89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告Word文档格式.docx

1、5 相关查阅资料1. 课程设计的目的和任务1.1单片机秒表课程设计的概述一、课程设计题目秒表系统设计用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为00.0099.99秒，每10毫秒自动加一，每1000毫秒自动加一秒。二、增加功能增加一个“复位”按键（即清零），一个“暂停”和“开始”按键。三、课程设计的难点单片机电子秒表需要解决三个主要问题，一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LED的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程。四、课程设计内容提要本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、

2、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键：其中key1按键按下去时开始计时，即秒表开始键（同时也用作暂停键），key2按键按下去时数码管清零，复位为“00.00”.五、课程设计的意义1）通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。2）掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。3）通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。4）该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现

3、实意义六、课程设计仪器a） 集成电路芯片8051，七段数码管，89C51单片机开发板b） MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件（Keil uvision2）。该课程设计要求进行计时并在数码管上显示时间，则可利用MCS-51系列单片机的芯片AT89C52的P3.2,P3.5作为按键的入口；定时器T1作为每0.01秒加一的定时器。其中“开始”按键当开关由上向下拨时开始计时，此时若再拨“开始”按键则数码管暂停；“清零”按键当开关由上向下拨时数码管清零，此时若再拨“开始”按键则又可重新开始计时。方框图如下图1：开关MCS-51AT89C52RCLED显示 图1数字秒表设计导向1.3.1 设计

4、指标 。了解8051芯片的的工作原理和工作方式 ，使用该芯片对LED数码管进行显示控制，实现用单片机的端口控制数码管，显示分、秒，并能用按钮实现秒表起动、停止、99秒、清零等功能，精确到0.01秒。要求选用定时器的工作方式，画出使用单片机控制LED数码管显示的电路图，并实现其硬件电路，并编程完成软件部分，最后调试秒表起动、停止、清零等功能。1.3.2 设计要求1画出电路原理图（或仿真电路图）；2软件编程与调试；3电路仿真与调试；2软件与硬件设计单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、IO接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应

5、用程序。在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和IO接口，使单片机应用系统能够运行。 在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。1

6、1.0592MHz晶振2个独立式的按键电源指示灯电源开关4个数码管显示STC89C52RC 图2系统硬件结构框此次选用C51来编程，首先要有初始化程序，通过初始化程序，将对主程序所用到的变量、常量以及各个参数和所调用的子函数定义。其次还有显示程序、按键扫描及处理程序、时钟程序和倒计时程序，系统软件流程图图如图 3所示：开始系统初始化While （1）数码管显示选择按键的扫描及处理图33.1 源程序及注释/*- 名称：数码管显示，按键控制秒表 论坛： 编写：shifang 日期：2009.5 修改：无 内容：中断按键控制，数码管显示,中断0控制计时和停止，中断1清零-*/#include /包含

7、头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义unsigned int msecond,second;/定义全局变量bit GoFlag;/定义停止，计时标志#define DataPort P0 /定义数据端口 程序中遇到DataPort 则用P0 替换sbit LATCH1=P22;/定义锁存使能端口 段锁存sbit LATCH2=P23;/ 位锁存sbit KEY=P32;unsigned char code dofly_DuanMa10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/ 显示段码值09unsigned c

8、har code dofly_WeiMa=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/分别对应相应的数码管点亮,即位码unsigned char TempData8; /存储显示值的全局变量void DelayUs2x（unsigned char t）;/函数声明 void DelayMs（unsigned char t）;void Display（unsigned char FirstBit,unsigned char Num）;void Init_Timer0（void）;void CLR（void）;/*- 主函数void main （void）un

9、signed char num=0; EX0=1; /外部中断0开 IT0=1; /IT1=0表示边沿触发 EX1=1; /外部中断1开 IT1=1; /IT1=1表示边沿触发 Init_Timer0（）;while （1） /主循环 TempData0=dofly_DuanMasecond/10;/分解显示信息，如要显示68，则68/10=6 68%10=8 TempData1=dofly_DuanMasecond%10; TempData2=0x40;/ - TempData3=dofly_DuanMamsecond/10; TempData4=dofly_DuanMamsecond%10

