單片機課程設(shè)計報告概要

1、文華學(xué)院單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計報告姓名：學(xué)號：學(xué)部（系）：專業(yè)年級：指導(dǎo)老師：2016年 12月 5日一標題 1二設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計要求 1三設(shè)計思路 1四工作原理 2五硬件設(shè)計 3六 軟件設(shè)計（含流程圖） 5七調(diào)試 9八改進意見 10九收獲及體會 10十源程序（含注釋） 11一、標題簡易計時器一一LED數(shù)碼管顯示接口技術(shù)應(yīng)用二、設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計要求1、目的a通過簡易計時器的制作，熟悉 LED數(shù)碼管與單片機的接口方式; b.定時/計數(shù)器、中斷技術(shù)的綜合應(yīng)用；c.學(xué)會簡易鍵盤的使用。2、明確要完成的任務(wù)a.利用按鍵構(gòu)成鍵盤實現(xiàn)秒表的啟動、停止與復(fù)位，b.利用LED數(shù)碼管顯示時間。c.進行簡單的串行通

2、信。3、用單片機實現(xiàn)任務(wù)a.如何運用單片機實現(xiàn)計時；b.如何顯示時間；c.如何利用按鍵實施對秒表的控制。d.定時器T0或Tl的定時時間作為時鐘計時的基準e.啟動與停止定時器工作實現(xiàn)計時。f.先用兩個數(shù)碼管動態(tài)顯示時間，時間范圍為0-60sg.用三個獨立式按鍵實現(xiàn)秒表的啟動、停止和復(fù)位功能。h.A機發(fā)送，B機接收三、設(shè)計思路1、硬件設(shè)計思路a采用P0 口輸出并聯(lián)控制兩個數(shù)碼管的8個段選控制端b.用P2.R P2.1分別控制兩個LED數(shù)碼管的位選控制端c.動態(tài)顯示電路接法，LED采用共陽極數(shù)碼d.三個按鍵采用獨立式鍵盤接法，e.兩個按鍵連接到外部中斷INT0、INT1的輸人引腳P3.2和P3.3f

3、.S4按鍵接到T1的外部脈沖輸入引腳P3.5,以中斷方式實現(xiàn)鍵盤輸入狀態(tài)的掃描g.其中S2為啟動按鈕，S3為停止按鈕，S4清零按鈕。h.K1為復(fù)位鍵2、程序設(shè)計思路a.根據(jù)設(shè)計的總體要求劃分出各功能程序模塊，分別確定主程序、子程序及中斷 服務(wù)程序結(jié)構(gòu)b.對各程序模塊占用的單片機資源進行統(tǒng)一調(diào)配c.對各模塊間的邏輯關(guān)系進行細化，優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)d.設(shè)計出各模塊程序結(jié)構(gòu)流程圖e最后依據(jù)流程圖編制具體程序f.將整個程序劃分為主程序、鍵盤掃描程序、秒計時程序三大模塊g.其中主程序除完成初始化外，主要由動態(tài)顯示程序構(gòu)成h秒計時程序由定時器0中斷服務(wù)子程序構(gòu)成i.鍵盤掃描程序也由各中斷服務(wù)子程序來實現(xiàn)四、工作

4、原理1、計時表原理圖89C51VccXTAL1XTAL2INT0INT1T1RESETP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5TXD RXDVssMAX232T1 INR1 INR1 OUT T1 OUTS1:復(fù)位按鍵S2:啟動按鍵S3:暫停按鍵S4:清零按鍵T1(P3.5)INT1(P3.3)INT0(P3.2)工作原理圖如上圖所示，單片機所需的晶振頻率由振蕩電路提供， 復(fù)位由復(fù) 位電路實現(xiàn)。其中S2為啟動按鈕，S3為停止按鈕，S4為清零按鈕，三個按鈕分別連接 到外部中斷INT0、INT1的輸人引腳P3.2、P3.3和T

