第18周課設(shè)——多功能秒-表系統(tǒng)(共26頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上單片機(jī)課程設(shè)計(jì)課題： 多功能秒表系統(tǒng)系 別： 電氣與電子工程系專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 李小敏 王明杰河南城建學(xué)院2011年 12 月 29 日成績(jī)?cè)u(píng)定·一、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量、答辯情況及其平時(shí)表現(xiàn)綜合評(píng)定）。二、評(píng)分評(píng)分項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分答辯評(píng)分平時(shí)表現(xiàn)評(píng)分合 計(jì) （100分）任務(wù)完成情 況（20分）課程設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量（40分）表達(dá)情況（10分）回答問(wèn)題情 況（10分）工作態(tài)度與紀(jì)律（10分）獨(dú)立工作能力（10分）得分課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)成績(jī)： 分（折合等級(jí) ）指導(dǎo)教師簽字 年 月 日目錄11單片機(jī)簡(jiǎn)介312設(shè)計(jì)任務(wù)

2、3 13設(shè)計(jì)要求325、鍵盤電路.726、顯示電路73.3源程序代碼及注解 11附錄2：1 概述11單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)是性能價(jià)格比高、體積小、對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)滲透力大、最有前途的微控制器。單片機(jī)自20世紀(jì)70年代初研制成功并發(fā)展至今，已進(jìn)入第四代。它主要是在一塊芯片上集成了CPU、存儲(chǔ)器以及輸入輸出電路，在工業(yè)過(guò)程中被廣泛應(yīng)用在控制電路中。從單片機(jī)的系列來(lái)看，國(guó)內(nèi)外已超過(guò)50個(gè)系列、近500個(gè)品種，當(dāng)前正處于更新?lián)Q代、百花齊放的時(shí)期。新的系列和專用系列正在不斷涌現(xiàn)。按位數(shù)分類有4位、8位、16位以及32位單片機(jī)等，4位單片機(jī)由于價(jià)格低和出現(xiàn)的早得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在家電應(yīng)用領(lǐng)域中其還有很大的優(yōu)勢(shì)，

3、為了抵御8位機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)，4位機(jī)在結(jié)構(gòu)和功能上都有很大的改進(jìn)。8位機(jī)的生產(chǎn)廠家以及品種都很多，在實(shí)際的生產(chǎn)中應(yīng)用也最為廣泛，其中Intel公司的8051系列單片機(jī)在我國(guó)應(yīng)用最為廣泛，另外8位單片機(jī)也在其功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)上不斷的進(jìn)行改進(jìn)，目前功能是越來(lái)越強(qiáng)大。16位單片機(jī)在數(shù)據(jù)處理以及單片機(jī)的性能上有了很大的改進(jìn)。32位單片機(jī)是隨著高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生的。12設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制的多功能秒表系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、用兩位共陰極LED數(shù)碼管以及按鍵來(lái)設(shè)計(jì)0099秒計(jì)時(shí)器。將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行加計(jì)時(shí)，同時(shí)數(shù)碼管能夠正確地顯示時(shí)間

4、。13設(shè)計(jì)要求：1、能同時(shí)記錄四個(gè)相對(duì)獨(dú)立的時(shí)間并分別顯示 。 2、兩位LED動(dòng)態(tài)顯示，顯示時(shí)間為0099秒。 3、每秒自動(dòng)加1。 4、一個(gè)開始按鍵、一個(gè)復(fù)位按鍵、一個(gè)暫停按鈕和一個(gè)計(jì)錄按鈕（附加功能）。 5、翻頁(yè)按鈕查看四個(gè)不同的計(jì)時(shí)值 。2 系統(tǒng)總體方案本設(shè)計(jì)所選用的STC89C52單片機(jī)由CPU，振蕩器與時(shí)序電路， 4個(gè)8位的I/O端口（P0，P1，P2，P3），串行口等組成。STC89C52的管腳圖如圖1所示。 圖一：STC89C52的管腳圖2.1 STC89C52芯片簡(jiǎn)介 STC89C52是一個(gè)低功耗,高性能CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含8k Bytes ISP(In-system p

