实验五 万秒计时器的设计.docx
《实验五 万秒计时器的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验五 万秒计时器的设计.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
实验五万秒计时器的设计
实验四数码管的动态显示实验
一、实验目的
熟悉掌握数码管动态显示的基本方法；
根据已知电路和设计要求在实验板上实现数码管动态显示。
根据已知电路和设计要求在PROTEUS平台仿真实现控制系统。
二、实验内容
1、在STC89C52实验平台的4位数码管上实现动态显示0000→0001→0002→…→9998→9999→0000→0001→0002→…不断反复，每隔1s切换显示内容。
2、应用键盘控制时间的显示。
键盘按键控制“停止计时”、“启动计时”、“加个位显示内容”、“加十位显示内容”、“加百位显示内容”、“加千位显示内容”。
3、思考：
如何实现当4位数码管显示的内容为“9999”时，蜂鸣器蜂鸣。
3、实验原理
实验要求1、动态扫描可以实现要求。
简单地说，动态扫描就是选通一位，送一位数据。
原理图中的P10~P13是位选信号，即选择哪个数码管显示数字；P00~P07是段码，即要显示的数字。
可以通过依次选通一位7段数码管并通过P0端口送出显示数据。
由于人眼的视觉残留原理，如果这种依次唯一选通每一位7段数码管的动作在0.1s内完成，就会造成多位数码管同时点亮显示各自数字的假象。
本实验使用中断，实现每1s更新一次数字。
实验要求2、利用键盘扫描，对扫描结果判断与进行对应操作可以实现要求。
简单地说，就是中断来临时，对键盘进行一次扫描，将扫描到的键值与对应操作联系起来。
其中对启动与停止设置标志位，通过对标志位的判断来停止或启动，而不是对TR0进行直接操作，以防与中断计数的启动与停止互相覆盖，而达不到要求。
实验要求3、判断每一位的数字，当每位皆“9”时，置P15低电平，蜂鸣器蜂鸣。
四、实验方法与步骤
设计思路和方法：
1、根据电路图，分析数码管动态显示的设计思路；使用中断实现每1秒更新一次数字的设计思路；使用键盘控制时间显示的设计思路；以及实现当4位数码管显示的内容皆为“9”时，蜂鸣器蜂鸣的设计思路。
（1）数码管动态显示的原理如“实验原理”里所述，不赘述；
（2）使用中断实现每1s更新一次数字的设计思路：
本次实验使用Timer0中断，由于其定时时间最大为65536us，不能实现1s的长延时，那么可以使用多次中断来实现，并且在中断到来时，不断地死循环显示数字。
在编写代码时，初始化千位百位十位个位的数字为0；设置Timer0定时时间为50ms，可以用一个参数i计算中断的次数；当中断的次数达到20次时，说明已经达到了1s，此时更新数字，即将数字GeWei自增1；当GeWei数字大于9时，ShiWei自增1；当ShiWei数字大于9时，BaiWei自增1；当BaiWei数字大于9时，QianWei自增1；当QianWei大于9时，个位十位百位千位清零。
（3）扫描键值的函数放在中断里面，每次中断时，判断是否有键被按下，并判断键值是多少，执行相对应的操作。
这里比较值得注意的是，标志位flag的设置问题。
不能直接对TR0进行操作来实现暂停与启动，因为在中断的定时器设置会覆盖掉，所以要用标志位flag而不是TR0。
本实验中，按P37千位加1；按P36百位加1，按P35十位加1，按P34个位加1，按P33暂停计时，按P32启动计时。
（4）判断GeWei%10，ShiWei%10，BaiWei%10，QianWei%10是否皆为“9”，若是则将P15置0，让三极管导通，蜂鸣器蜂鸣。
2、针对电路图及设计要求给出程序框图。
设计步骤：
1、编写源代码
第一步：
打开KeiluVision4，单击主菜单“project”的“newproject”选项，选择工程保存路径，输入工程名“FivePro”；在弹出的对话框里选择Atmel的80C51，单击“确定”；
第二步：
单击主菜单的“File”的“New”选项，在编辑窗口里编写源代码。
/***************************************************************************
效果：
1、数码管做精确的秒计数0000-9999；
2、如果四位为9999时，蜂鸣器蜂鸣；
3、按键控制“停止与启动计时”、“加个位显示内容”、