5、1的外部脈沖輸入引腳P3.5。 設(shè)置外部中斷為下降沿觸發(fā)，當按鍵未被按下時，其相應(yīng)的引腳為高電平，而當 按鍵被按下后，變?yōu)榈碗娖?，因此有下降沿，產(chǎn)生中斷，從而執(zhí)行相應(yīng)的外部中 斷服務(wù)程序，實現(xiàn)啟動和停止的功能。同理，只要設(shè)置T1為計數(shù)器，因為計數(shù)器是對外脈沖的下降沿計數(shù)，當按鍵按下時，產(chǎn)生下降沿，計數(shù)值加1,這樣，只要選擇合適的計數(shù)初值，使其只要加 1后產(chǎn)生溢出，也會執(zhí)行T1的中斷服務(wù) 程序，實現(xiàn)清零的功能。而對 1S時間的準確控制可以由定時器 T0來控制，這 樣，就實現(xiàn)了 T0、T1、INT0、INT1等4個中斷源的運用。對于數(shù)碼管，采用P0 輸出并聯(lián)控制兩個數(shù)碼管的8個段選控制端，而 用P

6、2.0、P2.1分別控制兩個LED數(shù)碼管的位選控制端，這是動態(tài)顯示的電路接 法，LED采用共陽極接法，0-9的共陽極數(shù)碼管編碼如下所示：共陽極數(shù)碼管編碼0xc00xf90xa40xb00x99012340x920x820xf80x800x9056789五、硬件設(shè)計10KS2710K 10K fflP1.0P0.0P1.1P0.1S4P1.2P1.3P1.4P1.5P0.2P0.3P0.4P0.5GNDS3P1.6P1.7INT1INT0T0AT89C51P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2le&ndpa二bdpdpco mgdp comgdp coma bcdefa口 f-ic !

7、dpa,工dpgdp comgdp coma-bic . dgdp comrlbr-L30p f I30早HH-122uHz1314151617+ 5-T7-f-T j 19J J,靛廣-JkGNDT1P2.3EA/VPXTAL1XTAL2RESETRDWRGNDVCCP2.4P2.5P2.6P2.7RXDTXDALEPSEN40 y三8/1i175-<i一3231302928272625242322NPNNPN+5NPNNPNNPN1K1K1K1K1K510>10510510GNDGNDGNDGNDGND1KMAX232圖2電路布線圖（protel）圖3 PCB圖元器件清單元件名

8、稱參數(shù)/型號說明封裝數(shù)量1單片機89C51廠家：ATMELDIP-4012IC插座DIP40雙列直插式/40個 引腳孔13晶體振蕩器12MHZ石英晶體振蕩器 （非溫度補償式）直插式14數(shù)碼管HS-5101BS265IC插座單排針插座/16個 引腳孔，間距2.54mm說明：串口下載RS23216RS232通訊MAX232DIP17普通按鍵DTS65K38復(fù)位按鍵6*6*4.319瓷片電容30pF直插式210電解電容1040.1uF直插式611電阻1k Q612電阻10k Q413電阻510 Q614直流電源GM-0501005V/1A115電源插頭DC座(中號)與直流電源的插 口直徑相同116串

9、口接口9針117USB轉(zhuǎn)串口線9針118三極管9014619電源撥動開關(guān)單排120制PCB板1六、軟件設(shè)計(含流程圖)K3 (S4): 001BH方式2計數(shù)，中斷，計數(shù)初值：256-1=255,秒計數(shù)滿0K1 (S2): 0013H下降沿中斷，啟動 T0、T1K2 (S3): 0003H下降沿中斷， 關(guān)斷T0,暫停計時T0: 000BH方式1, 50ms定時中斷， 中斷20次為1S。1. 兩個LED顯示的時間由顯示緩沖區(qū)31H、30H單元中的數(shù)據(jù)決定。動態(tài)顯 示每位的持續(xù)時間為lms ,采用軟件延時。2. 1 秒鐘的定時采用定時器T0的方式1來實現(xiàn)。3. T0每50ms中斷一次，每中斷一次計數(shù)

10、單元 R0內(nèi)容減1 ;若計滿20次, 秒計數(shù)單元R4內(nèi)容加1。4. R4單元中的數(shù)據(jù)采用壓縮BCD碼按十進制計數(shù)，將該單元中的數(shù)據(jù)拆成個 位和十位兩個十進制數(shù)據(jù)后分別送至顯示緩沖區(qū)的3OH、31H單元。主程序流程圖:1.顯示程序開始定時器T0初始化2.查詢程序開始也保護現(xiàn)場秒單設(shè)定時器初值個位、十位送相應(yīng)緩沖區(qū)3.按鍵子程序開始<1S2啟動計時是按鍵判斷1JS3S41n“y暫停計時清零計時yj顯示子程檢測按鍵按七、調(diào)試（遇到的問題和解決方法）1、輸人源程序。2、先調(diào)試主程序，實現(xiàn)基本的顯示功能。3、當無鍵按下時，將一直顯示初值“ 00”。4、再調(diào)試查詢服務(wù)程序。5、當按鍵S2按下時，程序

