基于單片機的電子秒表設(shè)計

基于單片機的電子秒表設(shè)計.word資料.---..--總結(jié)資料單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計評語：考勤〔10〕守紀〔10〕過程〔40〕設(shè)計報告〔30〕辯論〔10〕總成績〔100〕專業(yè)：自動化班級：1002姓名：房磊學號：201008524指導教師：茍軍年基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第1頁?；趩纹瑱C的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第1頁。XX交通大學自動化與電氣工程學院2013年3月摘要本設(shè)計是一個基于單片機的電子秒表設(shè)計。設(shè)計采用AT89C51單片機和四位一體的LED數(shù)碼管，通過單片機內(nèi)部定時器/計數(shù)器定時的原理來到達秒表的計時功能。設(shè)計中秒表的開場，暫停功能是通過控制單片機內(nèi)部定時器的翻開與關(guān)閉來實現(xiàn)的。最后采用proteus仿真軟件將軟件與硬件相結(jié)合來模擬實現(xiàn)秒表的各項功能。關(guān)鍵詞：單片機；秒表；功能AbstractThisdesignisamicrocontroller-basedelectronicstopwatchdesign.DesignusingAT89C51microcontrollerandfour-in-oneLEDdigitaltube,throughthemicrocontrollerinternaltimer/countertimingprincipletoachieveastopwatchtimingfunction.Designofthestopwatchtostart,pausefunctionisachievedbyopeningandclosingofthecontrolmicrocontrollerinternaltimer.Finally,proteussimulationsoftwaretosoftwareandhardwarebinationtosimulatethevariousfunctionsofthestopwatch.Keyword：SCM,Stopwatch,functions基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第2頁?；趩纹瑱C的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第2頁?；趩纹瑱C的秒表設(shè)計1引言隨著現(xiàn)代科技的開展，自動化理念已經(jīng)深入到了人們生活的各個領(lǐng)域。本課程設(shè)計是在學習先修課程?單片機原理與系統(tǒng)設(shè)計?之后，為加強對學生系統(tǒng)設(shè)計和應用能力的培養(yǎng)而開設(shè)的綜合設(shè)計訓練環(huán)節(jié)。本設(shè)計是一個基于單片機的電子秒表設(shè)計，要XX現(xiàn)開場，暫停與復位功能。準確度為0.1s，最大計時時間為999.9s。設(shè)計結(jié)合了軟件和硬件的一些相關(guān)知識。通過軟件編寫，硬件調(diào)試及仿真來實現(xiàn)。提高了大家的動手能力，做到了學以致用。2設(shè)計方案及原理2.1設(shè)計方案基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第3頁。本設(shè)計通過單片機內(nèi)部定時計數(shù)的原理來實現(xiàn)電子秒表的功能。首先將計數(shù)初值設(shè)定為19664，當計數(shù)溢出后便會產(chǎn)生一個中斷，繼而執(zhí)行中斷程序，當中斷次數(shù)到達兩次那么表示0.1秒時間到，以此類推便可擴展到1秒，10秒等。三個按鍵功能用軟件查詢即可實現(xiàn)，通過對定時器的翻開和關(guān)閉來實現(xiàn)秒表的開場和暫停，在設(shè)計中我用一個鍵來控制開場和暫停，方法是每次掃描到該按鍵按下后便對TR位取反。用另一個按鍵來控制秒表的清零功能，方法是當檢測到該按鍵被按下后便使num=0,從而使數(shù)碼管顯示為零。基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第3頁。2.2系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖如圖1所示。圖1系統(tǒng)構(gòu)造框圖2.3系統(tǒng)原理該系統(tǒng)在工作時從頭開場執(zhí)行程序，首先掃描是否有鍵按下，如果沒有掃描到按鍵信號，那么系統(tǒng)一直執(zhí)行循環(huán)函數(shù)；當掃描到有按鍵信號輸入后單片機便開場執(zhí)行按鍵子程序，然后依次由P0口和P2口送出相應的段選信號和位選信號，從而點亮數(shù)碼管，顯示當前的計數(shù)值。3硬件設(shè)計3.1芯片選擇在本設(shè)計中我采用了AT89C51單片機。3.2硬件連接方法基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第4頁。