單片機(jī)課程設(shè)計(jì)倒計(jì)時(shí)秒表.

1、、設(shè)計(jì)目的此次設(shè)計(jì)是我們更進(jìn)一步了解基本電路的設(shè)計(jì)流程，提高自己的設(shè)計(jì)理念， 豐富自己的理論知識(shí)，鞏固所學(xué)知識(shí)，使自己的動(dòng)手動(dòng)腦能力有更進(jìn)一步提高， 為自己今后的學(xué)習(xí)和工作打好基礎(chǔ)， 為自己的專業(yè)技能打好基礎(chǔ)。 通過(guò)解決實(shí)際 問(wèn)題，鞏固和加深“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?基 本掌握單片機(jī)應(yīng)用電路的一般設(shè)計(jì)方法提高電子電路的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?加深對(duì) 單片機(jī)軟硬知識(shí)的理解， 獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定 的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)注重對(duì)單片機(jī)工作原理以及鍵盤控制及顯示原理的理解， 以便 今后自己在單片機(jī)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和開發(fā)打下基礎(chǔ)，提高自己的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能 力，培養(yǎng)

2、創(chuàng)新能力，豐富自己的理論知識(shí)，做到理論和實(shí)踐相結(jié)合。本次設(shè)計(jì)的 重要意義還在于對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)做更進(jìn)一步的了解， 同時(shí)還對(duì)單 片機(jī)的接口技術(shù)， 中斷技術(shù)， 存儲(chǔ)方式和控制方式作更深層次的了解。 掌握單片 機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程、 方法及實(shí)現(xiàn)， 強(qiáng)化單片機(jī)應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)與分析 能力。提高學(xué)生在單片機(jī)應(yīng)用方面的實(shí)踐技能和科學(xué)作風(fēng) ; 培育學(xué)生綜合運(yùn)用理 論知識(shí)解決問(wèn)題的能力， 實(shí)現(xiàn)理論結(jié)合實(shí)際， 學(xué)以至用的原則。 用所學(xué)的知識(shí)和 自身課外的拓展學(xué)習(xí)加深對(duì)專業(yè)課的理解和學(xué)習(xí)； 鍛煉綜合運(yùn)用電路設(shè)計(jì)及相關(guān) 電子儀器、 單片機(jī)軟硬件結(jié)合的理論， 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工作工程實(shí)際問(wèn) 題的

3、能力，加固、加深和擴(kuò)展有關(guān)電子類，匯編語(yǔ)言，相關(guān)電子電路和仿真軟件 方面的知識(shí)和能力。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)如下能力：(1) 加強(qiáng)自身獨(dú)立的動(dòng)手能力和思考解決問(wèn)題的能力，提高創(chuàng)造能力；(2) 學(xué)會(huì)使用軟件 Proteus 畫原理圖和仿真調(diào)試。(3) 學(xué)會(huì)基本焊接電路板的技能 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)加深對(duì)單片機(jī)課程的全面認(rèn)識(shí)復(fù)習(xí)和掌握，對(duì)單片機(jī)課程 的應(yīng)用進(jìn)一步的了解。、設(shè)計(jì)要求1、可以以實(shí)現(xiàn)正常秒表的所有功能，包括啟動(dòng)、暫停、復(fù)位等；2、可以自由設(shè)定倒計(jì)時(shí)時(shí)間(10s、20s、30s)，并進(jìn)行倒計(jì)時(shí)；3、顯示方式自選；4、任選一款 51 單片機(jī)；5、擴(kuò)展功能：在秒表的基礎(chǔ)上增加時(shí)鐘功能，倒計(jì)時(shí)

