跑步机控制器.docx
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跑步机控制器
跑步机控制器
通达学院
2016/2017学年第一学期
课程设计实验报告
模块名称51单片机课程设计
专业通信工程
学生班级130006
学生学号13000624
学生姓名陈扬
指导教师林建中
设计题目
跑步机控制器设计
任务要求
基本要求：
●观察和了解一台实际跑步机的功能和状态，设计一模拟跑步机
●用键设定跑步速度（用两位LED/LCD）
●设计启动，停止，加速/减速，升高/降底，紧急停止等键
●用LED/LCD合理安排数据显示
●具有倒计时运行功能
发挥部分：
●速度变化编成运行模式
●高度变化编成运行模式
●速度+高度混合编程运行模式
●计数热量消耗参数
实验设备及软件
1.微型计算机
2.Proteus；Keil
3.德飞莱51单片机实验板
同组人员学号及姓名
13000623沈烨
参考文献
《Proteus教程》
《Proteus电子电路设计及仿真》
报告内容
一、实验目的：
本课程设计是在理论课程学习和软件设计的基础上，对51单片机硬件系统进行了解和研究，使学生更深入的掌握51单片机开发技术，培养学生面对实际课题，发现问题、分析问题和解决问题，提高学生的实验动手能力。
设计根据实验大纲提供的题目要求，选择适当的课题，并通过课题资料收集、原理分析、理论计算、实际编程、系统调试、测试和故障排除，解决在实际设计中的问题，使设计系统能正常工作，有能力的同学可以超出题目要求任意发挥设计。
二、实验要求：
基本要求：
●观察和了解一台实际跑步机的功能和状态，设计一模拟跑步机
●用键设定跑步速度（用两位LED/LCD）
●跑步启动后计算和显示跑步时间和距离
●设计启动，停止，加速/减速，升高/降底，紧急停止等键
●用LED/LCD合理安排数据显示
●具有倒计时运行功能
发挥部分：
●速度变化编成运行模式
●高度变化编成运行模式
●速度+高度混合编程运行模式
●计数热量消耗参数
显示格式：
8LED数码管显示格式见下图
LCD屏显示方法自定
口相同。
第二功能是作控制和特殊功能口使用，这时八条端口线所定义的功能各不相同，如表1所示。
表1P3口各位的第二功能
5．I/O口的读写
P0～P3口都可作为普通I/O口来使用。
当作为输入口使用时，必须先向该口的锁存器中写入“1”，然后再从读引脚缓冲器中读入引脚状态，这样的读入结果才正确。
2.2控制线
AT89C51单片机的控制线有以下几种：
（1）RST：
复位输入端，高电平有效。
（2）ALE/：
地址锁存允许/编程线。
（3）：
外部程序存储器的读选通线。
（4）/VPP：
片外ROM允许访问端/编程电源端
2.LCD管脚说明
LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线
VCC（15脚）和地线GND（16脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样，其中：
引脚
符号
功能说明
1
VSS
一般接地
2
VDD
接电源（+5V）
3
V0
液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。
4
RS
RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
5
R/W
R/W为读写信号线，高电平
（1）时进行读操作，低电平（0）时进行写操作。
+6
E
E（或EN）端为使能（enable）端，
写操作时，下降沿使能。
读操作时，E高电平有效
7
DB0
低4位三态、双向数据总线0位（最低位）
8
DB1
低4位三态、双向数据总线1位
9
DB2
低4位三态、双向数据总线2位
10
DB3
低4位三态、双向数据总线3位
11
DB4
高4位三态、双向数据总线4位
12
DB5
高4位三态、双向数据总线5位
13
DB6
高4位三态、双向数据总线6位
14
DB7
高4位三态、双向数据总线7位（最高位）（也是busyflag）
15
BLA
背光电源正极
16
BLK
背光电源负极
实验原理框图：
五、程序代码：
#include
#include"lcd.h"
sbitkey_1=P1^0;//开始按键
sbitkey_2=P1^1;//停止按键
sbitkey_3=P1^2;//加速
sbitkey_4=P1^3;//减速
sbitkey_5=P1^4;//升高
sbitkey_6=P1^5;//降低
sbitkey_7=P1^6;//紧急停止
sbitkey_8=P1^7;//倒计时
unsignedintcount_1=0;//计数标量
unsignedinttime_1=0;//按键1的计数时间
charstart=0;//开始
charsudu_flag=0;//速度变量
charhigh_flag=0;//速度变量
voiddelay10us（charc）//误差0us
{
unsignedchara,b;
for（b=c;b>0;b--）
for（a=2;a>0;a--）;
}
voiddelay10ms（chard）//误差0us
{
unsignedchara,b,c;
for（c=d;c>0;c--）
for（b=38;b>0;b--）
for（a=130;a>0;a--）;
}
voidmain（）
{
TMOD=0X01;//设置定时器T016位
EA=1;//打开中断
ET0=1;//打开TO定时器
TR0=1;//关闭中断
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
LcdInit（）;//初始化液晶显示屏
while
（1）
{
if（key_1==0）//按键1按下
{
while（key_1==0）;//等待K1抬起
start=1;
}
if（key_2==0）//按键2按下
{
while（key_2==0）;//等待K2抬起
start=0;
time_1=0;
}
if（key_3==0）//按键3按下
{
while（key_3==0）;//等待K3抬起
sudu_flag++;
if（sudu_flag>=4）
sudu_flag=4;
}
if（key_4==0）//按键4按下
{
while（key_4==0）;//等待K4抬起
sudu_flag--;
if（sudu_flag<=0）
sudu_flag=0;
}
if（key_5==0）//按键5按下
{
while（key_5==0）;//等待K5抬起
high_flag++;
if（high_flag>=4）
high_flag=4;
}
if（key_6==0）//按键6按下
{
