單片機課程設計報告基于單片機的時鐘設計樣本

單片機課程設計報告設計課題：基于MCS-51單片機時鐘設計專業(yè)班級：小構成員：指引教師：設計時間：目錄設計任務與規(guī)定 31.基本設計規(guī)定 32.選作項目 4有關硬件構造概述 41.硬件構造原理 42.有關電路圖： 7軟件構造概述 8程序清單 10程序調(diào)試 17課程總結 17參照文獻 19設計任務與規(guī)定1.基本設計規(guī)定

(1)在ZY15MCU12BD型綜合單片機實驗箱硬件構造上編寫軟件完畢設計。也可以在其他MCS—51單片機硬件板上完畢，或自行設計硬件并制做完畢。

(2)程序首地址應使目的機可以直接運營，即從0000H開始。在主程序開始某些必要設立一種適當棧底。程序放置地址須持續(xù)且靠前，不要在中間留下大量空閑地址，以使目的機可以使用較少硬件資源。(3)6位LED數(shù)碼管從左到右分別顯示時、分、秒(各占用2位)，采用24小時原則計時制。開始計時時為000000，到235959后又變成000000。

(4)在鍵盤上選定3個鍵分別作為小時、分、秒調(diào)校鍵。每按一次鍵，相應顯示值便加1。分、秒加到59后再按鍵即變?yōu)?0；小時加到23后再按鍵即變?yōu)?0。在調(diào)校時均不向上一單位進位(例如分加到59后變?yōu)?0，但小時不發(fā)生變化)。(5)軟件設計必要使用MCS-51片內(nèi)定期器，采用定期中斷構造，不得使用軟件延時法。(6)上機調(diào)試通過。2.選作項目有能力同窗，在做完以上設計后，可選作此項設計內(nèi)容。(1)另設三個鍵，分別作小時、分、秒減1調(diào)校。(2)在以上設計基本上，修改程序制作一種電子秒表。分、秒各占用2位顯示，1/10秒、1/100秒各占用1位顯示。設定二個鍵分別作啟動／停止、清零。(3)在做完(2)后，將時鐘與秒表合二為一，并且在同步使用時互不影響。即可在時鐘與秒表之間任意切換，而不影響走時、計秒。有關硬件構造概述硬件構造原理該課程設計基于STC89C52單片機為核心完畢，外加少量其她輔助器件，硬件構造比較簡樸。由于本電路構造比較簡樸，單片機I/O口完全夠用，故咱們將6位8段LED直接和單片機相連。硬件構造中6位8段LED顯示屏，采用動態(tài)方式驅動。咱們采用是共陽電路，一位LED顯示屏顯示內(nèi)容一段時間，然后下一位LED顯示屏顯示內(nèi)容一段時間……，周而復始。只要刷新頻率不不大于50Hz，就可以獲得清晰穩(wěn)定顯示效果。為了增長和位選相連接I/O口驅動能力，直接接上上拉電阻。在本設計中，只使用了6個按鍵。復位鍵，模式設定鍵、2個上下調(diào)節(jié)鍵。1、定期器/計數(shù)器定期器/計數(shù)器簡稱定期器，其作用重要用于生產(chǎn)各種時間間隔、記錄外部脈沖與事件數(shù)量等，是微機中最慣用、最基本部件之一。89C52單片機有2個16位定期器/計數(shù)器0（T0）和定期器1（T1）.T0由2個定期寄存器TH0和Th0構成，T1則由Th1和TL1構成，她們分別映射在特殊功能寄存器中，從而可以通過對特殊功能寄存器讀寫來實現(xiàn)對這兩個定期器操作。作為定期器時，每個機器周期定期寄存器自動加1，因此定期器也可以看做是計量機器周期計數(shù)器。由于每個機器周期為12個時鐘震蕩周期，因此定期器辨別率是時鐘震蕩頻率1/12.作為計數(shù)器時，只要在單片機外部引腳T0（T1）有從1到0電平負跳變，計數(shù)器自動加1.計數(shù)最高頻率普通為振蕩頻率1/24，例如，選用12MHz晶振，則最高計數(shù)頻率為0.5MHz。2、中斷系統(tǒng)當中央解決器CPU正在執(zhí)行某程序時，由于某種因素，外界向CPU發(fā)出暫停當前工作去解決更重要事情祈求，程序被打斷；CPU響應當祈求并轉入相應解決程序，解決程序完畢后來，再返回本來程序被打斷位置，繼續(xù)本來工作，這一過程稱為中斷。實現(xiàn)中斷功能部件稱為中斷系統(tǒng)，或稱為中斷控制邏輯系統(tǒng)。89C52單片機中斷系統(tǒng)簡樸實用。其基本特點是：有6個固定可屏蔽中斷源，4個在片內(nèi)，2個在片外，她們在程序存儲器中各有固定中斷入口地址，由此進入中斷服務程序；6個中斷源由兩級有先級，可形成中斷嵌套；2個特殊功能寄存器用于中斷控制和條件設立編程。若某個中斷源通過編程設立，處在被打開狀態(tài)，并滿足中斷響應條件，并且滿足如下3個條件時，單片機響應此中斷：1）當前正在執(zhí)行那條指令已被執(zhí)行完。2）當前未響應同級或高檔中斷。3不在操作IE、IP中斷控制寄存器或執(zhí)行RETI中斷指令。在正常狀況下，從中斷祈求信號有效開始，到中斷得到響應，普通需要3個機器周期到8個機器周期。中斷得到響應后，自動清除中斷祈求標志（對串行I\O端口中斷標志，要用軟件清除），將斷點即程序計數(shù)器之值（PC）壓入堆棧（以備恢復用）；然后把相應中斷入口地址裝入PC，使程序轉入相應中斷服務程序中去執(zhí)行。各個中斷源在程序寄存器中中斷入口地址如表1所示。