10、; /主循环中添加其他需要一直工作的程序 显示函数，用于动态扫描数码管 输入参数 FirstBit 表示需要显示的第一位，如赋值2表示从第三个数码管开始显示 如输入0表示从第一个显示。 Num表示需要显示的位数，如需要显示99两位数值则该值输入2void Display（unsigned char FirstBit,unsigned char Num） static unsigned char i=0; DataPort=0; /清空数据，防止有交替重影 LATCH1=1; /段锁存 LATCH1=0; DataPort=dofly_WeiMai+FirstBit; /取位码 LATCH2=1

11、; /位锁存 LATCH2=0; DataPort=TempDatai; /取显示数据，段码 i+; if（i=Num） i=0; 定时器初始化子程序void Init_Timer0（void） TMOD |= 0x01; /使用模式1，16位定时器，使用|符号可以在使用多个定时器时不受影响 /TH0=0x00; /给定初值 /TL0=0x00; EA=1; /总中断打开 （总中断控制开关） ET0=1; /定时器中断打开 （允许中断0的发生） TR0=1; /定时器开关打开 （定时器T0开始工作） 定时器中断子程序void Timer0_isr（void） interrupt 1 stati

12、c unsigned char num; TH0=（65536-2000）/256; /重新赋值 2ms TL0=（65536-2000）%256; Display（0,8）; if（GoFlag） num+; if（num=5） num=0; msecond+; if （msecond=100）/100进1 msecond=0; second+;/秒加1 if（second=100） second=0; 外部中断0程序void ISR_INT0（void） interrupt 0 if（!KEY） /如果检测到低电平，说明按键按下 DelayMs（20）; /延时去抖，一般10-20ms i

13、f（!KEY） /再次确认按键是否按下，没有按下则退出 GoFlag=!GoFlag; /利用外部中断打开和关闭定时标志 用于开始和停止计时 外部中断1程序void ISR_INT1（void） interrupt 2if（GoFlag=0）/停止时才可以清零 CLR（）;/*- 数值清零void CLR（void） /利用外部中断清零void DelayUs2x（unsigned char t） while（-t）;void DelayMs（unsigned char t） while（t-） /大致延时1mS DelayUs2x（245）;图4按键原理图 图5显示电路图6电源电路原理图通过

14、最后软件对程序的编译，组建，执行，还有最终生成.hex文件，把.hex下载到TX-1C开发板的STC89C52RC单片机上的最终效果图如下：下图: 开始运行,执行自动加1下图为复位后的显示“开始自加”运行,一直加到99秒 以下是我在设计这个秒表过程中所总结的心得,整个过程主要是:设计程序-修正程序 -扩展功能-完善程序,经过自己的独立思考与查阅相关知识,最终完成这个作品.心得体会通过对本次课程的课程设计，使自己深刻的认识到自己的很多不足之处，在实际动手操作能力的不足，在进行程序编程时，自己需要，认真审题，看懂题目的要求！对于软件编程不益太简单或者太难。做到既能把课题完成又能锻炼自己的能力！根据

15、课题要求，复习相关的知识，查询相关的资料。根据课程条件，找到适合的方案，找到需要的元器件及工具，准备课程。根据课程设计的要求和自己所要增加的功能写好程序流程图，在程序流程图的基础上，根据芯片的功能写出相应的程序和增加额外的功能程序。然后再进行程序调试和相应的修改，以达到能够实现所要求的功能的目的。还要根据课程的实际情况，添加些额外程序来使系统更加的稳定，如开关的去抖（采用延迟）。程序要尽量做到由各个子程序组成，在有些程序后面最好加注释，这样在程序出错的检查过程中可以更容易查找的到，也更简洁，更明白易懂。该课程设计的程序可以参考MCS-51系列单片机，也可自己根据自己熟悉的方法来编程如单片机C语

16、言。在设计控制开关时，注意2个中断的打开和关闭的先后顺序，否则就会出错。这次的单片机课程设计重点是理论与实际的相结合。该设计从头到尾都要自己参与，熟悉了对整个设计的过程，更系统的锻炼了自己。2011年 12 月 23 日教师评语 年 月 日成绩及签名 年 月 日 5 相关资料查阅【1】孙育才编著.MCS-51系列单片微型计算机及其应用.东南大学出版社.2009.12【2】郭天祥编著.51单片机C语言教程-入门、提高、开发、拓展全攻略.电子工业出版社.2010.05【3】刘刚编著.Protel DXP 2004 SP2原理图与PCB设计.电子工业出版社.2009.07【4】丁峻岭主编.C语言程序设计.中国铁道出版社.2009.12