5、rogrammable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及STC89C52引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的STC89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 STC89C52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳,8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器,256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）,32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口,5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷,2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口,看門狗（W

6、DT）電路,片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 此外, STC89C52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。2.2主要功能特性： · 兼容MCS-51指令系統(tǒng)· 8k可反復(fù)擦寫(>1000次）ISP Flash ROM· 32個(gè)雙向I/O口· 4.5-5.5V工作電壓· 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器&

7、#183; 時(shí)鐘頻率0-33MHz· 全雙工UART串行中斷口線· 256x8bit內(nèi)部RAM· 2個(gè)外部中斷源· 低功耗空閑和省電模式· 中斷喚醒省電模式· 3級(jí)加密位· 看門狗（WDT）電路· 軟件設(shè)置空閑和省電功能· 靈活的ISP字節(jié)和分頁(yè)編程· 雙數(shù)據(jù)寄存器指針表111整體設(shè)計(jì)框圖： P2口P1口鍵盤控 制電 路晶振電 路復(fù)位電 路兩位一體數(shù)碼管圖2：整體設(shè)計(jì)框圖23復(fù)位電路：采用上電加按鈕復(fù)位。這個(gè)系統(tǒng)中的復(fù)位電路是采用上電加按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)镾TC89C52單片機(jī)的復(fù)位是靠外部電路實(shí)

8、現(xiàn)的。STC89C52單片機(jī)工作之后，只要在他的RST引線上加載10ms以上的高點(diǎn)平，單片機(jī)就能有效地進(jìn)行復(fù)位。STC89C52單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位、按鍵復(fù)位、以及上電加按鍵復(fù)位等，我們采用的是上電加按鍵復(fù)位方式，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是上電后可以直接進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，當(dāng)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可以隨時(shí)使電路復(fù)位。圖3：復(fù)位電路24晶體時(shí)鐘電路： 通過(guò)XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器構(gòu)成內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路是一個(gè)高增益反相放大器，引線 XTAL1和XTAL2分別為 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部

9、時(shí)鐘工作電路的輸入和來(lái)自反向振蕩器的輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。圖4：晶體時(shí)鐘電路25鍵盤電路：用部分P1口做開始開關(guān)，P1.0停止，P1.1復(fù)位，P1.3暫停記錄，P1.4上翻，P1.5下翻，用外中斷INT0開始，用軟件法消除抖動(dòng)。圖5：鍵盤電路26顯示電路：采用LED動(dòng)態(tài)顯示，用P2口驅(qū)動(dòng)顯示。 圖6：顯示電路3 軟件設(shè)計(jì)31 設(shè)計(jì)思想因?yàn)槊氡碓O(shè)計(jì)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，因此在軟件設(shè)計(jì)中我們一般采用模塊化程序設(shè)計(jì)的方法。模塊是一個(gè)具有獨(dú)立功能的程序，可以單獨(dú)設(shè)計(jì)、調(diào)試與管理，模塊可分為功能模塊和控制模塊兩類。我們通過(guò)模塊化程序設(shè)計(jì)可按適當(dāng)?shù)脑瓌t把一個(gè)情況復(fù)雜、規(guī)模較大的程序系統(tǒng)劃分為一個(gè)

10、個(gè)較小的、功能相關(guān)而又相對(duì)獨(dú)立的模塊。每個(gè)小的模塊完成一個(gè)確定的功能，在這些小的模塊之間建立必要的聯(lián)系，互相協(xié)作完成整個(gè)程序要完成的功能。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，有利于程序的優(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。其中的模塊即為子程序，子程序是功能獨(dú)立的程序段。子程序的基本思想是編寫一次，可以重復(fù)使用。子程序的形式可以是一個(gè)程序文件，也可以是一個(gè)過(guò)程或函數(shù)。子程序總被其他程序調(diào)用而不單獨(dú)執(zhí)行，這與主程序相對(duì)。這個(gè)主程序也是由多個(gè)子程序模塊組成，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

