广东机电师兄心血《计算机控制技术》课程设计报告A4版.docx

1、广东机电师兄心血计算机控制技术课程设计报告A4版广东机电职业技术学院计算机控制技术课程设计报告（2014-2015学年 第一学期） 专业： 电气自动化 班级： 电气0000班 _ 姓名： 学号： 指导教师： 老师 1、秒表设计1、秒表的硬件设计（电路图及说明）开发环境：Proteus Pro V7.5 SP3主芯片：AT89C51*1(CPU工作时钟晶振12MHz)六位七段共阴极数码管7SEG-MPX6-CC-BLUE*1八单线驱动器74LS240*1反相器74LS04*6秒表功能按钮：复位清零；启动/暂停；读取时间；读取模式秒表功能使用说明：清零状态下，按下“启动/暂停”按钮，秒表开始计时，

2、再按一次可暂停，显示屏记录当前秒数，再按一次可继续计时；清零状态下，按下“读数”按钮切换读数模式，接着按下“启动/暂停”按钮，单片机内部开始计时，再按下“读取”按钮，可在显示屏读取当前的秒数，依次类推，再按可连续读取；按下“复位清零”按钮恢复初始值、初始模式，等待重新计时。2、秒表的程序设计1. ORG 0000H2. LJMP START3. ORG 0003H ;外部中断0入口4. LJMP TO_INT05. ORG 000BH ;定时器0中断入口6. LJMP TO_T07. ORG 0013H ;外部中断1入口8. LJMP TO_INT19. ORG 0100H10. START:

3、CLR TR0 ;定时器0启动控制位11. MAIN:CLR 00H12. CLR 01H13. CLR 02H14. CLR RS1 ;初始化，选择第0组工作寄存器15. CLR RS016. MOV SP,#70H ;堆栈入口17. MOV 30H,#0 ;赋值，秒表初始时间18. MOV 31H,#019. MOV 32H,#020. MOV 33H,#021. MOV 34H,#022. MOV 35H,#023. MOV TMOD,#00010001B ;设置为16位定时器24. MOV TH0,#0D8H ;设初值，定时10MS（针对12MHz晶振）25. MOV TL0,#0F0

4、H26. SETB IT0 ;设置边沿触发27. SETB IT128. MOV IE,#10000111B ;设置允许外部中断0、1，定时器0中断请求， 开总中断29. MOVE_CLOCK:MOV R1,#40H30. MOV R2,#631. MOV R0,#30H32. LOOP:MOV A,R033. MOV DPTR,#TAB34. MOVC A,A+DPTR ;查段码，获取当前数值的共阴极码35. CPL A ;硬件有反相器，所以软件取反36. MOV R1,A37. INC R038. INC R139. DJNZ R2,LOOP40. SAOMIAO:MOV A,#00000

5、001B ;扫描，使数值显示在数码管上41. MOV R1,#40H42. MOV R2,#643. LOOP1:MOV P1,A44. MOV P0,R145. LCALL DELAY46. RL A47. INC R148. DJNZ R2,LOOP149. JNB P3.1,START ;清零功能，键按下时，返回初始化50. JNB P3.6,DUSHU ;检查是否启动读数模式51. JB 01H,RETURN52. JNB 00H,SAOMIAO53. CLR 00H54. LJMP MOVE_CLOCK55. DUSHU:SETB 01H ;读数模式标志位56. CLR RS1 ;读

6、数模式下选择第1组工作寄存器57. SETB RS058. RETURN:LJMP SAOMIAO59. TO_T0:CLR TR060. CLR RS1 ;读数模式启动后，内部计时依然使用第0组工作寄存器61. CLR RS062. MOV TH0,#0D8H ;设初值，定时10MS（针对12MHz晶振）63. MOV TL0,#0F0H64. SETB TR065. SETB 00H ;10MS时间到标志位66. INC 30H67. MOV R3,30H68. CJNE R3,#10,TIME_10MS ;进位比较69. MOV 30H,#070. INC 31H71. MOV R3,3

7、1H72. CJNE R3,#10,TIME_10MS73. MOV 31H,#074. INC 32H75. MOV R3,32H76. CJNE R3,#10,TIME_10MS77. MOV 32H,#078. INC 33H79. MOV R3,33H80. CJNE R3,#6,TIME_10MS81. MOV 33H,#082. INC 34H83. MOV R3,34H84. CJNE R3,#10,TIME_10MS85. MOV 34H,#086. INC 35H87. MOV R3,35H88. CJNE R3,#6,TIME_10MS89. MOV 35H,#090. T

8、IME_10MS:JNB 01H,Y0 ;检查是否进入读数模式91. SETB 02H ;标志位，去除不同模式下按钮的干扰92. SETB RS0 ;若是，中断结束前，返回第1组工作寄存器93. CLR RS194. Y0:RETI95. TO_INT0:CPL TR0 ;通过取反，实现启动/暂停96. RETI97. TO_INT1:JB 02H,Y198. LJMP Y299. Y1:JNB TR0,Y2100. CLR RS0 ;返回读取内部计时101. CLR RS1102. PUSH A ;保护现场103. MOV R1,#40H104. MOV R2,#6105. MOV R0,#

