根据缓冲区的地址，控制液晶屏上某一个点的亮灭， 也就是所谓的画“点” 了。4. 3软件调试及调试方法1) 启动keil uVision,编写倒计时汇编语言程序，然后点击Project菜单New project ,新建一个工程，接着选择CFU类型，我们选择最常用的AT89C5

11、1。2) 在工程中加入文件。新建一个文件倒计时.C保存，汇编语言文件建好后把文件加入 到工程中。仿真图形如下：File Edit Viev Project Debug Flask Peripherals Tools SYCS Vindov Help电亀| 2辜車仏鬼鬼喑岡鋤谢 I * s m ffl B 总 Target 1Project Workspace三E lar细1-Q Source Group 1& IjTexU.c001 Eimclude 4mcludedefine uchar unsigned char sb it sb it sbit sb it sb it sbit sb i

12、t sb it uchar uchar-”* * 你 咲 void Delay Ims (uchar count)0D20030Q40D5006OD?0D8009010011012013OU0150166(01?018019|020 . 021总*柑*林*写换晶命令程序*枠灶*灯* 022 void urite com(uchar con)O23E 024025026027028023030031032033 .一0鲜(3*柑 *核晶数扌舌程戶 * * 灯035 void urite dataOichar dt)/bu nerg yong dataO36E (-03?0380390400410

13、424rs=P3P：muPXi；errP3A2;tiao=P2A0：kaishi=P2Al;fanhui=P2rt2;fjiFP2A3;wanting二 P3F:num, miao, jishu:tniiao, zz=0;:延时程序 * gxi(灯灯帖L)uchar i, j;for (i=0;icount:i+) for(j=0;j120;j+)；rs=0;如0：en=0：DelayIms(2); P 上 com;Delay1ms(4): en=l:DelayIms(4):en=0;rs=l;HT=0：en=0：DelayIms(2);Fl=dt：Delay 1ms：Bl Teitl.c3）

14、编译工程及文件，发现错误更改后再重新编译文件，直到没有错误并且产生了xxx. hex 的文件。4）用单片机仿真软件ISIS7. 4 Professional来仿真此次设计的单片机是否能够完成设 计的要求。仿真显示电路图如下：lie Fiet cut loot5 licnlefeic Ut*uy 7电疥+ +殘氏*9CZXHI R. itjz 疋品上Q 嵐戈国卫13五. 课程设计总结1）在单片机的课程设计中，我加深了对51系列单片机的认识，尤其是在定时计数器、 中断系统、串行通信接口方面，我得到了很大的收获。2）通过本次设计，使我认识和了解了基本的单片机设计的开发及仿真过程，我学到: 经过理论联

15、系实际，加深了对单片机和模拟电路基础知识的理解及应用，学会了液晶 显示器接法，熟识了硬件驱动LCD动态显示的基本原理和程序编写，提高了将单个电 子器件组合到一起构成所需电路系统的能力；3）在绘制电路图和仿真图的过程中，巩固了电气专业最基本软件要求，提高了对 Protues单片机仿真软件及汇编程序编写软件keil uVision3的认识；目前单片机在社会上应用很广泛，这使我相信所学的东西在以后的工作中会有用 的。在本次设计过程中得到了指导老师的大力支持，在此表示感谢！六. 参考文献1李广弟单片机基础M北京：航空航天大学出版社2001年1月2迟荣强单片机原理及接口技术M北京:高等教育出版社2004

16、年9月3张毅刚单片机原理及应用M北京：高等教育出版社2008年5月七附件7.1源程序：#include#include#defineuchar unsigned char sbit rs=P3*0;sbit rw=P3l;sbit en=P3*2;sbit tiao=P20;sbit kaishi=P2*l;sbit fanhui=P22;sbitfnFP23;触发蜂鸣器sbit zanting=P3*4; uchar num, miao, jishu;uchar tmiao, zz=0;/ / * 延时程序 *void Delay1ms(uchar count)uchar i j;for(i

