51单片机课程设计秒表.doc

《51单片机课程设计秒表.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《51单片机课程设计秒表.doc（17页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、微控制器技术课程设计报告设计题目：秒表专业： 供用电技术 班级： 供电141 学号： 姓名： 王晨铭 指导教师： 李昊 设计时间： 2016.6.21 微控制器技术课程设计任务书设计题目： 秒表 设计时间： 2016.6.20 设计任务： 在单片机开发板或软件仿真，编制程序，实现以下功能 1、利用定时器实现秒表功能，精确到0.1S； 2、数码管显示当前计时时间； 3、设定三个键，计时开始，停止计时和复位清零。 背景资料： 1、单片机原理与应用 2、检测技术 3、计算机原理与接口技术 进度安排： 1、第1天，领取题目，熟悉设计内容，分解设计步骤和任务； 2、第3天，规划设计软硬件，编制程序流程、

2、绘制硬件电路。 3、第5天，动手制作硬件电路，或编写软件，并调试。 4、第7天，中期检查。 5、第9天，完善设计内容，书写设计报告。 6、第13天，提交设计报告，整理设计实物，等待答辩。 7、第14天，设计答辩。目录一、 设计任务和要求.3（1）设计任务.3(2)设计要求.3二、 设计方案与论证.3三、 单元电路设计与参数计算.4（1）时钟电路.4（2）按钮电路.4（3）显示电路.5（4）单片机.5四、 原理图及器件清单.6( 1 )总原理图.6（2）PCB图.7（3）Proteus仿真图.7（4）元器件清单.8五、 安装与调试.8（1）安装.8（2）调试.8六、 性能测试和分析.9七、 结论

3、和心得.9八、 参考文献.9题目：秒表二、方案设计与论证本设计分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四大部分，这些模块中单片机占主控地位。其模块电路如图2-1所示。时钟电路常用的有内部时钟方式和外部时钟方式，但因为本设计中只需要一片单片机，所以采用内部时钟方式比较简单。按钮电路中的“复位”按钮是按键手动复位，它有电平和脉冲两种方式，比较电路的复杂程度，本设计选择了按钮电平复位电路，其他几个按钮则是通过单片机判断高低电平的不同来控制按钮。显示电路所用的数码管有共阴和共阳之分，不管使用何种数码管，P0口作为I/O使用时都是需要上拉电阻才能驱动数码管。另外，因为单片机的4个并行I/O口的输出电流一

4、般是1mA,短路电流为4mA左右，而数码管的最少驱动电流也需要10mA，因而不管在使用共阴数码管时，单片机输出口也必须使用上拉电阻提高输出电流，才能驱动数码管。为了使电路简单化，本设计选用共阳数码管。 但根据显示方式的不同选择，我们可以有几种方案：方案一：使用静态显示方式。静态显示方式下的数码管的显示字符一经确定，相应锁存器锁存的断码输出將维持不变，直到送入另一个字符的断码为止。因而此设计中使用的显示位数使用了三个8位并行I/0口。如果另外想扩展单片机功能，则能使用的输出管脚很是有限。方案二：使用动态显示方式。这个显示方式是将所有显示位的段码线的相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，而各位

5、的共阴或共阴极分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。这种显示方式，简化了硬件电路，特别在多位数码管显示时尤为突出。本小组尝试了各种方案，在此报告中以静态显示方式为例说明。（动态显示方式省略）单片机AT89C51显示电路按钮电路时钟电路三、单元电路设计与参数计算注：/单元电路设计中的网络标号的数字即为单片机的管脚/（1）时钟电路 图3-1 时钟电路如图3-1所示，时钟电路的晶振频率越高，系统的时钟频率越高，单片机的运行速度也就越快。晶振频率根据设计需要设为12MHz，又根据谐振性质，电路中的电容C1、C2选择为30pF左右。该电容的的大少会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速

6、性。（2）按钮电路 图3-2a 图3-2bA、复位按钮根据计算容抗的公式以及并联电阻变小的性质，可以知道，当S13断开时，C3的容抗大，管脚9处的电位U9为电阻R3上的压降，因而U9为低电平，复位键无效。当S13按下时，R2与C3的并联阻抗变小，R3上的压降增大，U9为高电平，复位键有效，实现复位功能。本设计中C3取值22uF，电阻R2取值100欧姆，R3取值1K欧姆。具体电路如图3-2a所示。B、开始，停止、翻页按钮 电路如图3-2b所示（3）显示电路P1口控制显示的是十位，p0口控制显示的是个位，P2口控制显示的是十分位。不同的数码管显示方式，对应的最适合的共阴或者共阳级的数码管也不同。静