4、完成時(shí)加入報(bào)警單元，如 聲音、燈光等。三、總體設(shè)計(jì)3.1總體框圖本硬件設(shè)計(jì)總共包括五部分電路：顯示電路、振蕩電路、復(fù)位電路、報(bào)警電 路、按鍵電路。除了單片機(jī)工作必須的振蕩電路，復(fù)位電路外，該設(shè)計(jì)增加了報(bào) 警電路用來(lái)提示倒計(jì)時(shí)完成，顯示電路用來(lái)顯示倒計(jì)時(shí)，按鍵電路用來(lái)設(shè)定倒計(jì) 時(shí)間以及控制開始暫停。總體設(shè)計(jì)框圖如圖3.1所示。圖1總體框圖3.2工作原理以AT89S51單片機(jī)為核心元件，利用兩位7段共陽(yáng)極數(shù)碼管作為顯示器件。 在此設(shè)計(jì)中共接入2個(gè)兩位一體7段共陽(yáng)LED數(shù)碼管，來(lái)顯示實(shí)時(shí)數(shù)字，其中1 個(gè)用于顯示十位，1個(gè)用于顯示個(gè)位，通過(guò)查表指令分別動(dòng)態(tài)顯示個(gè)位和十位。 2個(gè)LED數(shù)碼管顯示范圍可達(dá)

5、到 O-99。按下開始鍵開始計(jì)時(shí)，按下倒計(jì)時(shí)鍵開 始設(shè)定倒計(jì)時(shí)時(shí)間，再按開始鍵開始倒計(jì)時(shí)。利用中斷實(shí)現(xiàn)記錄，禾I用單片機(jī)的外部中斷 0和外部中斷1來(lái)實(shí)現(xiàn)記錄和顯 示，把記錄處理和顯示處理做成分別做成外部中斷0和外部中斷1的中斷服務(wù)程序，通過(guò)中斷服務(wù)程序處理不同的動(dòng)作。利用 T0做一個(gè)1秒的中斷，從而實(shí)現(xiàn) 倒計(jì)時(shí)。另外通過(guò)數(shù)據(jù)區(qū)來(lái)記錄記錄值。 通過(guò)顯示子程序來(lái)顯示當(dāng)前倒計(jì)時(shí)和記 錄值。3.3主程序框圖圖2主程序流程圖本程序采用定時(shí)器TO產(chǎn)生1秒定時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)秒表的倒計(jì)時(shí)，采用外部中斷 0 來(lái)記錄不同的記錄值，通過(guò)外部中斷1來(lái)顯示已經(jīng)記錄的記錄值。在主程序中初 始化各個(gè)數(shù)值并且僅僅循環(huán)執(zhí)行顯示程序，

6、有中斷來(lái)時(shí)才轉(zhuǎn)去做相應(yīng)的中斷服務(wù) 程序。1） 主程序ORG 00HAJMP MAINORG 0BHAJMP T0INTORG 30HMAIN: MOV SP,#60HMOV DPTR,#TABMOV TMOD,#01H汀定時(shí)方式1SETB EASETB ET0MOV TH0,#3CH ;50m定時(shí)常數(shù)MOV TL0,#0B0HMOV R0,#20 ;20x50mS=1S（2） 定時(shí)中斷程序T0INT: MOV TH0,#03CH; ; 定時(shí)中斷子程序。重裝定時(shí)常數(shù)MOV TL0,#0B0H;DJNZ R0,T0INTR ;50msX20=1S未滿20次，跳出中斷子程序 MOV R0,#20JN

7、B 7FH,T0INT00 ; 時(shí)間未到轉(zhuǎn) T0INT00DJNZ R3,T0INTR ; 未到 3 S 跳出中斷子程序CLR 7FH;3 S時(shí)間到，清計(jì)時(shí)時(shí)間到標(biāo)志CLR TR0 ; 關(guān)定時(shí)器AJMP T0INTR ; 跳出中斷T0INT00: JNB 7EH,T0INT0 ;7EH 為倒計(jì)時(shí)標(biāo)志， 1 為倒計(jì)時(shí)DEC R4 ;= 1,R4 1CJNE R4,#0,T0INTRCLR 7EHSETB 7FH ; 時(shí)間到標(biāo)志AJMP T0INTRT0INT0: INC R4CJNE R4,#99,T0INTRSETB 7FH ; 時(shí)間到標(biāo)志T0INTR:RETI四、各部分電路設(shè)計(jì)4.1復(fù)位電路

