单片机控制8位数码管显示秒表课程设计.docx
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单片机控制8位数码管显示秒表课程设计
长沙学院
《单片机原理及应用》
课程设计说明书
题目
LED数码管显示电子秒表设计
系（部）
**系
专业（班级）
*************
姓名
邹部长9931
学号
******
指导教师
***
起止日期
2016.12.19—2016.12.24
《单片机原理及应用》课程设计任务书1
系（部）：
**系专业：
******
课题名称
LED数码管显示电子秒表设计
设计内容及要求
1、课题内容：
设计一种基于AT89S52单片机的电子计时秒表，要求如下：
（1）、能正确显示时间，时钟由八位数码管显示，显示格式为：
XX分XX秒XX（十分之一、百分之一）秒。
（2）、设置一个独立式按键，第一次按键计时开始，第二次按键暂停，第三次按键清零。
2、要求：
完成该系统的硬件和软件的设计，在自己焊接好的单片机开发板上调试通过，并提交一篇课程设计说明书。
设计工作量
1、汇编或C51语言程序设计；
2、程序调试；
3、在自己焊接好的单片机开发板上调试通过；
4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、调试过程，参考文献、设计总结等。
进度安排
起止日期（或时间量）
设计内容（或预期目标）
备注
第一天
课题介绍，答疑，收集材料，焊接
第二天
51单片机开发板焊接调试
第三天
设计方案论证，练习编写C51程序
第四天
程序调试、仿真
第五天
系统测试并编写设计说明书
教研室
意见
年月日
长沙学院课程设计鉴定表
姓名
邹部长9931
学号
****
专业
***
班级
02
设计题目
LED数码管显示电子秒表设计
指导教师
**
指导教师意见：
评定成绩：
教师签名：
日期：
答辩小组意见：
评定成绩：
答辩小组长签名：
日期：
教研室意见：
最终评定等级：
教研室主任签名：
日期：
说明
课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。
摘要
随着经济与社会的发展对智能化和信息化技术要求的不断提高，单片机作为智能控制的核心，逐渐渗透到社会生产和生活的各个方面。
而本文则主要阐述基于单片机设计的数码管秒表，这次设计所采用的的单片机为stc89c52单片机，数码管则是使用2个4位共阴LED数码管组成的8位。
为减少I/O口，而使用了SM74HC138和74HCT573这2片芯片实现数码管显示8位数据。
利用单片机内部定时器实现计时功能，分别显示为：
分—秒—0.01秒。
控制则是使用一键控制，可实现计时开始，计时暂停，计时清零3个功能的循环。
本次的程序设计采用C语言编写，包括显示程序，定时中断服务程序，延时程序。
最后在单片机电路板来观察工作状态。
第一章概述
1.1电子秒表的设计要求
显示要求在初始状态显示的是00—00—00，最左边的2位显示分钟，中间2位显示秒，左边2位显示十分之一秒和百分之一秒，还有个2个LED数码管只显示中间那一段，用作间隔符。
然后还的有一个键用来控制秒表，要求按第一下开始计时，按第二下暂停计时，按第三下清零，以此往复循环控制。
使用单片机T0方式实现计时0.01秒。
1.2电子秒表的电路图
1.3电子秒表的设计原理及方案
设计原理根据单片机本身的定时计数器实现1秒的计时。
再按照要求，确定如下图所示的3个模块。
实现的方案：
1秒计时采用定时中断完成，利用T0中断设置初值定时为0.01秒，然后在中断程序里加一个计数变量，就是每次次中断，这个变量就加1，也就是每0.01秒加1，加到100也就是一秒的时候进位，以此实现一秒的计时。
显示电路的实现则使用LED动态显示方式来时LED数码管显示数字
按键功能的实现使用按键扫描的方法实现，每次扫描到有按键按下，设置一个变量使变量加一加到三的时候把变量置零，变量的每个数值代表一个功能，实现一键多功能循环。
第二章电子秒表的程序设计
2.1程序设计流程图
主程序：
中断子程序：
设置count为最低2位数，a为中间2位数（秒），b为最高2位数（分）
2.2程序设计源代码
#include
#defineENABLE0
#defineDISABLE1
#defineDATAP0
unsignedn=0;
unsignedchara,b,count=0,i,j=0,x,u[8];
sbithc138s_enable=P1^3;
sbithc138s_a=P1^0;
sbithc138s_b=P1^1;
sbithc138s_c=P1^2;
sbitk1=P3^4;
unsignedcharcodetable[]=//共阴极0~9数码管编码
{
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,//0~3