11、將會跳轉(zhuǎn)到啟動子程序，啟動定時器開始計時。7、當按鍵S3按下時，程序?qū)D(zhuǎn)到停止子程序，定時器停止計時，秒表顯示內(nèi)容保持不變；當按鍵S3在次按下時定時器開始計時。8、當按鍵S4按下時，程序?qū)D(zhuǎn)到清零停止子程序，停止定時器工作，秒表 顯示清零。9、最后將各模塊聯(lián)調(diào)實現(xiàn)全部功能。遇到的問題和解決方法這次課設(shè)我用的是匯編對我來說是一個新的挑戰(zhàn)， 在程序設(shè)計過程中也遇到 了很大的困難，開始對編程軟件不熟悉，就連很小的問題也調(diào)試了很久，后來慢 慢的解決了這些問題自己也學(xué)到了許多東西。1 .在調(diào)試時，遇到的最大的問題就是在使用開關(guān)查詢的時候， 對開關(guān)進行只 按不松也會計時，停止和清零也是這樣。后來加

12、了一個按下開關(guān)時不計數(shù)， 彈起 來的程序，也就是等待。2 .在開始做的時候自己沒把原理圖看清楚，還是采用以前共陰極的方式來做 結(jié)果數(shù)碼管不亮。后來問同學(xué)知道這是共陽極的位選要給1、段選給0就可以亮了。3 .設(shè)置的暫停鍵只能暫停，不能恢復(fù)，只能重新按啟動鍵才能開始計數(shù)。開 始就把問題鎖定在暫停程序那里，我發(fā)現(xiàn)我最開始編寫的是按下暫停，則CLRTRQ 關(guān)閉了啟動，后來我改成了 CPL TR0將TR0取反這樣再按下去就可以恢復(fù)。4 .按鍵沒有消抖在后來調(diào)試中通過老師講的必須消除抖動的不良后果，所以我加了一個延時10ms的子程序，從而消除抖動的影響。八、改進意見主要是暫停按鍵按下暫停在按一下啟動是有時

13、候有點不靈敏，我想主要的 原因可能是在按鍵掃描時但我們再次按下時 CPU沒有及時反應(yīng)過來花費時間在 掃描按鍵上去了，我后來通過自己去查資料去學(xué)習(xí)問題的所在。 我用的是查詢方 式做的后來自己看書把中斷方式也寫了通過改進把程序在完善，通過自己的學(xué)習(xí)編寫程序多加一些功能。九、收獲及體會通過這次的設(shè)計使我認識到我對單片機方面的知識知道的太少了，對于書 本上的很多知識還不能靈活運用，有很多我們需要掌握的知識在等著我去學(xué)習(xí)， 我會在以后的學(xué)習(xí)生活中彌補我所缺少的知識。 在做本次課程設(shè)計的過程中，為 了讓自己的設(shè)計更加完善，查閱這方面的設(shè)計資料是十分必要的， 同時也是必不 可少的。其次，在這次課程設(shè)計中，我

14、們運用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識，這是 我做這次課程設(shè)計的又一收獲是要做好一個課程設(shè)計，就必須做到：在設(shè)計程序之前，對所用單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內(nèi)有哪些資源； 要有一個清晰的思路和一個完整的的軟件流程圖； 在設(shè)計程序時，不能妄想一次 就將整個程序設(shè)計好，反復(fù)修改、不斷改進是程序設(shè)計的必經(jīng)之路； 要養(yǎng)成注釋 程序的好習(xí)慣，一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能， 而應(yīng)該讓人一看就能明 白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便； 在設(shè)計課程過程中遇到問 題是很正常德，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來， 并分析清楚，以免下次 再碰到同樣的問題的課程設(shè)計結(jié)束了， 但是從中學(xué)到

15、的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的提高都會受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作 和生活中。設(shè)計過程，好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，但畢竟這 是第一次做，難免會遇到各種各樣的問題。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之 處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻， 掌握得不夠牢固。我們通過查閱大量 有關(guān)資料，若遇到實在搞不明白的問題就會及時請教同學(xué)， 使自己學(xué)到了不少知 識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。通過這次課程設(shè)計我也發(fā)現(xiàn)了自身存 在的不足之處，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運用到實踐的過程中仍有意想不 到的困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。這也激發(fā)了我今后努力學(xué)習(xí)的興趣