8、AT89S-51單片機(jī)的復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的。MCS-52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)就能有效地復(fù)位。MCS-52單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。最簡(jiǎn)單的按鍵復(fù)位電路如下圖：<TEXT>29RSTPSEN ALE EA圖3復(fù)位電路按鍵按下瞬間，RC電路充電，RST引線出現(xiàn)正脈沖，只要 RST保持10ms以上的 高電平，就能使單片機(jī)有效的復(fù)位。4.2振蕩電路在AT89S-51單片機(jī)一般常用內(nèi)部時(shí)鐘方式，也就是在 XTAL1和XTAL2之間 連接晶體震蕩器與電容構(gòu)成穩(wěn)定的自激震蕩器， 本模塊用了一個(gè)12MHZ勺晶振外 加兩個(gè)3

9、0pf的電容C1X1CRYSTAL <TEXT>>XTAL1XTAL2RST5#圖4振蕩電路#4.3按鍵電路由六個(gè)相同按鍵組成，分別作為開始，暫停，清零，倒計(jì)時(shí)，十位加一，個(gè) 位加一，電路圖如下：2 a皿PZZAIOP2.3W11FN.WrfVfZF2.5/A13F2.e/A*4PZ.7/A1BlP3.a/RXDP3.1/TXDF3.3/INT1 PS.ifc/TOP3.5JT1F3.C/WRF3 7/P&":恰.2日：NT1 :LOi -圖5按鍵電路4.4兩位數(shù)碼顯示電路由兩位共陽(yáng)極LED數(shù)碼管和1k歐排阻構(gòu)成。數(shù)碼管的位由p2.1和p2.0 口決定，段選

10、由P0 口決定。如下圖：6#RP1 RESPACK-S <TEXT>#333537353433322122PO.O/AM P0.1/AD1 P0 2/AM P0 3/AM PO AD4 PO 5/AM IPO 6/MM IPO 7/AD7P2.O/A0P2 J/AD圖6顯示電路#4.5.報(bào)警電路報(bào)警電路由小揚(yáng)聲器組成,計(jì)時(shí)完成后，利用顯示子程序延時(shí)約2ms求反，產(chǎn)生7250H的方波，從而揚(yáng)聲器發(fā)聲，電路如下LS1SOUNDERTEXT>匚五、整體電路圖C1U1刖:TE-TAcTECTASTECTinuitEAcTE«Til-ZTzlFIL一一亠亠丄丄亠P1.0 FU

11、 P1.2P1.3P1.4P1j5P1.5P1.7AT88C51<TEXT>圖7報(bào)警電路RP1：mjXTJUZfD.fAii P酗.歸RBT皿了師resrP2JT昭P2.1M陀酗ALEI2,WA12K瑯口pmP23W15niMRXDPis1口 EDP12P33irnP1JF3J1FTTPI.4門.mFl 5PMT1F1J5附溯P1I.TATKS19cI 圖8整體電路圖9六、仿真及調(diào)試RP1RB3*M 畑 訂曰EAFDJQfAMHL1MI1FD3AKKTAL2PDjWAP* PDffAMPDffAMRSTFZ.VASpzaiiiALER14/AI2目EF1JOP2j6/A14P1JF

12、3L1fTX*F13陽(yáng)薄IEF13P33fflTTF1JF3a*nuPISnsrnPlflF3郵廉P9JF3.TW壽廠虞47耳一LJI ?ND好口也C2C3咄1DU-TF礎(chǔ)rF7L_.aku10#圖9 Proteus仿真圖調(diào)試問(wèn)題及解決方法開始在主程序的循環(huán)中沒(méi)有添加調(diào)用顯示子程序的語(yǔ)句導(dǎo)致在沒(méi)有按鍵按 下的情況下LED數(shù)碼管沒(méi)有顯示。當(dāng)在主程序循環(huán)檢測(cè)按鍵的過(guò)程中添加了調(diào)用 顯示子程序的語(yǔ)句后就解決了這一問(wèn)題。由于鍵盤需要消抖延時(shí)和等待按鍵釋放 所以相似的情況又出現(xiàn)了一一按下按鍵后有一段時(shí)間LED數(shù)碼管斷續(xù)顯示或者按下按鍵后不釋放按鍵時(shí)LED數(shù)碼管沒(méi)有顯示。仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出現(xiàn)的原因 還是