由于該設(shè)計要求數(shù)碼管顯示，所以我選用P0口作為段選端，但是P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，因此不能輸出正常的上下電平，所以外接了一個九腳10K的排阻，排阻的公共端接單片機Vcc。用P2.4～P2.7分別接數(shù)碼管的1,2,3,4四個位選端。用P3.4，P3.5口分別接兩個開關(guān)，開關(guān)另一端接低電平〔地〕，當按下后便會有一個低電平輸入。用XTAL1與XTAL2外接一個11.0592MHZ的晶振電路，為單片機工作提供時鐘脈沖。在RST口外接一個復位電路，實現(xiàn)單片機的復位功能?；趩纹瑱C的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第4頁。硬件原理連接圖如圖2所示。3.3硬件原理圖硬件連接圖如圖2所示。圖2硬件連接原理圖由圖可知這個系統(tǒng)由單片機最小系統(tǒng)，四位一體數(shù)碼管，排阻以及限流電阻等元件組成。其中單片機外部晶振為單片機提供11.0592MHZ的時鐘脈沖。單片機的P0口為數(shù)碼管提供段選信號，P2.4～P2.7口為數(shù)碼管提供位選信號。兩個按鈕一端分別接單片機的P3.4與P3.5口，另一端接地，按下時為單片機輸入低電平。4軟件設(shè)計4.1程序流程圖在本設(shè)計中程序局部是由主程序和子程序構(gòu)成的，主程序流程圖如圖3所示。子程序流程圖如圖4所示?；趩纹瑱C的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第5頁?；趩纹瑱C的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第5頁。圖3主程序流程圖圖4顯示子程序流程圖4.2程序構(gòu)造本設(shè)計在軟件方面我用C語言編程，程序共分為了三大模塊：按鍵模塊，顯示模塊與計數(shù)模塊。其中按鍵模塊與顯示模塊是用軟件查詢的方式來完成的，計數(shù)模塊是用中斷的方式來完成的。按鍵模塊是一用個keyscan()函數(shù)來實現(xiàn)的，其中用了兩個按鍵key1與key2，key1用來給秒表清零，key2用來控制秒表的開場和暫停功能。顯示模塊式用一個display()函數(shù)來實現(xiàn)的，在程序開頭定義了一個codetable[]數(shù)組，內(nèi)部元素為0到9的共陰極數(shù)碼管代碼，通過查詢數(shù)組的方式來點亮數(shù)碼管。計數(shù)模塊是用一個中斷效勞程序來完成的，用單片機內(nèi)部的定時器/計數(shù)器來計數(shù)，設(shè)定一個適宜的初值即可實現(xiàn)計數(shù)功能。5仿真調(diào)試5.1問題分析在仿真過程中遇到了很多問題，這些問題主要集中在軟件方面。首先是數(shù)碼管的顯示錯誤，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管的顯示代碼輸入有誤。然后在擴展的小數(shù)點不會一直顯示，后來將燒亮小數(shù)點的程序放入循環(huán)中問題就解決了。5.2仿真結(jié)果基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第6頁。設(shè)計完成后我在proteus中進展了仿真，仿真結(jié)果如圖4所示。基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第6頁。圖4仿真結(jié)果6實物調(diào)試6.1問題分析由于電路板是自己焊接的，所以在剛開場調(diào)試的時候出現(xiàn)了很多問題。首先是數(shù)碼管B段始終不亮，因此我猜想是線路接觸不良，然后我用萬用表將連接B段的每一條線路都測了一遍，最后發(fā)現(xiàn)是控制數(shù)碼管B段的單片機接口與限流電阻未接觸而導致的，經(jīng)過重新焊過以后問題就解決了。然后還有一個問題是數(shù)碼管的E段與F段總是顯示混亂，后經(jīng)過萬用表測試發(fā)現(xiàn)是這兩段在焊接是發(fā)生了短路。6.2調(diào)試結(jié)果仿真成功后通過仿真結(jié)果焊接了一個實物，實物調(diào)試結(jié)果如圖5所示。基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第7頁?；趩纹瑱C的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第7頁。圖5實物調(diào)試7總結(jié)本設(shè)計結(jié)合了軟件和硬件的一些相關(guān)知識。在硬件方面，用到了一個單片機最小系統(tǒng)板，一個四位一體的七段LED數(shù)碼管，一個九腳10K的排阻，八個460歐姆的電阻。其中數(shù)碼管用來作為顯示工具；九腳10K的排阻作為P0口的上拉電阻；八個460歐姆的電阻作為限流電阻，以防通過數(shù)碼管電流過大而被被燒壞。在軟件方面我用C語言編程，程序共分為了三大模塊：按鍵模塊，顯示模塊與計數(shù)模塊。其中按鍵模塊與顯示模塊是用軟件查詢的方式來完成的，計數(shù)模塊是用中斷的方式來完成的。