中斷源入口地址INT0(外部中斷0)0003HTF0（T0中斷）000BHINT1(外部中斷T1)0013HTF1(T1中斷)001BHRI/TI（串行口中斷）0023HTF2（T2中斷）002BH各個中斷入口地址相隔很近，不便于存儲各個比較長中斷服務程序，故普通將中斷服務程序存儲在此外以便存儲地方，而在中斷入口地址開始二三個單元中，安排一條轉移類指令，以轉入中斷服務程序。由于6個中斷源各有其中斷求標志IE0、TF0、IE1、TF1、RI/TI以及TF2，在中斷源滿足中斷祈求條件下，各標志自動置1，向CPU祈求中斷。如果某個中斷源提出中斷祈求后，CPU不能及時響應，只要該中斷祈求標志不被軟件以為清除，中斷祈求狀態(tài)就將始終保持，直到CPU響應此中斷為止。對串行口中斷而言，這一過程與其她5個中斷不同之處在于，雖然CPU響應了中斷，其中斷標志RI/TI也不會清零，必要在中斷服務程序中設立清除RI/TI指令后，才有也許再一次提出中斷祈求。CPU現(xiàn)場保護和恢復必要由被響應相應中斷服務程序去完畢。當執(zhí)行RI/TI中斷返回指令后，斷點值自動從棧頂2字節(jié)彈出并裝入PC寄存器，使CPU繼續(xù)執(zhí)行被打斷程序。本課程設計中用到定期器T0，并通過T0定期時間到產(chǎn)生中斷。由于實驗中定期器T0工作于方式1（即16位方式）且定期器中斷容許，因而當定期器計滿回零時，TF=1，并可申請中斷；當CPU響應中斷并進入中斷服務程序后，TF自動清零。因此，在中斷服務程序中只需要重新設立定期器初始值。如果通過對TF查詢來擬定定期器狀態(tài)（定期器中斷不被容許），在查得TF=1，亦即定期器回零后，要用指令將TF清零，以便下次操作。有關電路圖：八段數(shù)碼管：共陽極電路：各某些電路原理圖：顯示某些電路：電源某些電路：單片機某些電路：數(shù)碼管驅動電路：控制按鈕：復位電路：仿真原理圖：最后PCB圖：軟件構造概述1．主程序在主程序中只完畢系統(tǒng)初始化，同步進行時、分、秒按鍵掃描。如果有按鍵按下，則做相應時、分、秒計數(shù)數(shù)據(jù)加1解決。主程序執(zhí)行流程圖如下圖所示：開始開始初始化(定期器、顯示區(qū)、初始化(定期器、顯示區(qū)、中斷系統(tǒng)、計數(shù)單元等)開中斷開中斷調(diào)用顯示子程序調(diào)用顯示子程序調(diào)用鍵盤掃描子程序調(diào)用鍵盤掃描子程序N有鍵按下？N有鍵按下？YY關中斷關中斷YY秒加1解決秒鍵？秒加1解決秒鍵？NNYY分加1解決分加1解決NNYY小時加1解決分鍵？小時鍵？小時加1解決分鍵？小時鍵？NN圖1主程序流程圖圖1主程序流程圖（2）定期器中斷服務程序定期器T0用于時間計時。定期計數(shù)個數(shù)為5000，由于采用12MHz晶體振蕩器，因此定期益處中斷周期為5000us=1ms。為保證計時精確性，進入中斷服務程序時應及時重設計數(shù)初始值。在中斷程序中還要判斷與否計時1s，若是，還應通過調(diào)用其她子程序作時、分、秒值解決。定期器中斷解決定期器中斷解決重送初值重送初值保護現(xiàn)場保護現(xiàn)場計數(shù)單元加1計數(shù)單元加1NN到1秒？到1秒？秒加1秒加1N秒清0、分加1秒到60？N秒清0、分加1秒到60？NN分清0、小時加1分到60？分清0、小時加1分到60？N小時到24？小時清0N小時到24？小時清0恢復現(xiàn)場恢復現(xiàn)場中斷返回中斷返回圖2定期器中斷程序流程圖圖2定期器中斷程序流程圖(3)顯示子程序該子程序通過在中斷服務程序中被調(diào)用而執(zhí)行。每一次中斷程序調(diào)用一次，其作用是依照掃描指針循環(huán)驅動各個數(shù)碼管。（4）時鐘調(diào)節(jié)子程序當中斷程序中判斷出計時1s時，該程序即被調(diào)用執(zhí)行。其作用為將秒計數(shù)值加1，同步判斷與否應對時批、分作相應修改。（5）延時子程序用于鍵盤延時去抖。程序清單：#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint/*八段共陰管顯示定義*/unsignedcharwei[8]={0x1f,0x2f,0x37,0x3b,0x3d,0x3e};unsignedcharcodeduan1[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};unsignedcharcodeduan2[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};ucharBUFF[6]；/*定義并初始化變量*/ucharsecond=0；minute=0;hour=0;unit=0;hun=0;ten=0;sec=0;min=0;m,n,q；sbitP_s_add_on_off=P1^0；//鍵值定義sbitP_m_add=P1^1；sbitP_h_add=P1^2；sbitP_s_sub=P1^3;sbitP_m_sub=P1^4;sbitP_h_sub=P1^5;sbitP_del=P1^6;sbitP_tran=P3^7;/*函數(shù)聲明*/voiddelay(uchark)；//延時子程序voidtime()；//時間解決子程序voiddisplay()；//時間顯示子程序voidkeyboard()；//鍵盤掃描子程序voidstopwatch()； //秒表顯示子程序/*****************************//*延時子程序*//****************************/voiddelay(uchark){ucharj;while((k--)!