11、體的功能，、快加、復(fù)位，計(jì)數(shù)和顯示等，在具體需要時(shí)調(diào)用相應(yīng)的模塊即可開始 初始化P1.0=0?P1.1=0?P1.3=0?P1.4=0?P1.5=0?停止復(fù)位下翻上翻夠4個(gè)？P1.0=0?N暫停記錄NNNNNN3.2、程序流程圖：定時(shí)器流程圖壓棧保護(hù)賦定時(shí)初值到1秒？調(diào)用加1程序調(diào)用顯示程序中斷返回Y加1子程序流程圖：（20H） A進(jìn)位清零做加法到100？（20H）清零個(gè)位十位分開返回Y3.3程序代碼及注解（1）：主程序MAIN: MOV SP, #50H MOV TMOD, #11H MOV TH1,#0D8H ;定時(shí)10ms MOVTL1, #0F0H MOV TH0,#0CFH ;定時(shí)2

12、5ms MOVTL0, #02CH MOV 20H,#00H ;BIN SECOND MOV 30H,#00H ; SECOND MOV31H, #00H MOV40H, #40 MOV 71H, #00H MOV 72H, #00H MOV 73H, #00H MOV 74H, #00H MOV R2, #04H MOV R3, #04H MOV R1, #71H SETB EA SETB EX1 CLR ET1 SETB ET0 CLR PT0 CLR PT1 SETB PX1 SETB IT1 MOVP2, #0FFH CLRTR0 CLRTR1 CLR 7FH判斷是否有鍵按下，并確定是

13、哪一個(gè)鍵，轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的子程序的入口地址去執(zhí)行子程序。沒(méi)有鍵按下則一直等待，直到有鍵按下。ML1:ACALLDISP ;調(diào)用顯示程序P1.0鍵按下時(shí)，計(jì)數(shù)停止START: JB P1.0, LOOP1 ACALL DELAY10 ;延時(shí)JB P1.0, LOOP1 ;P1.0=1，跳轉(zhuǎn)到LOOP1執(zhí)行JNB P1.0, $LJMP STOP ;P1.0=0，跳轉(zhuǎn)到停止子程序P1.1鍵按下時(shí)，數(shù)字清零復(fù)位LOOP1: JB P1.1, LOOP2 ACALL DELAY10 ;延時(shí)JB P1.1, LOOP2 ;P1.1=1，跳轉(zhuǎn)到LOOP2執(zhí)行JNB P1.1, $LJMP RESET ;P1.

14、1=0，跳轉(zhuǎn)到復(fù)位子程序 P1.3鍵按下，暫停記錄LOOP2: JB P1.3,LOOP3 ACALL DELAY10 ；延時(shí) JB P1.3, LOOP3 ;P1.3=1，跳轉(zhuǎn)到LOOP3執(zhí)行JNB P1.3, $ LJMP JILU ;P1.3=0，跳轉(zhuǎn)到暫停記錄子程序P1.4鍵按下時(shí)，執(zhí)行上翻功能LOOP3: JB P1.4,LOOP4 ;P1.4=0，SHANGFAN ACALL DELAY10 ;延時(shí) JB P1.4, LOOP4 ;P1.4=1，跳轉(zhuǎn)到LOOP4執(zhí)行 JNB P1.4, $ LJMP XIAFAN ;P1.4=0，跳轉(zhuǎn)到上翻子程序P1.5 鍵按下時(shí)，執(zhí)行下翻功能LO

15、OP4: JB P1.5,LOOP ;P1.5=0，XIAFAN ACALL DELAY10 ;延時(shí) JB P1.5, LOOP ;P1.5=1，跳轉(zhuǎn)到LOOP執(zhí)行 JNB P1.5, $ LJMP SHANGFAN ;P1.5=0，跳轉(zhuǎn)到下翻子程序LOOP: SJMP HERE（2）停止子程序軟件對(duì)定時(shí)器0和定時(shí)器1的控制位清零，使定時(shí)器停止工作STOP: CLR TR0 CLR TR1 ; 關(guān)閉定時(shí)器0，1 ACALL DISP SJMP HERE（3）復(fù)位子程序軟件對(duì)顯示的各內(nèi)存單元清零，并回到開始前的初始狀態(tài)，具體程序如下所示 ：RESET: CLR TR0 CLR TR1 ;關(guān)閉定時(shí)

