单片机课程设计书倒计时器的设计.docx

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单片机课程设计书倒计时器的设计

XXXXXXXXXXXXX

单片机原理及接口技术课程设计总结报告

设计题目：

电子钟倒计时器的设计

姓名：

XXXXXXX

系别：

XXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXX

专业：

XXXXXXXX

班级：

XXXXXXXXX

学号：

XXXXXXXXXXX

指导教师：

XXXX

2010年01月12日

郑州轻工业学院

课程设计任务书

题目电子钟倒计时器的设计

专业、班级XXXXXXXXX班学号XXXX姓名XXXXXX

主要内容、基本要求、主要参考资料等：

主要内容

1.以单片机为核心器件组成具有倒计时功能的计时器。

2.可以通过按键进行复位、启动、暂停等功能。

基本要求

1.能够对电子电路、电子元器件等方面的知识有进一步的认识，独立对其进行测试与检查。

2.熟悉8052单片机的内部结构和功能，合理使用其内部寄存器，能够完成相关软件编程设计工作。

 为实现预期功能，能够对系统进行快速的调试，并能够对出现的功能故障进行分析，及时修改相关软硬件。

参考资料

1.单片机原理及接口技术张毅刚/彭喜元主编人们邮电出版社

2.单片机试验与实践教程万光毅主编北京航空航天大学出版

完成期限：

2010年01月12日

指导教师签名：

课程负责人签名：

2010年01月04日

绪论

单片机自20世纪70年代问世以来，已对人类社会产生了巨大的影响。

尤其是美国Intel公司生产的MCS-51系列单片机，由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点，在工业控制、智能仪器仪表、办公室自动化、家用电器等诸多领域得到广泛的应用。

在于MCS-51单片机兼容的各种增强型、扩展性等多种衍生单片机产品中，美国ATMEL公司推出的AT89C5x系列单片机在我国的8位单片机市场中占有比较大的份额。

AT89C5x系列单片机有多种机型，其中的基本型AT89C51单片机时十分重要的，因为他是目前替代MCS-51系列单片机的主要芯片之一，具有典型性、代表性，同时也是各种增强型、扩展型等衍生产品的基础。

本次课程设计就是用AT89C5x系列的单片机设计电子钟倒计时器，，不但电路简单，而且功能可根据需要自行设计。

电子钟倒计时器在生活中非常有用。

例如：

可用于新年倒计时、重大的事件倒计时以及科研上的倒计时。

目录

1设计方案简介5

2设计流程图5

3设计原理6

3.1AT89C516

3.1.1AT89C51单片机简介6

3.1.2管脚功能7

3.2实验原理图9

4软件流程图10

4.1倒计时器主程序框图10

4.2显示子程序框图11

5带详细注释的源程序清单11

6调试运行18

7个人体会18

8参考文献20

1．设计方案简介

（1）4个按键组成2*2矩阵形式，接到P3口。

其中SW4接P3.6口，SW5接P3.7。

（2）通过T0定时器与P2.3引脚配合构成音频发生器，在P2.3引脚输出音频频率。

2．设计流程图

设计电路

原理图输入

汇编语言

焊接电路

编译

映射下载到芯片上

3．设计原理

3.1AT89C51

3.1.1AT89C51单片机简介

图（a）89C51内部结构图

AT89C51是美国ATMEL公司推出的系列单片机，将多种功能的8位CPU与FPEROM（快闪可编程/擦除只读存储器）结合在一个芯片上，是一种低功耗、高性能的CMOS控制器，为很多嵌入式控制应用提供了非常灵活而又价格适宜的方案，其性能价格比远高于同类芯片。

它与MCS-51指令系统兼容，片内FPEROM允许对程序存储器在线重复编程，也可用常规的EPROM编程器编程，可循环写入/擦除1000次。

89C51内含4KB的FPEROM，一般的EEPROM的字节擦除时间和写入时间基本上均为10ms，对于任一个实时控制系统来说，这样长的时间是不可能在线修改程序的。

与EEPROM相比较，FPEROM大大缩短了存储内容擦除和写入的时间，为在线改写程序提供了极大的方便，而且价格也比带EPROM87C系列单片机便宜，这更显示出了89C系列的优越性。

它还有128*8Bit的片内RAM；32根I/O线；2个16位定时/计数器；5个中断源；一个全双工的异步串行口；间歇和掉电工作模式；三级程序存储器加密；全静态工作，晶振工作范围：