16、， 我想自己適應(yīng)于以后的競爭。十、源程序（含注釋）簡易時鐘（時分秒）ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV TMOD,#01HMOV DPTR,#TABLEMOV R1, #59MOV R2, #59MOV R3, #23LP1: MOV R0, #20LP2: MOV TH0, #3CHMOV TL0, #0B0H;LP3:LCALL DISPJNB P3.2, K1JNB P3.3, K2JNB P3.5, K3JNB TF0, LP3這將對我以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的影響。通過這次設(shè)計，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知識與實踐相結(jié)合的 重要意義，學(xué)會了堅持、耐

17、心和努力，這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作做出了最好 的榜樣。我覺得作為一名自動化專業(yè)的學(xué)生，單片機的課程設(shè)計是很有意義的。 更重要的是如何把自己平時所學(xué)的東西應(yīng)用到實際中。我認為這個收獲應(yīng)該說是相當大的。本次的設(shè)計使我從中學(xué)到了一些很重要的東西， 那就是如何從理論到 實踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所學(xué)到的知識運用到我以后的工作中去。 在大學(xué)的課堂的 學(xué)習(xí)只是在給我們灌輸專業(yè)知識，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實的生活中去，此次的設(shè)計給我奠定了一個實踐基礎(chǔ)， 我會在以后的學(xué)習(xí)、生活中磨練自己，使；初始化程序入口地址； 主程序;程序入口地址定時器T0工作于方式1;DPTR指向TABLED首地址；秒表時間置初值；分鐘

18、時間置初值；小時時間置初值；軟件計數(shù)器置初值；置50ms定時初值高位置50ms定時初值低位；調(diào)用顯示程序；判斷啟動鍵是否按下；判斷停止鍵是否按下；判斷清零鍵是否按下；判斷中斷標志位是否溢出第11頁CLR TF0DJNZ R0, LP2MOV R0,#20INC R1CJNE R1,#60,LP1MOV R1, #0INC R2MOV A,R2CJNE A,#60,MOV R2, #0INC R3MOV A,R3CJNE A,#24,MOV R3, #0K1: LCALL DELAYLCALL DISPJB P3.2, LP3SETB TR0LJMP LP3K2: LCALL DELAYLCAL

19、L DISPJB P3.3, LP3CPL TR0LJMP LP3K3: LCALL DELAYLCALL DISPJB P3.5, LP3CLR TR0MOV R1, #0;定時50到ms,則中斷標志位清零;中斷二十次;重新裝軟件計數(shù)器初值;1 秒時間到，秒表數(shù)加一; 與60比較，小于60就跳轉(zhuǎn);若秒表數(shù)加到60秒，則清零;60秒時間到，分鐘數(shù)加一;R2 地址里面的數(shù)賦給ALP1;與60比較，小于60就跳轉(zhuǎn);若秒表數(shù)加到60分鐘，則清零;60 分鐘時間到，小時數(shù)加一;R3地址里面的數(shù)賦給 ALP1;與24比較，小于24就跳轉(zhuǎn);若秒表數(shù)加到24小時，則清零;按下，調(diào)用顯示子程序;消除抖動;判斷

20、啟動鍵是否釋放;啟動T0;跳轉(zhuǎn)到啟動鍵是否按下的指令段，不斷判斷;按下，調(diào)用顯示子程序; 消除抖動;判斷暫停鍵是否釋放; 取反TR0;跳轉(zhuǎn)到暫停鍵是否按下的指令段，不斷判斷;按下，調(diào)用顯示子程序;消除抖動;判斷清零鍵是否釋放;關(guān)閉T0;秒表時間清零MOV R2, #0;分鐘時間清零MOV R4, #0;小時時間清零LJMP LP3;跳轉(zhuǎn)到清零鍵是否按下的指令段，不斷判斷DISP:MOV A,R1 ;顯示程序，先將秒表計時值給累加器作為被除數(shù)MOV B,#10DIV AB;MOV 20H,A;MOV 21H,B;MOV A,20H;MOVC A,A+DPTRMOV P0,ASETB P2.4LCALL DELAYCLR P2.4MOV A,21H;MOVC A,A+DPTRMOV P0,ASETB P2.5