“加十位显示内容”、“加百位显示内容”、“加千位显示内容”；
编者：
2014年05月22日
****************************************************************************/
//头文件:
#include"reg51.h"
//变量定义:
codeunsignedcharTab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//表：
共阳数码管0-9
unsignedcharGeWei;
unsignedcharShiWei;
unsignedcharBaiWei;
unsignedcharQianWei;
unsignedcharflag;//定义标志位
unsignedchartt=0;//中断次数
//引脚定义:
//P3作为键盘控制时间显示
sbitS2=P3^2;//P32设置为启动计时
sbitS3=P3^3;//P33设置为停止计时
sbitS4=P3^4;//P34设置为个位加1
sbitS5=P3^5;//P35设置为十位加1
sbitS6=P3^6;//P36设置为百位加1
sbitS7=P3^7;//P37设置为千位加1
//P1作为数码管位选信号
sbitSMG_q=P1^0;//定义数码管阳级控制脚（千位）
sbitSMG_b=P1^1;//定义数码管阳级控制脚（百位）
sbitSMG_s=P1^2;//定义数码管阳级控制脚（十位）
sbitSMG_g=P1^3;//定义数码管阳级控制脚（个位）
sbitSound=P1^5;//定义蜂鸣器控制脚
//函数声明:
voiddelay（unsignedinttimer）;//数码管扫描延时
voidDisplayGeWei（unsignedcharG）;//个位显示函数
voidDisplayShiWei（unsignedcharS）;//十位显示函数
voidDisplayBaiWei（unsignedcharB）;//百位显示函数
voidDisplayQianWei（unsignedcharQ）;//千位显示函数
voiddelay60ms（void）;//键盘消抖延时
voidkey_scan（void）;//键盘扫描
voidmain（）
{
TMOD=0x01;//设置定时器1为模式一，即16位计算模式
TH0=（65536-50000）/256;//给计数寄存器赋值，50毫秒时间
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;//开启总中断
ET0=1;//开启定时器0中断
TR0=1;//启定定时器0
GeWei=0;//初始化
ShiWei=0;
BaiWei=0;
QianWei=0;
while
（1）
{
if（tt==20）
{//20*50ms定时时间为1秒
tt=0;
GeWei++;//计数变量加1
if（GeWei>9）
{
GeWei=0;
ShiWei++;}
if（ShiWei>9）
{
ShiWei=0;
BaiWei++;}
if（BaiWei>9）
{
BaiWei=0;
QianWei++;}
if（QianWei>9）
{
GeWei=0;
ShiWei=0;
BaiWei=0;
QianWei=0;}
if（QianWei==9&BaiWei==9&ShiWei==9&GeWei==9）{
Sound=0;}
else
Sound=1;
}
DisplayGeWei（GeWei）;
DisplayShiWei（ShiWei）;
DisplayBaiWei（BaiWei）;
DisplayQianWei（QianWei）;
}
}
//中断函数
voidtimer（）interrupt1
{
TR0=0;
key_scan（）;//执行键盘扫描
if（flag）
tt++;
TH0=（65536-46083）/256;//定时器T0高四位赋值
TL0=（65536-46083）%256;//定时器T0低四位赋值
TR0=1;
}
//键盘扫描函数
voidkey_scan（void）
{
P3=0xff;//将P3置高电平
if（（P3&0xff）!
=0xff）//p3与自身与，如果不为原来的，则说明有键按下
{
delay60ms（）;//延时60ms再检测
if（（P3&0xff）!