0Hz—24MHz。

3.1.2管脚功能

AT89C51单片机为40引脚芯片如图（b）所示。

（1）I/O口线:

P0、P1、P2、P3共四个八位P0口是三态双向口,通称数据总线口,因为只有该口能直接用于对外部存储器的读ˆ写操作。

P0口也用以输出外部存储器的低8位地址。

由于是分时输出,故应在外部加锁存器将此地址数据锁存,地址锁存信号用ALE。

P1口是专门供用户使用的I/O口,是准双向口。

P2口是从系统扩展时作高8位地址线用。

不扩展外部存储器时,P口也可以作为用户I/O口线使用,P2口也是准双向口。

P3口是双功能口,该口的每一位均可独立地定义为第一I/O功能或第二I/O功能。

作为第一功能使用时操作同P1口。

P3口的第二功能如图（c）。

图（b）89C51引脚图

（2）控制口线:

PSEN（片外取控制）、ALE（地址锁存控制）、EA（片外储器选择）、RE2SET（复位控制）;

（3）电源及时钟:

CCC、VSS;XTAL1,XTAL2

图（c）引脚功能表

3.2实验原理图

图

（1）主控制电路

图

（2）LED数码管控制电路图（3）蜂鸣器控制电路

4．软件流程图

4.1倒计时器主程序框图

4.2显示子程序框图

5．带详细注释的源程序清单

;************************************************

;设计选题:

倒计时器系统设计

;描述:

4位LED数码显示"倒计时器",显示时间为99秒,

;一个"开始"键,一个"复位"键,一个"暂停"键。

;调用子程序:

计时子程序,显示子程序,定时子程序

;所用特殊寄存器：

寄存器A，寄存器C

;所用中断：

外部中断INT0，定时器T0

;实验作者:

肖延文--47号，高穹誉--10号

;************************************************

ORG0000H

LJMPSTART;主程序必须避开地址000BH

ORG000BH;定时器0的中段服务程序，起始地

;址为000BH

LJMPIT00

ORG0030H

START:

MOVTH0,#0D8H;装入初始值，定时10ms

MOVTL0,#0F0H

MOVTMOD,#01H;工作方式1

MOV33H,#09;显示初值为99s

MOV32H,#09

MOV31H,#00

MOV30H,#00

SETBET0;打开定时0

SETBEA;开总中断

LOOP1:

JBP3.6,LOOP;判断高低位，即按键KEY0是否按下

LCALLDISPLAY;为低，即按键按下，延时消抖

LCALLDISPLAY

JBP3.6,LOOP;按键真的按下，并不是外界的干扰

SETBTR0;启动定时器

HERE:

LCALLDISPLAY;调用显示

JBP3.7,LOOP3;判断高低，即KEY1按键是否按下

CLRTR0;按下，关闭定时器，这里并没有消抖

LJMPLOOP1;等待KEY0的按下

LOOP3:

SJMPHERE;KEY1没有按下，就需显示

LOOP:

LCALLDISPLAY;KEY1没有按下，就需显示

LJMPLOOP1

;************************************************

;减10ms子程序

;************************************************

SUB1:

DEC30H;百分位减1

MOVA,30H

CJNEA,#0FFH,LOOP2;判断百分位减到0之后是否再减1

MOV30H,#09;是，装入初值9

DEC31H;十分位减1

MOVA,31H

CJNEA,#0FFH,LOOP2;判断十分位减到0之后是否再减1

MOV31H,#09

DEC32H

MOVA,32H

CJNEA,#0FFH,LOOP2

MOV32H,#09

DEC33H

MOVA,33H

CJNEA,#0FFH,LOOP2

CLRP2.3;从99s减到0s后，驱动蜂鸣器

LCALLDELAY;延时

LCALLDELAY

SETBP2.3;关闭蜂鸣器

MOV33H,#09;装入初值99s

MOV32H,#09

MOV31H,#00

MOV30H,#00

LOOP2:

NOP;空指令

RET;返回

;************************************************

;显示子程序

;************************************************

DISPLAY:

MOVDPTR,#TAB;赋表首地址

;选定片选数码管

MOVA,#0FBH

SETBP2.7

MOVP0,A;点亮最左边的数码管

CLRP2.7

XCHA,R0;暂存A的值

;输出显示数据

MOVA,33H

MOVCA,@A+DPTR;根据表值查找所需的值

SETBP2.6

MOVP0,A;显示值

CLRP2.6

LCALLDELAY;延时

;选择下一显示数码管

XCHA,R0;恢复原值

RLA;循环左移，为下次做准备

SETBP2.7

MOVP0,A

CLRP2.7

XCHA,R0

MOVA,32H

MOVCA,@A+DPTR

SETBP2.6

MOVP0,A

CLRP2.6

LCALLDELAY

XCHA,R0

RLA

SETBP2.7

MOVP0,A

CLRP2.7

XCHA,R0

MOVA,31H

MOVCA,@A+DPTR

SETBP2.6

MOVP0,A

CLRP2.6

LCALLDELAY

XCHA,R0

RLA

SETBP2.7

MOVP0,A

CLRP2.7

XCHA,R0

MOVA,30H

MOVCA,@A+DPTR

SETBP2.6

MOVP0,A

CLRP2.6

LCALLDELAY

RET

;************************************************

;数码管显示的数值

;************************************************

TAB:

DB0EDH,48H,0F4H,0B5H,99H

DB3DH,7DH,85H,0FDH,0BDH,0DDH,79H,6CH,0F1H,7CH,5CH

IT00:

MOVTH0,#0D8H;装入初值10ms

MOVTL0,#0F0H

LCALLSUB1;减10ms

RETI;返回

;************************************************

;延时子程序，时间大约为：

2us*10*250

;************************************************

DELAY:

MOVR7,#10

DEL2:

MOVR6,#250

DEL1:

DJNZR6,DEL1

DJNZR7,DEL2

RET

END;结束

6.调试运行

1.接硬件图连线，为了确保四位数码管能够对应显示。

实验时，对P0口的接线做了调整。

即：

P0.0接L1，P0.1接L2，P0.2接L3，P0.3接L4。

2.从0030H单元开始连续运行，观察四个数码管显示情况是否与预期的结果一致。

如果不一致，则单步运行或断点运行进行调试，直至满足设计要求。

3.整体运行，观察数码管显示是否符合要求。

如果不符合，则再调试，直至满足要求。

7．个人体会

通过本次课程设计，我深深的体会到了作为一个硬件工程师的艰辛。

即使做一个小小的项目，都需要这么多的辛苦，必须考虑到问题的任何一个细节，否则最后也将是功败垂成。

原理图设计:

当我们选取了这样一个题目，我们就开始收集相关的各种资料，对题目有个大致的了解，规划一下设计的任务将要完成哪些功能。

然后就具体的每一项功能应该怎样具体的设计，例如用什么方法完成这一功能，这种想法是否合理。

经过长时间的查阅资料、思索、推敲，最后定出了这次设计的原理图。

编程调试：

此次设计的编程，难点在于对LED数码管显示程序的编写，由于对AT89C51的工作原理不是很熟悉，所以一开始摸不着头脑。

看参考教材、上网查阅其相关资料，对AT89C51的工作原理有个大致的了解后，程序的编写也初见端倪了，所以花在编此段程序的时间最长；中断程序的编写也是常规的编写。

在整个程序的编写过程中，研究每个子程序是否好使，我是通过KeilC和proteus两个软件来实现的。

Proteus是一个单片机的仿真软件，发现它之后真的很受用，通过它可以不用连接硬件就能检查程序是否好使。

KeilC则帮助我检查程序是否存在语法错误之类的问题，还可以生成hex文件，供proteus软件仿真使用。

通过这两个软件，我们把整个的程序调试正确。

通过上面的这个步骤，把程序调试好，接下来就是真正的硬件连接调试了。

程序既然已经在仿真的软件上通过认证，如果连接上硬件不好使的话，说明在硬件上某个部分存在一定的问题。

这点得到了验证：

硬件模拟的时候，紧急情况用的开关有一个不好使，按下的时候没有反应。

用万用表检测发现，开关内部的连接没有错误，但是当开关按下的时候，不是接通的，说明此开关有问题。

后来仔细检查，发现一个引脚在焊接的时候没有焊接上。

这次课程设计我是全身心的投入进去了，从中确确实实学到了不少东西，使我受益匪浅。

这次课程设计中犯下了不少错误，以后我会接受这些教训，同时把这些教训转换为经验应用到以后的此类设计中。

最后，衷心感谢在课程设计期间老师对我们的无私帮助，还要感谢和我同组的合作者，以及所有帮助过我的同学。

8．参考文献

（1）单片机原理及接口技术张毅刚/彭喜元主编人们邮电出版社

（2）单片机试验与实践教程万光毅主编北京航空航天大学出版