使用定時(shí)器延時(shí)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 目 錄1. 總體設(shè)計(jì)方案2 1.1.設(shè)計(jì)思路2 1.1.1.設(shè)計(jì)目的2 1.1.2.設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容2 1.1.3.芯片簡介2 1.2.設(shè)計(jì)方框圖42. 設(shè)計(jì)原理分析6 2.1.定時(shí)器工作方式0分析與計(jì)算6 2.2.電路模塊7 2.2.1.led燈顯示模塊7 2.2.1.復(fù)位電路7 2.2.2.晶振電路83. 系統(tǒng)調(diào)試84. 課程設(shè)計(jì)總結(jié)8附錄8 附錄1：程序清單9 附錄2：電路設(shè)計(jì)總圖11參考文獻(xiàn)121. 總體設(shè)計(jì)方案1.1. 設(shè)計(jì)思路1.1.1. 設(shè)計(jì)目的（1）加深對單片機(jī)原理、數(shù)字電路、模擬電路等課程的理解。（2）考察近幾年來所學(xué)的軟硬件實(shí)際操作能力。（3）應(yīng)聘工作時(shí)可以當(dāng)做代表作進(jìn)行展

2、示。（4）當(dāng)作實(shí)際制作的作品展示。1.1.2. 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容設(shè)計(jì)任務(wù) 單片機(jī)采用at89c51芯片，使用8個(gè)發(fā)光二極管，開始時(shí)接在單片機(jī)p1端口的p1.7亮，用定時(shí)器延時(shí)100ms后p1.6亮，如此向右移動，移到最右端p1.0亮后，又回到最左端重新開始向右移動，不斷循環(huán)。設(shè)計(jì)內(nèi)容 系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，在protues軟件上仿真1.1.3. 芯片簡介at89c 51單片機(jī)簡介 at89c51是一種帶4k字節(jié)flash存儲器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電壓、高性能cmos 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89

3、c2051是一種帶2k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。引腳排列如圖1-1所示 圖1-1.at89c51引腳排列主要特性： 與mcs-51 兼容 ，4k字節(jié)可編程flash存儲器，壽命：1000寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年，全靜態(tài)工作

4、：0hz-24mhz，三級程序存儲器鎖定，1288位內(nèi)部ram，32可編程i/o線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。特性概述: at89c51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部ram，32 個(gè)i/o 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，at89c51可降至0hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止cpu的工作，但允許ram，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存ram中的內(nèi)容，但振蕩

5、器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。1.2 設(shè)計(jì)方框圖 整個(gè)設(shè)計(jì)以at89c51單片機(jī)為核心，led燈顯示,復(fù)位電路 ，晶振電路組成。at89c51單片機(jī)硬件模塊led燈顯示晶振電路復(fù)位電路圖1-2.硬件方框圖軟件模塊t0中斷開始設(shè)置初值中斷計(jì)數(shù)n+1 t0為方式0初始延時(shí)5msth0=0x63tl0=0x18 開中斷中斷返回判斷n是否等于20n yn清0led燈循環(huán)亮滅等待 圖1-3.程序流程圖2. 設(shè)計(jì)原理分析2.1. 定時(shí)器工作方式0分析與計(jì)算 mcs-51片內(nèi)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以通過對特殊功能寄存器tmod中的控制字c/t的設(shè)置來選擇定時(shí)器方式或計(jì)數(shù)器方式；通過對m1m

6、0兩位的設(shè)置選擇四種工作方式。t0的方式0： 當(dāng)m1m0置為00時(shí)，定時(shí)器選定為方式0工作。在這種情況下，16位寄存器只用了13位。由th0的8位和tl0的低五位組成一個(gè)13位寄存器。 當(dāng)gate=0時(shí)，只要tcon中的tro為1，tl0及tho組成的13位計(jì)數(shù)器就開始計(jì)數(shù)；當(dāng)gate=1時(shí)，此時(shí)僅tr0=1仍不能使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，還需要int0引腳為1才能使計(jì)數(shù)器工作。由此可知，當(dāng)gate=1和tr0=1時(shí)，th0+tl0是否計(jì)數(shù)取決于int0引腳的信號，當(dāng)int0由0變1時(shí)，停止計(jì)數(shù)，這樣就可以用來測量在int0端出現(xiàn)的脈沖寬度。 當(dāng)13位計(jì)數(shù)器加1到全1以后，再加1就產(chǎn)生溢出。這時(shí)，置tco

7、n的tf0位為1，同時(shí)把計(jì)數(shù)器變?yōu)槿?.計(jì)算定時(shí)器初值計(jì)算 時(shí)鐘頻率為12mhz，12個(gè)時(shí)鐘周期為一個(gè)機(jī)器周期，此時(shí)機(jī)器周期就是1s，設(shè)th0和tl0初值都為0，則計(jì)滿th0和tl0就需要213-1個(gè)數(shù)，再來一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器溢出，隨后向cpu請求中斷。因此溢出一次共需8192s，約為8.2ms，定時(shí)5ms時(shí)給th0和tl0裝入的初值為8192-5000=3192=110001111000；th0=1100011;tl0=11000.定時(shí)100ms時(shí)需要程序產(chǎn)生20次5ms。2.2. 電路模塊2.2.1. led燈顯示模塊 圖2-1.led顯示電路圖 從led顯示電路圖中可以看出，led采用的是共