0x66,0x6d,0x7d,0x07,//4~7
0x7f,0x6f//8~9
};
voiddelay_ms（unsignedintnms）;
voidchose7s（unsignedcharnum）;
voidchose7ss（unsignedcharnumm）;
voidtimer0_init（void）
{
TMOD=0X01;
TH0=（65536-10000）/256;
TL0=（65536-10000）%256;
ET0=1;
EA=1;
TR0=1;
}
/*********************************************************************/
/*用作数码管最初显示状态*/
/*********************************************************************/
voids1（）
{
for（j=0;j<8;j++）
{
if（j==2||j==5）
{
chose7s（j）;//使能某位数码管
DATA=0x40;
delay_ms
（2）;
}
else
{
chose7s（j）;
DATA=0x3f;
delay_ms
（2）;
}
}
}
voids2（）
{//timer0_init（）;
for（i=0;i<10;i++）//扫描
{
for（j=0;j<8;j++）
{
if（j==2||j==5）
{
chose7s（j）;
DATA=0x40;
delay_ms
（2）;
}
else
{
chose7s（j）;
x=u[j];
DATA=table[x];
delay_ms
（2）;
}
}
}
}
/**************************按键功能*************************************/
voidkey1（）
{
if（k1==0）
{
delay_ms（20）;
if（k1==0）
{
n++;
if（n==3）
{
n=0;
count=0;
b=0;
a=0;
}
while（!
k1）;
}
}
}
/*******************************************************************************
*函数名:
main*
*函数功能:
主函数*
*输入:
无*
*输出:
无*
*******************************************************************************/
voidmain（void）
{
while
（1）
{
key1（）;
switch（n）
{
case0:
s1（）;
break;
case1:
timer0_init（）;
s2（）;
break;
case2:
TR0=0;
s2（）;
break;
}
}
}
/*******************************************************************************
*函数名:
chose7s*
*函数功能:
使能某个数码管*
*输入:
数码管编号*
*输出:
无*
*******************************************************************************/
voidchose7s（unsignedcharnum）
{
hc138s_enable=ENABLE;
switch（num）
{
case0:
//第1个数码管
hc138s_a=0;
hc138s_b=0;
hc138s_c=0;
//P0=0x3f;
break;
case1:
//第2个数码管
hc138s_a=1;
hc138s_b=0;
hc138s_c=0;
//P0=0x3f;
break;
case2:
//第3个数码管
hc138s_a=0;
hc138s_b=1;
hc138s_c=0;
//P0=0x40;
break;
case3:
//第4个数码管
hc138s_a=1;
hc138s_b=1;
hc138s_c=0;
//P0=0x3f;
break;
case4:
//第5个数码管
hc138s_a=0;
hc138s_b=0;
hc138s_c=1;
//P0=0x3f;
break;
case5:
//第6个数码管
hc138s_a=1;
hc138s_b=0;
hc138s_c=1;
//P0=0x40;
break;
case6:
//第7个数码管
hc138s_a=0;
hc138s_b=1;
hc138s_c=1;
//P0=0x3f;
break;
case7:
//第8个数码管
hc138s_a=1;
hc138s_b=1;