=0){for(j=0;j<125;j++){;}}}/*****************************//*時間顯示子程序*//*****************************/voiddisplay(void){ uchari; BUFF[0]=duan1[second%10]；//顯示秒個位 BUFF[1]=duan1[second/10]；//顯示秒十位 BUFF[2]=duan2[minute%10]；//顯示分個位 BUFF[3]=duan1[minute/10]；//顯示分十位 BUFF[4]=duan2[hour%10]；//顯示時個位 BUFF[5]=duan1[hour/10]；//顯示時十位 for(i=0;i<6;i++) { P0=BUFF[i]; P2=wei[i]; delay(4); P2=0xff; }}/*******************************//*秒表顯示子程序*//******************************/voidstopwatch(void){ uchara;if(n==1){TR0=1;ET0=1;TR1=1;ET1=1;}if(n==0){TR0=1;ET0=1;TR1=0;ET1=0;}BUFF[0]=duan1[hun];BUFF[1]=duan2[ten];BUFF[2]=duan2[sec%10];BUFF[3]=duan1[sec/10];BUFF[4]=duan2[min%10];BUFF[5]=duan1[min/10];for(a=0;a<6;a++){P0=BUFF[a];P2=wei[a];delay(4);P2=0xff;}}/*******************************//*鍵盤掃描子程序*//*******************************/voidkeyboard(void){ if(P_tran==0){delay(100);if(P_tran==0)switch(m){case0:m++;break; //切換到秒表case1:m--;break; //切換屆時間}}if(m==1){if(P_s_add_on_off==0){delay(100);if(P_s_add_on_off==0){switch(n){ case0：n++;break;case1：n--;break;}}}}if(m==1&&n==0){if(P_del==0){delay(100);if(P_del==0){hun=0;ten=0;sec=0;min=0;}}}if(m==0){if(P_del==0)delay(100);if(P_del==0){switch(q){case0:q++,TR0=0,ET0=0;break;case1:q--,TR0=1,ET0=1;break;}}} if(q==1) {if(P_s_add_on_off==0)//秒調(diào)節(jié){TR0=0; delay(100);if(P_s_add_on_off==0) //秒加法{second++;if(second==60){second=0；}} TR0=1; }if(P_s_sub==0) //秒減法 { TR0=0; delay(100); if(P_s_sub==0) second--; if(second==0) { second=59; } TR0=1; } if(P_m_add==0)//分調(diào)節(jié){TR0=0; delay(100);if(P_m_add==0) //分加法{minute++;if(minute==60){minute=0;}}TR0=1; }if(P_m_sub==0) //分減法 { TR0=0; delay(100); if(P_m_sub==0) minute--; if(minute==0) { minute=59; } TR0=1; } if(P_h_add==0)//時調(diào)節(jié){TR0=0; delay(100);if(P_h_add==0) //時加法{hour++;if(hour==24){hour=0；}}TR0=1; } if(P_h_sub==0) //時減法 { TR0=0; delay(100); if(P_h_sub==0) hour--; if(hour==0) { hour=23; } TR0=1; }}}voidtimer0(void)interrupt1//定期器0方式1，50ms中斷一次{TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;unit++;if(unit==20){second++;unit=0；//注意點。