13、一樣的，由于本設(shè)計(jì)的LED數(shù)碼管采用了動(dòng)態(tài)顯示，故需要不斷調(diào)用顯示子 程序，否則會(huì)導(dǎo)致LED數(shù)碼管沒(méi)有顯示。所以最終做了以下改進(jìn)1.按鍵的消抖延時(shí)選擇調(diào)用兩次顯示子程序每次顯示子程序大約用時(shí)5ms兩次即為10ms左右來(lái)取代原來(lái)的10ms軟件延時(shí)。在等待按鍵釋放時(shí)使用循環(huán)調(diào)用顯示子程序來(lái) 替代原來(lái)的循環(huán)等待。經(jīng)過(guò)上述兩點(diǎn)的改進(jìn)后LED數(shù)碼管無(wú)顯示或者斷續(xù)顯示的 問(wèn)題就得到了徹底的解決。七、設(shè)計(jì)總結(jié)剛接到課程設(shè)計(jì)的時(shí)候完全沒(méi)有思路， 不知該如何下手， 好像自己學(xué)到的東 西一點(diǎn)都用不上， 后來(lái)經(jīng)過(guò)翻閱資料從最基本的著手， 開始對(duì)倒計(jì)時(shí)秒表有了一 點(diǎn)認(rèn)識(shí)，從單元電路到整體電路按部就班。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)完

14、后，總的感覺(jué)是： 很累，很有壓力，但是很有收獲。在這個(gè)過(guò)程中，我的確學(xué)得到很多在書本上學(xué) 不到的東西，如：如何將學(xué)過(guò)的單片機(jī)知識(shí)加以運(yùn)用，如何查找資料，如何利用 計(jì)算機(jī)來(lái)畫圖以及如何利用 proteus 進(jìn)行單片機(jī)仿真等等。 通過(guò)查閱資料、 接口 設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，完成 AT89S-51 單片機(jī)多種資源應(yīng)用并具有 綜合功能的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計(jì)與編程應(yīng)用。 讓我不僅能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論 知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)， 而且能夠?qū)﹄娮与娐贰?電子元器件、 印制電路板等方 面的知識(shí)進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)，同時(shí)在軟件編程、排錯(cuò)調(diào)試、焊接技術(shù)、相關(guān)儀器設(shè) 備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高， 增

15、進(jìn)對(duì)單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)， 加深 對(duì)單片機(jī)理論方面的理解，掌握單片機(jī)的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，如定時(shí)器 / 計(jì)數(shù) 器、中斷、 I/O 口等。更重要的是，團(tuán)結(jié)精神，合作精神在這次課程設(shè)計(jì)中得到 了很好地體現(xiàn)， 僅憑我個(gè)人的力量是無(wú)法完成任務(wù)的。 但現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)看， 還是 挺有成就感的， 畢竟這是大學(xué)里第一次進(jìn)行實(shí)物課程設(shè)計(jì)， 第一次真正的將理論 轉(zhuǎn)化為實(shí)際， 第一次實(shí)際接觸電路板。 這是一筆無(wú)法估量的財(cái)富。 對(duì)單片機(jī)有了 更深刻的認(rèn)識(shí)和掌握，我感到很欣慰，付出的中就會(huì)有收獲！ 。但是由于理論和 實(shí)際存在差距， 我們成功進(jìn)行了仿真， 但是在制作電路板時(shí)始終有部分功能不能 實(shí)現(xiàn)，盡管我們不停地調(diào)試但是終究沒(méi)

16、有效果， 我們的倒計(jì)時(shí)秒表能實(shí)現(xiàn)自由設(shè) 定時(shí)間，倒計(jì)時(shí)， 報(bào)警。最令我高興的是我們?cè)O(shè)計(jì)的倒計(jì)時(shí)秒表不僅能倒計(jì)時(shí)也 能正計(jì)時(shí)，這是在要求之外的。由于時(shí)間有限，只有一個(gè)星期，我相信，我們還 可以實(shí)現(xiàn)更多的功能， 雖然課程設(shè)計(jì)結(jié)束了， 但是在課余時(shí)間， 我還會(huì)繼續(xù)進(jìn)行 實(shí)踐，從實(shí)踐中學(xué)習(xí)知識(shí)掌握單片機(jī)！八、參考文獻(xiàn)1 張毅剛 單片機(jī)原理及應(yīng)用 高等教育出版社 2003 年2 張毅剛 單片微機(jī)原理及應(yīng)用西安電子科技大學(xué)出版社 1994 年3 李全利 遲榮強(qiáng) 單片機(jī)原理及接口技術(shù)北京高等教育出版社 2004 年4 樓然笛 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)北京航空航天大學(xué)出版社 2004年5 何立民 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)