while（key_6==0）;//等待K6抬起
high_flag--;
if（high_flag<=0）
high_flag=0;
}
if（key_7==0）//按键2按下
{
while（key_7==0）;//等待K2抬起
start=0;
time_1=0;
}
if（key_8==0）//按键2按下
{
while（key_8==0）;//等待K2抬起
time_1+=60;
}
//显示开始
if（start==1）
{
LcdWriteCom（0x80）;//显示坐标
LcdWriteData（'S'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'T'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'A'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'R'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'T'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（''）;//在lcd1602进行显示
}
else
{
LcdWriteCom（0x80）;//显示坐标
LcdWriteData（'S'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'T'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'O'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'P'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（''）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（''）;//在lcd1602进行显示
}
//显示速度
switch（sudu_flag）
{
case0:
LcdWriteCom（0x87）;//显示坐标
LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'/'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'s'）;//在lcd1602进行显示
break;
case1:
LcdWriteCom（0x87）;//显示坐标
LcdWriteData（'1'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'/'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'s'）;//在lcd1602进行显示
break;
case2:
LcdWriteCom（0x87）;//显示坐标
LcdWriteData（'2'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'/'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'s'）;//在lcd1602进行显示
break;
case3:
LcdWriteCom（0x87）;//显示坐标
LcdWriteData（'3'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'/'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'s'）;//在lcd1602进行显示
break;
case4:
LcdWriteCom（0x87）;//显示坐标
LcdWriteData（'4'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'/'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'s'）;//在lcd1602进行显示
break;
}
//高度显示
switch（high_flag）
{
case0:
LcdWriteCom（0x8c）;//显示坐标
LcdWriteData（'1'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'c'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示
break;
case1:
LcdWriteCom（0x8c）;//显示坐标
LcdWriteData（'2'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'c'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示
break;
case2:
LcdWriteCom（0x8c）;//显示坐标
LcdWriteData（'3'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'c'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示
break;
case3:
LcdWriteCom（0x8c）;//显示坐标
LcdWriteData（'4'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'c'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示
break;
case4:
LcdWriteCom（0x8c）;//显示坐标
LcdWriteData（'5'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'c'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示
break;
}
LcdWriteCom（0xc0）;//显示坐标
LcdWriteData（'T'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'I'）;//在lcd1602进行显示
LcdWriteData（'M'）;
LcdWriteData（'E'）;
LcdWriteData（':
'）;
LcdWriteData（''）;
