單片機秒表設計實驗報告

1、本科學生設計性實驗報告學號 姓名 學院 物理與電子 專業(yè)、班級 實驗課程名稱 簡易秒表設計 教師及職稱 開課學期 2013 至 2014 學年 下 學期 填報時間 2014 年 6 月 5 日云南師范大學教務處編印摘要：單片機控制秒表是集于單片機技術、模擬電子技術、數(shù)字技術為一體的機電一體化高科技產(chǎn)品，具有功耗低，安全性高，使用方便等優(yōu)點。本次設計內(nèi)容為以 89C51 單片機為核心的秒表，它采用鍵盤輸入，單片機技術控制。設計內(nèi)容以硬件電路設計，軟件設計和PCB 板制作三部分來設計。利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和計數(shù)的原理，用集成電路芯片、LED 數(shù)碼管以及按鍵來設計計時器。將軟、硬件有機地結

2、合起來，使他擁有正確的計時、暫停、清零、并同時可以用數(shù)碼管顯示，在現(xiàn)實生中應用廣泛。一、實驗設計方案實驗名稱簡易秒表設計實驗時間2014.6.18實驗室114實驗室實驗目的：1、熟悉Keil C51軟件的使用方法及proteus仿真軟件的使用；2、綜合運用所學的理論知識（數(shù)碼管、按鍵），通過實踐加強對所學知識的理解，具備設計單片機應用系統(tǒng)的能力。3、通過本次試驗，增強自己的動手能力。認識單片機在日常生活中的應用的廣泛性，實用性。實驗要求：制作簡易秒表，用三個按鍵分別實現(xiàn)秒表的啟動、停止與復位，利用八位共陽級的數(shù)碼管顯示時間（從左到右依次顯示秒，分鐘，小時，當秒數(shù)到達60s時向分鐘進一，當分鐘達

3、到60min時向小時進一，當小時達到24h時全部清零從頭開始）。1 系統(tǒng)設計思路及描述該實驗設計要求進行計時并在數(shù)碼管上顯示時間，則可利用MCS-51系列單片機的芯片AT89C51的P3.5,P3.3,P3.2, 作為按鍵的入口；當開關按鍵P33由上向下?lián)軙r開始計時，若撥P32“暫?！卑存I則數(shù)碼管暫停；“復位”按鍵P35當由上向下?lián)軙r數(shù)碼管清零，又可重新開始計時。八位數(shù)碼管用來顯示數(shù)據(jù)，其中，低兩位顯示秒的個位和十位，空一格中間兩位顯示分鐘的個位和十位，在空一格最后的兩位數(shù)碼管顯示小時的個位和十位，秒位是滿六十進一，分鐘也是滿六十進一，小時是滿二十四自動清零并開始重新從零計數(shù)2 七段數(shù)碼管基本

4、使用方法介紹七段數(shù)碼管是單片機系統(tǒng)中常用的顯示器元件，可以用來顯示單片機系統(tǒng)的工作狀態(tài)、運算結果等各種信息。七段數(shù)碼管有八個LED發(fā)光二極管分別構成其7個字段和一個小數(shù)點，通過不同的字段和小數(shù)點亮滅組合可以顯示數(shù)字09、字符AF、H、L、P、R、U、Y、“”符號以及小數(shù)點“.”等圖形。組成七段數(shù)碼管的八個LED發(fā)光二極管的連接方法通常是將其中一極接在一起形成一個公共極，剩下一個極作為個字段的控制極。將八個LED發(fā)光二極管的陽極連在一起構成的公共極的七段數(shù)碼管稱為共陽極七段數(shù)碼管，而將這八個LED發(fā)光二極管的陰極連在一起構成的公共極稱為共陰極七段數(shù)碼管。要點亮共陽極數(shù)碼管對應的字段，需要公共極接

5、高電平，同時對應段控制極接低電平，通常應用中將ag、dp控制極依次有序地接到高位控制線，由此我們可以得到共陽極數(shù)碼管的字型碼。共陽極，共陰極數(shù)碼管的字符碼表 2 程序設計此次選用C51來編程，首先要有初始化程序，通過初始化程序，將對主程序所用到的變量、常量以及各個參數(shù)和所調(diào)用的子函數(shù)定義，其次還有顯示程序、按鍵掃描及處理程序、時鐘程序。系統(tǒng)軟件流程圖開 始賦初值宏定義運算，查表輸出P1輸出數(shù)字變量自增運算時間判斷返回開始/功能：簡易秒表程序#include unsigned char msec,sec=0,fen=0,shi=0;/定義msec為50ms計數(shù)變量，sec為秒變量，fen為分鐘變

6、量，shi為小時變量sbit S1=P35;sbit S2=P33;sbit S3=P32;void delay(unsigned char i);/延時函數(shù)/函數(shù)名：T0_INT/函數(shù)功能：定時器0中斷函數(shù)，定時50ms到，自動執(zhí)行該函數(shù)，判斷是否中斷20次/形式參數(shù)：無/返回值：無void T0_INT(void) interrupt 1/定時器0中斷類型號為1 TH0=0x3c;/50ms定時初值 TH0=(65536-50000)/256; TL0=0xb0; /TL0=(65536-50000)%256; msec+; /中斷次數(shù)增1 if(msec=20)/中斷次數(shù)到20次嗎？ m