17、選編 北京航空航天大學(xué)出版社 1993 年6 梁宗善 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)華中科技大學(xué)出版社 2009 年7 李廣弟 單片機(jī)基礎(chǔ) 北京航空航天大學(xué)出版社 2001 年附錄源程序代碼：STRT EQU P2.2P_S EQU P2.3CLRR EQU P2.4CDWN EQU P2.5ADJH EQU P2.6ADJL EQU P2.7ORG 00HAJMP MAINORG 0BHAJMP T0INTORG 30HMAIN:MOV SP,#60HMOV DPTR,#TABMOV TMOD,#01H汀定時(shí)方式1SETB EASETB ET0MOV TH0,#3CH ;50m定時(shí)常數(shù)MOV TL0,

18、#0B0HMOV R0,#20 ;20x50mS=1SMAIN1:ACALL ALARM ;調(diào)用報(bào)警子程序 k1: ; 按鍵檢測(cè)子程序開始鍵 LCALL DISPJB STRT,K2ACALL DISPJNB STRT,$-2AJMP STARTk2: ; 暫停鍵JB P_S,K3LCALL DISPJNB P_S,$-3AJMP PAUSEK3:; 清零鍵JB CLRR,K4LCALL DISPJNB CLRR,$-3AJMP CLEARK4: ; 倒計(jì)時(shí)鍵JB CDWN,K5ACALL DISPJNB CDWN,$-2AJMP CDOWNK5: ; 倒計(jì)時(shí)設(shè)定十位JB 7EH,K51AJM

19、P MAIN1K51:JB ADJH,K6ACALL DISPJNB ADJH,$-2AJMP SHINCK6: ; 倒計(jì)時(shí)設(shè)定個(gè)位JB 7EH,K61AJMP MAIN1K61:JB ADJL,MAIN1ACALL DISPJNB ADJL,$-2AJMP SLINCSTART:SETB TR0CLR 7DH ; 開始后此標(biāo)志清 0 ，跳過(guò)顯示子程序的設(shè)定部分MOV R3,#3 ; 蜂鳴 3SAJMP K1PAUSE:CLR TR0AJMP K2CLEAR:CLR TR0MOV R4,#0AJMP K3CDOWN:SETB 7EH ; 倒計(jì)標(biāo)志，作倒計(jì)減 1 計(jì)數(shù)用SETB 7DH ; 倒計(jì)

20、標(biāo)志，作倒計(jì)設(shè)定顯示用AJMP K4SHINC:INC 23H ;23H 為設(shè)定值十位緩存MOV A,23HCJNE A,#10,K5MOV 23H,#0AJMP K5SLINC:INC 22H ;22H 為設(shè)定值個(gè)位緩存MOV A,22HCJNE A,#10,K6MOV 22H,#0AJMP K5ALARM:JB 7FH,ALARM0 ;7FH 為時(shí)間到標(biāo)志，RAM內(nèi)存2FH的D7位AJMP ALARMRT ; 時(shí)間未到，跳出報(bào)警ALARM0:CPL P1.0ACALL DISP ;利用顯示子程序延時(shí)約2ms求反，產(chǎn)生250H的方波。AJMP ALARMALARMRT:RETT0INT:MOV TH0,#03CH; ;定時(shí)中斷子程序。重裝定時(shí)常數(shù)MOV TL0,#0B0H;DJNZ R0,T0INTR ;50msX20=1S未滿20次，跳出中斷子程序MOV R0,#20JNB 7FH,T0INT00 ; 時(shí)間未到轉(zhuǎn) T0INT00DJNZ R3,T0INTR