LcdWriteData（'0'+（time_1/60）/10）;//分钟十位
LcdWriteData（'0'+（time_1/60）%10）;//分钟个位
LcdWriteData（':
'）;
LcdWriteData（'0'+（time_1%60）/10）;//秒十位
LcdWriteData（'0'+（time_1%60）%10）;//秒个位
LcdWriteData（''）;
delay10ms（10）;
}
}
//中断函数
voiddelay1s（void）interrupt1
{
TH0=（65536-50000）/256;//10ms产生一次中断用于数码管动态扫描
TL0=（65536-50000）%256;//10ms产生一次中断用于数码管动态扫描
count_1++;
if（（time_1>0）&&（start==1））
{
if（count_1>=20）//1s时间
{
count_1=0;
time_1--;//时间倒计时
if（time_1==0）
{
start=0;//倒计时结束，时间停止
}
}
}
}
#include"lcd.h"
/*******************************************************************************
*函数名:
Lcd1602_Delay1ms
*函数功能:
延时函数，延时1ms
*输入:
c
*输出:
无
*说名:
该函数是在12MHZ晶振下，12分频单片机的延时。
*******************************************************************************/
voidLcd1602_Delay1ms（uintc）//误差0us
{
uchara,b;
for（;c>0;c--）
{
for（b=199;b>0;b--）
{
for（a=1;a>0;a--）;
}
}
}
/*******************************************************************************
*函数名:
LcdWriteCom
*函数功能:
向LCD写入一个字节的命令
*输入:
com
*输出:
无
*******************************************************************************/
#ifndefLCD1602_4PINS//当没有定义这个LCD1602_4PINS时
voidLcdWriteCom（ucharcom）//写入命令
{
LCD1602_E=0;//使能
LCD1602_RS=0;//选择发送命令
LCD1602_RW=0;//选择写入
LCD1602_DATAPINS=com;//放入命令
Lcd1602_Delay1ms
（1）;//等待数据稳定
LCD1602_E=1;//写入时序
Lcd1602_Delay1ms（5）;//保持时间
LCD1602_E=0;
}
#else
voidLcdWriteCom（ucharcom）//写入命令
{
LCD1602_E=0;//使能清零
LCD1602_RS=0;//选择写入命令
LCD1602_RW=0;//选择写入
LCD1602_DATAPINS=com;//由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改
Lcd1602_Delay1ms
（1）;
LCD1602_E=1;//写入时序
Lcd1602_Delay1ms（5）;
LCD1602_E=0;
//Lcd1602_Delay1ms
（1）;
LCD1602_DATAPINS=com<<4;//发送低四位
Lcd1602_Delay1ms
（1）;
LCD1602_E=1;//写入时序
Lcd1602_Delay1ms（5）;
LCD1602_E=0;
}
#endif
/*******************************************************************************
*函数名:
LcdWriteData
*函数功能:
向LCD写入一个字节的数据
*输入:
dat
*输出:
无
*******************************************************************************/
#ifndefLCD1602_4PINS
voidLcdWriteData（uchardat）//写入数据
{
LCD1602_E=0;//使能清零
LCD1602_RS=1;//选择输入数据
LCD1602_RW=0;//选择写入
LCD1602_DATAPINS=dat;//写入数据
Lcd1602_Delay1ms
（1）;
LCD1602_E=1;//写入时序
Lcd1602_Delay1ms（5）;//保持时间
LCD1602_E=0;
}
#else
voidLcdWriteData（uchardat）//写入数据
{
LCD1602_E=0;//使能清零
LCD1602_RS=1;//选择写入数据
LCD1602_RW=0;//选择写入
LCD1602_DATAPINS=dat;//由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改
Lcd1602_Delay1ms
（1）;
LCD1602_E=1;//写入时序
Lcd1602_Delay1ms（5）;
LCD1602_E=0;
LCD1602_DATAPINS=dat<<4;//写入低四位
Lcd1602_Delay1ms
（1）;
LCD1602_E=1;//写入时序
Lcd1602_Delay1ms（5）;
LCD1602_E=0;
}
#endif
/*******************************************************************************
*函数名:
LcdInit（）
*函数功能:
初始化LCD屏
*输入:
无
*输出:
无
*******************************************************************************/
#ifndefLCD1602_4PINS
voidLcdInit（）//LCD初始化子程序
{
LcdWriteCom（0x38）;//开显示
LcdWriteCom（0x0c）;//开显示不显示光标
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