8、陽極，電阻阻值為220r如果要讓接在p1.7口的d8亮起來那么只要把p1.7口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?相反如果要接在p1.7口的d8熄滅就要把p1.7口的電平變?yōu)楦唠娖?同理接在p1.0-p1.6口的其他7個(gè)led的點(diǎn)亮和熄滅的方法同d8。因此要實(shí)現(xiàn)燈亮向右移動功能，我們只要將發(fā)光二極管d8-d1依次點(diǎn)亮、熄滅8只led燈便會一亮一暗的向右移動了。在此我們還應(yīng)注意一點(diǎn)由于人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時(shí)間很短我們在控制二極管亮滅的時(shí)候應(yīng)該延時(shí)一段時(shí)間，否則我們就看不到“流水”效果了，其中延時(shí)為100ms由定時(shí)器工作方式0產(chǎn)生，其具體硬件組成如附件。2.2.2. 復(fù)位電路 復(fù)位方式

9、有多種，本設(shè)計(jì)采加電自動復(fù)位，如圖2-2. 在rst輸入端出現(xiàn)高電平時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)位和初始化。在振蕩器運(yùn)行的情況下，要實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，必須使rst引腳至少保持兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩機(jī)器周期）的高電平。cpu在第二個(gè)機(jī)器周期內(nèi)執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位操作，以后每一個(gè)機(jī)器周期重復(fù)一次，直至rst端電平變低。復(fù)位期間不產(chǎn)生ale及psen信號。內(nèi)部復(fù)位操作使堆棧指示器sp為07h,個(gè)端口都為1，特殊功能寄存器都復(fù)位為0，但不影響ram的狀態(tài)。當(dāng)rst引腳返回低電平以后，cpu從0地址開始執(zhí)行程序。 加電自動復(fù)位電路。加電瞬間，rst端的電位與vcc相同，隨著rc電路充電電流的減小，rst端的電位逐漸下降。只要rst端

10、保持10ms以上的高電平就能使單片機(jī)有效復(fù)位。復(fù)位電路中的rc參數(shù)通常由實(shí)驗(yàn)調(diào)整。當(dāng)振蕩頻率選12mhz時(shí)，c1選10uf，r1選10k便能可靠地實(shí)現(xiàn)加電自動復(fù)位。 若采用rc電路接施密特電路的輸入端，施密特電路輸出端接單片機(jī)和外圍電路的復(fù)位端，即可使系統(tǒng)可靠地同步復(fù)位。 圖2-2.復(fù)位電路2.2.3. 晶振電路晶振電路原理圖圖2-3.晶振模塊原理圖電容c1、c2與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)180度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了震蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。選取原則：傳統(tǒng)做法，但能夠?qū)崿F(xiàn)所需

11、，即最簡單也最是實(shí)用。電容選取22pf，晶振為12mhz。3. 系統(tǒng)調(diào)試4.課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步。本次課程設(shè)計(jì)的過程是艱辛的，不過收獲卻是很大的。在設(shè)計(jì)過程中，會出現(xiàn)了一些問題，但都是常見的小問題，如：寫c程序是經(jīng)常出現(xiàn)少符號，輸入字母出錯(cuò)等，在調(diào)試時(shí)出現(xiàn)異常，不過這些都是經(jīng)常性錯(cuò)誤，經(jīng)過調(diào)試修改都一一解決，程序順利完成，并實(shí)現(xiàn)了其功能。綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識，對已有知識有了更進(jìn)一步

12、的理解和認(rèn)識。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問題，我通過查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)交流。當(dāng)然，通過這次課程設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了自身的很多不足之處，在以后的學(xué)習(xí)中，我會不斷的完善自我。 附錄 附錄1：程序清單#include#include#define uchar unsigned charuchar n,a;main() tmod=0x00; /設(shè)置定時(shí)器0工作方式0 th0=0x63; /裝初值12mhz晶振定時(shí)5ms數(shù)為3192 tl0=0x18; ea=1; et0=1; tr0=1; a=0x7f; while(1) p1=a; if(n=20) n=0; a=_cror_(a,1); /將a循環(huán)右移1位后再賦給a void t0_time() interrupt 1 th0=0x63; tl0=0x18; n+;附錄2：電路設(shè)計(jì)總圖參考文獻(xiàn)1.蔡美琴.mcs-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用. 北京：高等教育出版社，20042.郭天祥.51單片機(jī)c語言教程.北京：電子工業(yè)出版社，20093.李全利遲容強(qiáng).單片機(jī)原理及