按鍵模塊是一用個keyscan()函數(shù)來實現(xiàn)的，其中用了兩個按鍵key1與key2，key1用來給秒表清零，key2用來控制秒表的開場和暫停功能。顯示模塊式用一個display()函數(shù)來實現(xiàn)的，在程序開頭定義了一個codetable[]數(shù)組，內(nèi)部元素為0到9的共陰極數(shù)碼管代碼，通過查詢數(shù)組的方式來點亮數(shù)碼管。計數(shù)模塊是用一個中斷效勞程序來完成的，用單片機內(nèi)部的定時器/計數(shù)器來計數(shù)，設(shè)定一個適宜的初值即可實現(xiàn)計數(shù)功能?；趩纹瑱C的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第8頁?；趩纹瑱C的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第8頁。參考文獻[1]王思明,X金敏,茍軍年等.單片機原理及應用系統(tǒng)設(shè)計[M].:科學，2012.[2]郭天祥.51單片機C語言教程[M].:電子工業(yè),2009.基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第9頁。附錄A源程序基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第9頁。#include<reg52.h>//52系列單片機頭文件#defineucharunsignedchar//宏定義#defineuintunsignedintsbitN0=P2^4;sbitN1=P2^5;//申明U1鎖存器的鎖存端sbitN2=P2^6;sbitN3=P2^7;sbitkey1=P3^4;sbitkey2=P3^5;ucharcodetable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};voiddelayms(uint);//聲明延時函數(shù)voiddisplay(uchar,uchar,uchar,uchar);//聲明顯示函數(shù)voidkeyscan();//聲明按鍵函數(shù)uintnum,num3;ucharnum1,num2,qian,bai,shi,ge;//變量聲明voidmain()//主函數(shù)入口{TMOD=0x11;//設(shè)置T0,T1定時器TH1=(65536-45872)/256;TL1=(65536-45872)%256;EA=1;//開總中斷基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第10頁。ET1=1;//開啟定時器T1中斷基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第10頁。TR1=0;while(1)//程序停在這里等待中斷的發(fā)生，這個大循環(huán)也是實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示的主體循環(huán){keyscan();qian=num3/1000;bai=(num3-qian*1000)/100;shi=(num3-1000*qian-100*bai)/10;ge=num1;P0=0x80; N2=0; delayms(5); N2=1; P0=0x00;display(qian,bai,shi,ge);}}voiddisplay(ucharqian,ucharbai,ucharshi,ucharge)//數(shù)碼管顯示子函數(shù){基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第11頁。P0=table[qian];基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第11頁。N0=0;delayms(5);N0=1;P0=0x00;P0=table[bai];N1=0;delayms(5);N1=1;P0=0x00;P0=table[shi];N2=0;delayms(5);N2=1;P0=0x00;P0=table[ge];N3=0;delayms(5);N3=1;基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第12頁。P0=0x00;基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共15頁，當前為第12頁。}voiddelayms(uintxms)//延時子函數(shù){uinti,j;for(i=xms;i>0;i--)//i=xms即延時約xms毫秒for(j=110;j>0;j--);}voidT1_time()interrupt3//定時器T1,中斷序號為3{TH1=(65536-45872)/256;//重裝初值TL1=(65536-45872)%256;num2++;if(num2==2)//如果到了2次，說明0.1秒的時間到{num2=0;//然后把num2清零重新再計2次num1++;if(num1==10) num1=0; num++;基于單片機的電子秒表設(shè)計全文共1