7、态显示的适宜选共阳的数码管，动态显示的适宜选共阴的数码管。如果动态显示方式下选择共阳的数码管，位选端直接用单片机驱动则数码管的亮度不够，因而应该在位选端使用上拉电阻以提高数码管的驱动电流，但因为显示那个的数据段选的数目不同，故而需要用电阻对各段进行限流，以保证显示的每个数据亮度相同。相同情况下，静态显示的数码管的亮度要比动态的亮。（4）单片机单片机的程序可用汇编语言也可用C语言，为了提高使用汇编语言的能力，本设计特用了汇编语言了编写程序主程序流程图如下所示，具体程序见电子档。主程序流程图：程序开始程序初始化P1.7=？0开各中断P3.3=？0计五次？翻页调用显示子程序关定时器复位四、总原理图及

8、元器件清单(1)总原理图（2） PCB图 （3）Proteus仿真图 （4）元器件清单1) AT89C51的引脚图和数码管5101BS的引脚图 图4-3a AT89C51引脚图 图4-3b 5101引脚图2）元器件总清单元件名称数量备注元件名称数量备注5101B3块AT89C511块按钮4个排阻1个8个引脚拨动开关1个电容2个33pF发光二极管1个红色电容1个100uF电阻2个1K晶振1个12MHz电阻1个100殴连接器con2五、安装与调试（1）安装制板的顺序依次是：画原理图、做封装、在原理图中添加元器件对应的封装、布PCB板、改焊盘大少、打印PCB图、用快速制板机将PCB图烤制到铜板上、腐

9、蚀铜板、钻孔、放置元器件、烙铁焊好器件。一块电路板就安装完毕了。（2）调试 将外部电源接至电路板上，检验电路板是否完全实现设计要求。本设计中，发现按钮功能完全符合设计要求，但是数码管的显示中有些段码不亮，从而显示的数据乱码，用万用表检测对应的管脚是否有电压，发现焊盘有虚焊，引脚与引脚之间有短路，排查后电路板实现设计要求。六、性能测试与分析 所制电路板虽然能实现设计中要求的功能，但是在实际使用中还是存在着许多缺陷。这块电路板不能随意查看记录的数据，而是必须在计完五次数据后才能依次的翻页查看，复位后所计数据便会丢失，不能翻看历史，所计数据组数不能满足现实需要。七、结论与心得 单片机是我所学专业的主

10、要课程之一，不仅培养了我综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题的能力,而且提高了我实际动手操作能力.现实生活中，单片机在应用可以说得是无处不在。因此在大学中说掌握单片机的开发技术是十分重要的，也是十分必要的。我在刚刚拿到课程设计题目时有点迷惘，毕竟在前八周的理论学习中没有扎实的掌握单片机的理论知识，面对一块块的芯片和五颜六色的导线，不知道如何下手，好在通过上网和图书馆查阅相关资料，自己认真钻研以及虚心询问同学，终于咸鱼大翻身，游逆而上，解决了一个又一个的困难和障碍，成功完成了任务。 通过本次的单片机课程设计，不仅丰富了我的理论知识，而且在实践过程中更令我学会了坚持、耐心和努力。此次单

11、片机课程设计需要运用到许多之前所学过的知识，令我认识到自己以前学习的一些不足之处，例如对以前所学知识的理解不够深刻，掌握得不够牢固，运用不够灵活。这让我懂得了认真学习的重要性，以及要孜孜不倦地钻研所学过的知识，做得融会贯通，不能一览而过，不求甚解。在边学习边动手的过程中，我对89C51单片机的构造以及原理有了进一步的了解，同时也加深和巩固了我对单片机汇编语言的认识。除此之外，由于是第一次做单片机，因此在此次课程设计的过程中，无论是电路绘制还是汇编语言编写都难免遇到了不少困难和障碍，例如汇编语言编写出错、电路元件无从入手等。在面对困难和障碍时，我庆幸自己没有选择退缩和逃避，而是通过各种方法，迎难

12、而上，以坚持、耐心和努力勇敢无畏地面对困难，克服困难，解决困难。让我发现问题、分析问题、解决问题以及动手实践的能力都有了很大的提高，并了解到理论知识与实践相结合的重要意义。 从这次的课程设计中，我才真正明白理论结合实际的道理，在以后的学习中，更要把理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单机片机即是如此，出色的程序最终用实际操作来实现才是完美。十分庆幸拥有这次课程设计，让我受益匪浅。八、参考文献（1）单片机原理及接口技术 张毅刚 彭喜元著 人民邮电出版社（2）单片机课程设计实例指导 李光飞等编著 北京航空航天大学出版社（3）51系列单片机原理、开发与应用实例 孙进平等编著 （4）单