16、器0，1 MOV 20H, #00H MOV 30H, #00H MOV 31H, #00H ACALL DISP ;調(diào)用顯示子程序SJMP HERE（4）按鍵消抖程序DELAY10: MOV R4,#14H 延時(shí)10ms再次判斷該位的狀態(tài)，若仍是0則說(shuō)明該鍵被按下，彈起后去執(zhí)行該按鍵功能；若為1，則說(shuō)明是抖動(dòng)則繼續(xù)向下判斷。例如下面的程序中就調(diào)用了這個(gè)子程序。LOOP2: JB P1.3,LOOP3 ;P1.3=0時(shí)，暫停記錄 ACALL DELAY10 JB P1.3, LOOP3 JNB P1.3, $ LJMP JILU 4 ISIS7Professionl軟件仿真利用Keilu Vi

17、sion軟件對(duì)源程序進(jìn)行編譯，編譯成功后，把編譯結(jié)果保存。然后根據(jù)我們的軟件在PROTEUS中設(shè)計(jì)出相應(yīng)的硬件電路，并將該電路保存到與WAVE程序相同的文件夾中，最后將程序裝載到單片機(jī)中，通過(guò)ISIS7Professionl仿真，看程序是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)想的功能.仿真圖如下圖所示：5 課程設(shè)計(jì)體會(huì)雖然我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)的東西還只是一些很不起眼的東西，但是學(xué)習(xí)都是有一個(gè)過(guò)程的，并非一蹴而就、一步登天。我們只有把基礎(chǔ)打好，在不懈的摸索中發(fā)掘?qū)W習(xí)的愛好和實(shí)踐的樂(lè)趣。我們所學(xué)到的內(nèi)容和我們?cè)谕饨缃佑|到的一些知識(shí)多少都會(huì)存在一些差異，因?yàn)橹R(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用在本質(zhì)上本來(lái)就存在著很大的區(qū)別，俗話說(shuō)：想到和做到完全是兩碼

18、事，這也教會(huì)了我們?cè)趯W(xué)習(xí)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的總結(jié)，為更好的實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。學(xué)院開設(shè)的課程有限，我們接收到的知識(shí)也是有限的，但是我們有無(wú)限的能力去學(xué)習(xí)無(wú)限的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們學(xué)會(huì)了很多，也學(xué)到了很多，同時(shí)，對(duì)單片機(jī)這門課程有了更深一步的理解和掌握。1、本次課程設(shè)計(jì)使我加深了對(duì)單片機(jī)課程的全面認(rèn)識(shí)，復(fù)習(xí)和掌握，對(duì)MC-51單片機(jī)有了更深入的了解，對(duì)I/O口的使用，晶振電路的接法，以及復(fù)位電路等的掌握都有了很大程度的提高，這為以后的實(shí)踐打下了良好的基礎(chǔ)。2、掌握了定時(shí)器、外部中斷的設(shè)置和編程原理。3、通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)能夠?qū)纹瑱C(jī)軟硬件結(jié)合起來(lái)，對(duì)程序進(jìn)行編輯，校驗(yàn)。4、還要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情

19、況，添加些額外程序來(lái)使系統(tǒng)更加的穩(wěn)定，如開關(guān)的消震蕩（采用延遲）。5、程序要盡量做到由各個(gè)子程序組成，在有些程序后面最好加注釋，這樣在程序出錯(cuò)的檢查過(guò)程中可以更容易查找的到，也更簡(jiǎn)潔，更明白易懂。6、我在編程過(guò)程中還有好多不理解的地方，經(jīng)過(guò)同學(xué)的幫助終于完成了這次設(shè)計(jì)。在這個(gè)過(guò)程中體會(huì)到了合作的好處，更了解的互相幫助的重要性。由于編程能力的有限和所學(xué)知識(shí)的局限性，在這個(gè)程序和設(shè)計(jì)系統(tǒng)中雖然實(shí)現(xiàn)了所有的基本要求和部分的高級(jí)要求，但是這其中還有許多不完善的地方，有時(shí)在上翻和下翻時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，這說(shuō)明我在這方面還存在著很多不足，知識(shí)不夠完備和系統(tǒng)，在以后的學(xué)習(xí)中還有待提高。雖然焊出了電路，但調(diào)試的