對計數(shù)單元清零十分重要，本次調(diào)試中就是 if(second==60)//秒鐘設為60進制{second=0;minute++;if(minute==60)//分鐘設為60進制{minute=0;hour++;if(hour==24)//時鐘設為24進制{hour=0；}}}}}voidtimer1(void)interrupt3 //定期器1方式1,10ms中斷一次{TH1=(65536-10000)/256;TL1=(65536-10000)%256;hun++;if(hun==10){hun=0;ten++;if(ten==10){ten=0;sec++;if(sec==60){sec=0;min++;if(min==60){min=0;}}}}}/**************************//*主函數(shù)*//**************************/voidmain(void){m=n=q=0；TMOD=0x11；//time0為定期器，方式1TH0=(65536-50000)/256；//預置計數(shù)初值TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-10000)/256;TL1=(65536-10000)%256;EA=1；ET0=1; //開定期器0中斷ET1=1；TR0=1； //啟動定期器0while(1){keyboard()；//按鍵掃描if(m==0){display();}if(m==1){stopwatch();}}}程序調(diào)試初LED顯示時鐘時間與實際時間快慢不一致，通過調(diào)節(jié)定期器，變化給TLO、THO賦初值大小，通過幾次調(diào)試最后顯示時間與實際時間相接近。秒表和時鐘功能能通過幾次調(diào)試，始終不可以完畢切換，存在一定問題。課程總結這幾周咱們做了單片機課程設計，真正做到了把所學到知識應用于實踐中。通過本次課程設計，使我更加夯實掌握了關于單片機方面知識，在設計過程中雖然遇到了某些問題，但通過一次又一次思考，一遍又一遍檢查終于找出了因素所在，也暴露出了前期在這方面知識欠缺和經(jīng)驗局限性。實踐出真知，通過親自動手制作，使咱們掌握知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設計過程中，咱們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最后檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，自身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”知行觀。這次課程設計終于順利完畢了，在設計中遇到了諸多問題，最后在教師指引下，終于游逆而解。在此后社會發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才干成功做成想做事，才干在此后道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不也許收獲成功，收獲喜悅，也永遠不也許得到社會及她人對你承認！我以為，在這學期實驗及課程設計中，不但培養(yǎng)了獨立思考、動手操作能力，在各種其他能力上也均有了提高。更重要是，在實驗課上，咱們學會了諸多學習辦法。而這是日后最實用，真是受益匪淺。要面對社會挑戰(zhàn)，只有不斷學習、實踐，再學習、再實踐。這對于咱們將來也有很大協(xié)助。后來，不論有多苦，我想咱們都能變苦為樂，找尋有趣事情，發(fā)現(xiàn)其中貴重事情。這樣咱們都可以在實驗結束之后變更加成熟，會晤對需要面對事情。另一方面，在這次課程設計中，咱們運用到了此前所學專業(yè)課知識，如：CAD制圖、匯編語言、模仿和數(shù)字電路知識等。雖然過去從未獨立應用過它們，但在學習過程中帶著問題去學我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是咱們做這次課程設計又一收獲。要做好一種課程設計，就必要做到在設計程序之前，對所用單片機內(nèi)部構造有一種系統(tǒng)理解，懂得該單片機內(nèi)有哪些資源；要有一種清晰思路和一種完整軟件流程圖；在設計程序時，不能妄想一次就將整個程序設計好，重復修改、不斷改進是程序設計必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序好習慣，一種程序完美與否不但僅是實現(xiàn)功能，而應當讓人一看就能明白你思路，這樣也為資料保存和交流提供了以便；在設計課程過程中遇到問題是很正常德，但咱們應當將每次遇到問題記錄下來，并分析清晰，以免下次再遇到同樣問題課程設計結束了，但是從中學到知識會讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實踐能力提高都會受益于我在后來學習、工作和生活中。設計過程，常有某些不如意，但畢竟這是第一次做，難免會遇到各種各樣問題。在設計過程中發(fā)現(xiàn)了自己局限性之處，對此前所學過知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。咱們通過查閱大量關于資料，并在小組中互相討論，交流經(jīng)驗和自學，若遇到實在搞不明白問題就會及時請教教師，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