7、sec=0;/是，1秒計時到，50ms計數(shù)單元清零 sec+; /秒單元加1 if(sec=60)/到60秒嗎？ sec=0; /是，秒單元清零 fen+; if(fen=60) fen=0; shi+; if(shi=24) shi=0; void main()/主函數(shù) unsigned char led=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/定義數(shù)字09字型顯示碼 /unsigned char temp; TMOD=0x01;/定時器0工作方式1 TH0=0x3c;/50ms定時初值 /50ms定時初值 TH0=(65536-

8、50000)/256; TL0=0xb0; /TL0=(65536-50000)%256; EA=1; /開總中斷 ET0=1; /開定時器T0中斷 P3=0xff; /P3口做輸入 while(1) P2=0x01;/選中P2.0控制的數(shù)碼管 P1=ledsec%10;/顯示秒個位 delay(10); P2=0x02; /選中P2.1控制的數(shù)碼管 P1=ledsec/10;/顯示秒十位 delay(10);P2=0x04; P1=0xbf; delay(10); P2=0x08;/選中P2.0控制的數(shù)碼管 P1=ledfen%10;/顯示分鐘個位 delay(10); P2=0x10; /

9、選中P2.1控制的數(shù)碼管 P1=ledfen/10;/顯示分鐘十位 delay(10); P2=0x20;/選中P2.0控制的數(shù)碼管 P1=0xbf; delay(10); P2=0x40;/選中P2.0控制的數(shù)碼管 P1=ledshi%10;/顯示小時個位 delay(10); P2=0x80; /選中P2.1控制的數(shù)碼管 P1=ledshi/10;/顯示小時十位 delay(10); /temp=P3;/讀入P3口引腳狀態(tài)并取反 /temp=temp&0x2c;/屏蔽掉無關位，保留三位按鍵狀態(tài)00x0xx00 /if(temp=0)/判斷有無按鍵按下 / /if(temp=0x04)/按下

10、停止鍵 if(S3=0)/按下停止鍵 TR0=0;/停止計數(shù) /if(temp=0x08)/按下啟動鍵 if(S2=0)/按下啟動鍵 TR0=1;/啟動計數(shù) /if(temp=0x20)/按下復位鍵 if(S1=0)/按下復位鍵 TR0=0;sec=0;fen=0;shi=0;msec=0; / /函數(shù)名：delay/函數(shù)功能：實現(xiàn)軟件延時/形式參數(shù)：unsigned char i;/ i控制空循環(huán)的外循環(huán)次數(shù)，共循環(huán)i*255次/返回值：無void delay(unsigned char i)/延時函數(shù)，無符號字符型變量i為形式參數(shù) unsigned char j,k; /定義無符號字符型變

11、量j和k for(k=0;ki;k+) /雙重for循環(huán)語句實現(xiàn)軟件延時 for(j=0;j255;j+);3.仿真圖如下4實驗設備及材料(1)裝有keil軟件、下載軟件和Proteus仿真軟件的電腦一臺。(2)單片機開發(fā)板一塊。5實驗方法步驟及注意事項(1)根據(jù)題目要求畫出流程圖，對實驗有總體概念；(2)程序的設計； (3)通過仿真圖來測試、修改、優(yōu)化程序；（4）設計電路板，做出實物圖；(5)總結分析實驗過程中出現(xiàn)的問題，在以后的實驗中該如何避免類似的問題在發(fā)生，該實驗還有那些可以優(yōu)化的地方。6參考文獻1王東鋒 陳園園 郭向陽,單片機C語言應用100例，電子工業(yè)出版社2胡漢才單片機及其接口技

12、術北京：清華大學出版社，20003陳誼.編程和接口技術大全北京：機械工業(yè)出版社4 谷樹忠等. Protel2004實用教程原理圖與PCB設計(第2版). 北京:電子工業(yè)出版社,2009. 5 潘永雄. 新編單片機原理與應用(第二版). 西安：西安電子科技大學出版社，2009. 6 馬忠梅. 單片機的C語言應用程序設計（第3版）. 北京：北京航空航天大學出版社,2003. 7 潘新民,王燕芳. 微型計算機控制技術實用教程. 北京:北京電子工業(yè)出版社,2006.教師對實驗設計方案的意見簽名： 年 月 日三實驗總結1實驗總結及其心得體會通過這次實驗設計最大的幫助就是對于很多在上課遺留的問題，我們通過這個機會得到的解決，從最簡單的各個元器件的作用，到各個電路的功能，我們都從慢慢的摸索當中，學到了很多的東西。我們相信在這個設計中，會對我們以后學習，工作有著很重要的影響。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了運籌帷幄，學會了寬容，學會了理解，也學會了做人與處世。實驗設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，也是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的