20、時(shí)候，功能不是很穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)我仔細(xì)地檢查，仍然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。希望老師能在以后的學(xué)習(xí)和生活中對(duì)我多加指導(dǎo)，促使我能取得更大的進(jìn)步。 6參考文獻(xiàn)【1】余發(fā)山編著單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003年【2】楊凌霄編著.微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2004年【3】楊寧編著.單片機(jī)與控制技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004年【4】王閃編著.AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004年【5】基于proteus的單片機(jī)可視化軟硬件仿真.北京航空航天大學(xué)出版社附錄：程序清單： ORG0000H LJMP MAIN ORG 0003H L

21、JMP JILU ORG000BH LJMPTIME1 ORG 0013H LJMP ZHONGDUAN ORG001BH LJMPTIME10 ORG0100HMAIN: MOV SP, #50H MOV TMOD, #11H MOV TH1,#0D8H ;定時(shí)10ms MOVTL1, #0F0H MOV TH0,#0CFH ;定時(shí)25ms MOVTL0, #02CH MOV 20H,#00H ;BIN SECOND MOV 30H,#00H ; SECOND MOV31H, #00H MOV40H, #40 MOV 71H, #00H MOV 72H, #00H MOV 73H, #00H

22、 MOV 74H, #00H MOV R2, #04H MOV R3, #04H MOV R1, #71H SETB EA SETB EX1 CLR ET1 SETB ET0 CLR PT0 CLR PT1 SETB PX1 SETB IT1 MOVP2, #0FFH CLRTR0 CLRTR1 CLR 7FHML1: ACALLDISPSTART: JB P1.0,LOOP1 ; P1.0=0，STOP ACALL DELAY10 JB P1.0, LOOP1 JNB P1.0, $ LJMP STOPLOOP1: JB P1.1, LOOP2 ;P1.1=0時(shí)，復(fù)位 ACALL DELAY

23、10 JB P1.1, LOOP2 JNB P1.1, $ LJMP RESETLOOP2: JB P1.3,LOOP3 ;P1.3=0時(shí)，暫停記錄 ACALL DELAY10 JB P1.3, LOOP3 JNB P1.3, $ LJMP JILULOOP3: JB P1.4,LOOP4 ;P1.4=0時(shí)，上翻 ACALL DELAY10 JB P1.4, LOOP4 JNB P1.4, $ LJMP XIAFANLOOP4: JB P1.5,LOOP ;P1.5=0時(shí)，下翻 ACALL DELAY10 JB P1.5, LOOP JNB P1.5, $ LJMP SHANGFANLOOP:

24、 SJMP HERESTOP: CLR TR0 ;停止程序 CLR TR1 ACALL DISP SJMP HERERESET: CLR TR0 ;復(fù)位程序 CLR TR1 MOV 20H, #00H MOV 30H, #00H MOV 31H, #00H ACALL DISP SJMP HEREJILU : MOV A,20H ;暫停記錄程序 MOV R1, A INC R1 DJNZ R2, HERE MOV R1, #71H SJMP STOPXIAFAN:MOV A,R1 ;下翻程序 MOV 20H, A MOV B, #0AH DIV AB MOV 31H, A MOV 30H, B LCALL DISP INC R1 DJNZ R2, HERE MOV R1, #74H SJMP STOPSHANGFAN:MOV A,R1 ;上翻程序 MOV 20H, A MOV B, #0AH DIV AB MOV 31H, A MOV 30H, B LCALL DISP DEC R1 DJNZ R3, HERE MOV R1, #71H SJMP STOPHEE: JNB TF1, HEE CLR TF1 ACALL JIA1 ACALL DISP JNB P1.0, STOP SJMP