13、片机程序设计实例 先锋工作室编著 清华大学出版社（5）电子工程师之家 、豆丁网 、百度、搜狗、电子工程专辑 等等附程序如下： D EQU 60H E EQU 61H F EQU 62H G EQU 63H H EQU 64H I EQU 65H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH ;定时器T0的入口地址LJMP DINGSHIORG 0013H ;外部中断1的入口地址LJMP STOP1 ORG 0030H ;主程序入口地址MAIN: MOV P0,#0C0H ;置初值MOV P2,#0C0H MOV P1,#0C0HMOV DPTR,#TABLE ;数据指针指向表头地

14、址SETB EA ;开中断 SETB EX0 SETB EX1 SETB ET0SETB PX0 ;设中断优先级SETB PX1MOV TMOD,#01H ;工作方式为方式1START: MOV R0,#40H MOV R1,#50H MOV R2,#00HCLR P1.0 MOV TH0,#0D8H ;置计数初始值 MOV TL0,#0F0H MOV R3,#00H MOV R4,#00HMOV R7,#00H MOV B,#10 MOV SP,#30HMOV D,#60HMOV E,#61HMOV F,#62HMOV G,#63HMOV I,#65HMOV R5,#05XUNHUAN: J

15、B P1.7,START1 ;p1.7=0是开始 LCALL DELAY10;按键消抖 JB P1.7,XUNHUAN JNB P1.7,$ LJMP GN1 LJMP XUNHUAN START1: JB P3.0,XUNHUAN LCALL DELAY10 JB P3.0,XUNHUAN JNB P3.0,$ LCALL FANYE LJMP XUNHUAN FANYE: MOV A,R0 MOV R3,A MOV A,R1 MOV R4,ADEC R5 CJNE R5,#04,LOP1 MOV A,D MOV R7,ALJMP L1LOP1:CJNE R5,#03,LOP2MOV A,E

16、 MOV R7,ALJMP L1LOP2:CJNE R5,#02,LOP3MOV A,F MOV R7,ALJMP L1LOP3:CJNE R5,#01,LOP4MOV A,G MOV R7,ALJMP L1LOP4:CJNE R5,#00,FANYEMOV A,I MOV R7,ALJMP L1L1: INC R0 INC R1 INC R2 CJNE R2,#5,LOOP2 MOV R0,#40H MOV R1,#50H MOV R2,#00H LOOP2:LCALL XIANSHI RETGN1: SETB TR0 LOOP:CJNE R2,#05H,LOOP MOV R0,#40H M

17、OV R1,#50H MOV R2,#00H CLR EA AJMP XUNHUAN DELAY1: MOV R6,#2DL1: MOV H,#248 DJNZ H,$ DJNZ R6,DL1 RETDELAY10: MOV R6,#20DL2: MOV H,#248 DJNZ H,$ DJNZ R6,DL2 RETSTOP1 : PUSH ACC PUSH PSW LCALL DELAY10;延时10毫秒消抖 JB P3.3, FAN1 JNB P3.3,$ MOV A, R3 MOV R0 , A MOV A, R4 MOV R1, ADEC R5CJNE R5, #04, LOP5 MO

18、V A, R7 MOV D, ALJMP L4LOP5: CJNE R5, #03, LOP6 MOV A, R7 MOV E, A LJMP L4LOP6: CJNE R5, #02, LOP7 MOV A, R7 MOV F, A LJMP L4LOP7: CJNE R5, #01, LOP8 MOV A, R7 MOV G, A LJMP L4LOP8: CJNE R5, #00, STOP1 MOV A, R7 MOV I,A LJMP L4 L4: INC R0 INC R1 INC R2FAN1: POP PSW POP ACC RETIXIANSHI: MOV A ,R3 ;扫描

19、十分位上的数字 MOV DPTR ,#TABLE MOVC A ,A+DPTR MOV P2 ,A MOV A ,R4 ;扫描个位上的数字 MOV DPTR ,#TABLE MOVC A ,A+DPTR MOV P0 ,A MOV A ,R7 ;扫描十位上的数字 MOV DPTR ,#TABLE MOVC A ,A+DPTR MOV P1 ,A RETDINGSHI:PUSH ACC PUSH PSW DJNZ B,DH1 MOV B,#10 AJMP COUNTCOUNT: INC R3 CJNE R3,#0AH,DH2 MOV R3,#00H INC R4 CJNE R4,#0AH,DH2 MOV R4,#00H INC R7 CJNE R7,#0AH,DH2 MOV R7,#00H DH1: MOV TH0,#0D8H MOV TL0,#0F0H SETB TR0DH2: POP PSW POP ACC LCALL XIANSHI RETITABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HEND