17、=0;icount;i+)for(j=0;j120;j+);/* 水水 * 写液晶命令程序 *void write_com(uchar com)rs=0;rw=0;en=0;Delaylms (2);Pl=com;Delaylms (4);en=l;Delaylms (4);en=O;* 写液晶数据程序 *void write_data(uchar dt)rs=l;rw=0;en=0;Delaylms (2);Pl=dt;Delaylms (4);en=l;Delaylms (4);en=0;/* 液晶初始化程序 *void initialled()/hen yong yiwang ji ga

18、i bufenDelaylms (20);write_com(0x38);Delaylms(5);write_com(0x0c);Delaylms(5);write_com(0x06);Delaylms(5); (0x01)* 定时器 0 定时 IS* 时钟程序void timeO(void) interrupt 1 using 0TH0=0x3c;TLO=OxbO;jishu+;辻(jishu=20)jishu=O;miao+;/*3fC*1 蜂鸣器*林*水*林*void timel(void) interrupt 3 using 0THl=Oxff;TLl=0x44;/ / * 拆分显示显

19、示程序 *void chaixian (uchar xmiao)uchar xmiaol, xmiao2, xmiao3;xmiaol=xmiao/100;定时最大是一个三位数xmi ao2=xmi ao%100/10;xmi ao3=xmiao%10;write_com(0x80+0x0a);液晶定位if(xmiao=100)write.data(0x30+xmiaol);write_data(0x30+xmiao2);write_data(0x30+xmiao3);if(xmiao100)write_com(0x80+0x0c);write_data(0x00);(0x80+0x0a);w

20、rite.data(0x30+xmiao2);write_data(0x30+xmiao3);/*水*水*溶*定时程序*水水*void dingshi (uchar i)TRO=1;while(miao-l!=i)tmiao=i-miao;chaixian(tmiao);if(zz=l)/是否暂停break;i.f (fanhui=0)miao=0;jishu=O; write_com(0x01); writ e_com(0x80+0x02); write_data( T); write_data( 1 ); write_data (J a ); write_data(;write_data

21、(0x00); write_data(, M); write_data( o); write.data(0x00); write.dataf S); write_dah); write_data( i); break;if (zz=0& (miao-1) =i)TR1=1;TRO=O; (0x01); writ e_com(0x80+0x04); write_data(, T); write_data( i ); write_data(;write_ddtzl( e ); write_com(0x80+0x09); write_data(, E); write_data(, n，);write

22、_data(，d); wh订e(fanhui=l) TR1=O; miao=0; jishu=O; (0x01); write_com(0x80+0x02); write_data(，T); write_data(，; write_data(，a ); write_data C o,); write.data(0x00); write_dataC ; write_data( o); write.data (0x00); write_data( S); write_data(! h); write_data( i?);/*水水水*)|0|*床*水水*)|0|0|(* 键盘扫描程序 水*溶*水水水

23、*)|Q|OiC*水水*voidkeyscan ()ucharnuml;if (tiao=0)Delay1ms (10);if(tiao=0)num+;if (num=6)num=O;if (num=l)write_com(0x01); wri te_com(0x80+0x04); write.data( n); write_dataC f); write_ddta( m);write.data (0x30+num); wri te_com(0x80+0x0a); write_data(0x30+1); write_data(0x30+0);if (num=2) (0x01); wri te_

24、com(0x80+0x04); write_data( n); write.da; write_ddtd( nf );write.data (0x30+num); wri te_com(0x80+0x0a); write_data(0x30+2); write.data(0x30+0);if (num=3)wri te_com (0x01);wri te_com (0x80+0x04); write_data ( n ); write_data( u ); write.ddt af m ;write.data (0x30+num); wri (0x80+0x0a); write.data(0x30+3); write.data(0x30+0);if (num=4)write_com(0x01); wri te_com(0x80+0x04); write_datd( n)； write_data( u); write_dam); write.data(0x30+num); wri (0x80+0x0a); write_data(0x30+5); write_data(0x30+0);if (num=5) (0x01):