=0xff）//确实有键按下
{
if（S2==0）//如果是S2按下启动计时
flag=1;
if（S3==0）//如果是S3按下停止计时
flag=0;
if（S4==0）//如果是S4键按下个位加1
GeWei++;
if（S5==0）//如果是S5键按下十位加1
ShiWei++;
if（S6==0）//如果是S6键按下百位加1
BaiWei++;
if（S7==0）//如果是S7键按下千位加1
QianWei++;
}
}
}
//显示个位
voidDisplayGeWei（unsignedcharG）
{
SMG_g=0;//P1.3引脚输出低电平，个位点亮
P0=Tab[G%10];
delay（500）;
SMG_g=1;//熄灭个位
}
//显示十位
voidDisplayShiWei（unsignedcharS）
{
SMG_s=0;//P1.2引脚输出低电平，十位点亮
P0=Tab[S%10];
delay（500）;
SMG_s=1;//熄灭十位
}
//显示百位
voidDisplayBaiWei（unsignedcharB）
{
SMG_b=0;//P1.1引脚输出低电平，百位点亮
P0=Tab[B%10];
delay（500）;
SMG_b=1;//熄灭百位
}
//显示千位
voidDisplayQianWei（unsignedcharQ）
{
SMG_q=0;//P1.0引脚输出低电平,千位点亮
P0=Tab[Q%10];
delay（500）;
SMG_q=1;//熄灭千位
}
//键盘扫描延时消抖
voiddelay60ms（void）
{
unsignedchari,j;
for（i=0;i<200;i++）
for（j=0;j<100;j++）
;
}
//动态扫描延时
voiddelay（unsignedinttimer）
{
while（timer--）
;
}
第三步：
选择主菜单的“File”的“Save”选项，输入文件名如“code”，后缀名为.c；
第四步：
回到编辑界面，单击“Target1”前面的“+”号，在“SourceGroup1”选项上右击，选择“AddFilestoGroup’SourceGroup1”，在弹出的窗口的“文件类型”里选择“AllFiles”选择“code.c”，单击“Add”，然后单击“Close”；
第五步：
单击左边“Project”窗口的“Target1”，然后选择菜单“Project/OptionforTarget’Target1’,选择“Output”，勾选”CreatHEXFile”，点击“确定”；（此步骤是为了生成.hex文件，用于烧录到板子或者装载到硬件仿真软件，如果不考虑此目的，则可以省略此步骤）；
3、编译连接与调试。
（1）编译与连接：
点击“Project/RebuildallTargetFiles”进行文件编译。
编译结果若有错误或警告，则将要修改直至文件编译成功。
编译成功，其结果为：
（2）调试：
第一步：
依次点击“Debug”“Start/StopDebugSession”
第二步：
在界面左边出现工作寄存器R0~R7、累加器A等特殊功能寄存器，这些寄存器的数值会随着调试的进行发生变化；点击F11，会进行单步调试功能；
第三步：
界面有反汇编窗口、命令窗口、程序窗口、存储器观察窗口、寄存器观察窗口等，根据需要来观测。
点击“peripjerals”中的“I/Oport”选择不同的输出端口，点击“Timer--time0”，弹出如下图窗口。
点击debug中的run，可以看到运行中的P1、P0的输出值以及Timer的工作状态。
P1端口与P0端口各管脚的波形如下，从中可以看出符合设计逻辑与时间间隔。
I
对应的存储器里的指令：
经检验，P1、P0端口以及Timer和存储器里面的指令逻辑上是符合的、一致的。
从而可以判断实验的准确。
4、根据原理图在proteus上放置元件并进行仿真
第一步：
双击“ISIS”，打开Proteus工作页面；单击“文件”、“新建文件”，在弹出的选择模块窗口中选择DEFAULT模块，点击“确定”、“保存”，设置好保存路径，在文件名中输入文件名，点击“保存”；
第二步：
点击左边的“P”，从元件库中选取所需的元件，放置好各元件，连线；设计好的电路图如下：
第三步：
右击单片机AT89C51，在“编辑元件”对话框中单击“ProgramFile”右侧文本旁边的按钮，选取在μVision4.0产生的“FivePro.hex”，在“Clockfrequency”输入“12MHz”，点击确定；
9、单击“调试”菜单的“执行”命令，如果有提示错误或警告，则要修改直至没有提示出错，系统进行仿真。
仿真信息提示如下：
10、下载到向老师租借的板子上跑，实验效果符合实验要求。
5、实验结果与分析
通过单步跟踪调试程序，观察各个相关SFR、SRAM单元结果可知程序结果正确。
6、实验结论与心得
本次实验使用Timer0工作在方式1，多次中断来实现2s的定时。
其中每次触发中断时间为50ms，用一变量计算中断次数，则中断次数*50ms为持续时间。
可以在时间到的时候，进行各种操作，比如进行键值判断。
中断模块，可以作为一个比较标准的模块，稍加改动用于其他的实验中。
通过此次试验，我更加了解到中断的工作原理，以及在编写代码时如何使用中断，以及使用中断进行长延时或者其他操作。
认识到中断的机制，解放了CPU的含义。
实验充满着趣味。
升级会员 