hc138s_c=1;
//P0=0x3f;
break;
default:
hc138s_enable=DISABLE;
break;
}
hc138s_enable=DISABLE;
}
/*******************************************************************************
*函数名:
delay_ms
*函数功能:
延时
*输入:
n
*输出:
无
*******************************************************************************/
voiddelay_ms（unsignedintnms）
{
unsignedinti,j;
for（i=nms;i>0;i--）
for（j=55;j>0;j--）;
}
/*****************************************************************************/
/*1/100秒计时*/
/*****************************************************************************/
voidT0_time（）interrupt1
{
TH0=（65536-10000）/256;
TL0=（65536-10000）%256;
count++;
if（count==100）
{
count=0;
a++;
if（a==60）
{
a=0;
b++;
if（b==60）
{
b=0;
a=0;
count=0;
}
}
}
u[7]=count%10;
u[6]=count/10;
u[4]=a%10;
u[3]=a/10;
u[1]=b%10;
u[0]=b/10;
}
第三章程序的调试
把程序写进keil中然后点击生成.hex文件，再使用下载软件下载到自己的单片机板子上，在板子上观察程序运行结果，试着按一下接好的按钮，是否达到所设置的效果。
调试效果如下图：
经过调试能达到所设计的效果。
第四章设计总结
本次的课程设计是每人抽签决定自己所要做的任务，说实在话，当我看到我抽到的是这个任务是，心里暗喜，因为我觉的这是一个相比较于其他的任务来说是比较简单的。
然后第二天花了一天的时间去焊接自己的电路板。
前面几个学期我们也都焊接过电路板，可是那都是一些大的元器件，而这次则增大了难度，还得自己焊接贴片，这就很需要耐心和细心的事情，所以通过整整一天的时间才焊接好，很多地方焊的简直不能看，心想希望能用吧，不然时间全白浪费了。
功夫不负有心人，最后测试通过。
说明可以使用这个板子烧写程序，于是当天晚上我就迫不及待的回到寝室开始设计本次实验的程序。
任务要求是设计一个数码管秒表，能正确显示时间，时钟由八位数码管显示，显示格式为：
XX分XX秒XX（十分之一、百分之一）秒。
首先我想到的就是利用单片机的本身定时器实现百分之一秒的计时，这个倒是没问题，问题就是最低2位为100进制，而分钟和秒钟则是要求60进制的。
于是我就在定时中断程序里设计3个变量分别来表示，分—秒—百分之一秒。
以此来解决了进制不统一的问题。
这个问题解决后，那就该想怎么把数字显示到数码管上面去，我们的板子利用的是74HC138译码器来进行数码管的位选，用74HCT573来控制数码管段选。
这2个芯片我都忘的差不多了，于是又去翻阅《数字电子技术》来学习，然后又去请教了学长关于数码管显示的控制，在学长提供的资料下最终确定数码管显示程序的编写。
本次按键的多功能实现则是选择了查询法实现。
这些都是设计上的问题。
在调试过程中也遇到了很多问题，一开始用的下载工具，怎么也下载不进去，后来问了学长才知道是我没选对单片机型号。
可是下载成功后，运行发现数码管显示有点闪烁，上网查阅资料才知道，由于数码管显示使用的是动态扫描，所以在软件设计中的延时程序要设计好，延时过大会产生闪烁，延时过小则会亮度不够。
最后通过一次又一次的试验确定了最总的延时程序，既保证了亮度，也保证了不闪烁。
此次课程设计师经过同学，学长和老师的帮助得以完成并且在最后的答辩中老师给予了肯定。
通过这次课程设计，不仅在焊接电路板的处理上有了很大的进步，而且在单片机的程序设计上也是受益匪浅，也更加深入理解了单片机控制数码管显示的原理及应用。
这都得感谢此次的老师，和学长的帮助。
参考文献
[1]曾屹，刘辉.单片机原理与应用[M].长沙：
中南大学出版社，2012
[2]康光华.电子技术基础（第5版）[M].北京：
高等教育出版社，2006
[3]彭楚武，张志文.微机原理与接口技术（第2版）[M].长沙：
湖南大学出版社，2011
本文仅供参考作者水平有限，如有贻误请自行改正。
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