9、30H106. LOOP2:MOV A,R0107. MOV DPTR,#TAB108. MOVC A,A+DPTR ;查段码109. CPL A ;硬件有反相器，所以软件取反110. MOV R1,A111. INC R0112. INC R1113. DJNZ R2,LOOP2114. POP A ;恢复现场115. Y2:RETI116. DELAY:MOV R7,#100 ;延时子程序117. D2:MOV R6,#18118. D1:NOP119. NOP120. NOP121. DJNZ R6,D1122. DJNZ R7,D2123. RET124. TAB:DB 3FH,06H

10、,5BH,4FH,66H ;段码表125. DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH126. RET127. END3、秒表工作原理及技术分析关于秒表：硬件上，该电路外部P3.1增设一“复位清零”按钮，外部中断增设一“启动/暂停”按钮，增设一“读取”按钮，P3.6增设一“读数模式”切换按钮。软件上，清零功能：通过将检测P3.1口是否动作的程序嵌入数码管扫描程序中，当检测到P3.1有动作时，跳转到程序START开始阶段，恢复初始值、初始模式；启动/暂停：通过外部中断0随时等待请求中断，初始定时器启动控制位TR0为0，当中断请求时，将定时器启动控制位置1，开始计时；再按一次，即将TR0取反置0

11、，停止计时，可反复操作；关于秒表计时，采用定时器0溢出中断，通过设置好计时溢出时间实现加10ms以及通过比较指令、标志位实现进位；读数模式：通过启用第1组工作寄存器，第0组工作寄存器仍用于内部定时器计时，从而使当前计数不显示在数码管上，再利用外部中断1，当“读取时间”按钮申请中断时，扫描30H-35H当前值，利用第0组工作寄存器中将当前值重新查询段码送至40H-45H，返回后即可显示所读取的秒数。二、教学实例功能拓展1、密码锁教学实例说明在相关硬件基础下，通过检测P0八个口是否有键按下，与对应密码组合进行比较，正确则驱动P3.7相应电路使其灯亮，错误则对P1口赋值，使其报警灯亮起。2、拟拓展功

12、能描述为更加贴近生活中电子密码锁的应用，拟拓展以下功能： 在原有教学实例上，将3个实例功能整合；即：按1亮1盏灯，按2亮2盏灯，按8亮8盏灯 可以再次输入密码 报警灯闪烁 密码只有三次的输入错误机会，三次一到，冻结按键； 增设一“解除冻结”按钮，以模拟等待主人开锁。3、硬件及软件修改方法关于密码锁：硬件上，该外部电路P3.0增设一“解除冻结”按钮，增添一7SEG-BCD数码管。软件上，对应拟拓展功能：将输入密码传送至ACC累加器再与报警灯亮灯方案进行比较；在密码比较环节入口新增计数环节，每输错密码进入报警灯比较环节自动“减1”，剩余输入次数通过对应BCD码传送到P2口，使其数码管显示，当输入三

13、次连续错误时，通过JB P3.0，$死循环使其等待解锁指令；通过P3.0口解除，正常工作下，按下P3.0也可复位。1. ORG 0000H2. LJMP START3. ORG 0100H4. START:CLR P3.7 ;初始化，上锁5. MOV P2,#00000011B ;设置输入次数6. MOV P1,#0FFH ;初始化，灭灯7. MOV R4,#08. MOV R5,#09. CLR 00H10. CLR 01H11. KEY:MOV A,P012. CJNE A,#0FFH, KEYDOWN13. JNB P3.0,START14. JNB 00H,KEY ;无键按下，返回重新

14、检测15. JB 01H,Y116. Y2:LCALL DELAY ;延时显示17. MOV P1,#0FFH18. LCALL DELAY19. LCALL DELAY20. MOV P1,R021. INC R422. CJNE R4,#250,KEY ;扫描新输入23. MOV R4,#024. LJMP KEY25. Y1:INC R526. CJNE R5,#03H,Y3 ;三次输入次数到27. MOV P2,#00H28. JB P3.0,$ ;冻结按键，等待P3.0口解除29. LJMP START30. Y3:DEC P2.0 ;输入错误，次数减131. CLR 01H32.

15、LJMP Y233. KEYDOWN:LCALL DELAY ;延时去抖动34. MOV A,P035. CJNE A,#0FFH,KEY136. LJMP KEY ;无键按下，返回重新检测37. KEY1:CJNE A,#11111011B,KEY2 ;与正确密码比较38. SETB P3.7 ;密码正确，开锁39. MOV P2,#00000011B40. MOV P1,#11111111B41. MOV R5,#042. CLR 00H43. LJMP COMOUT44. KEY2:SETB 01H ;记录输入次数标志位45. CJNE A,#11111110B,L1 ;以下为比较环节，

16、找出所输错误密码 46. MOV R0,#11111110B ;对应的亮灯47. L1:CJNE A,#11111101B,L248. MOV R0,#11111100B49. L2:CJNE A,#11111011B,L350. MOV R0,#11111000B51. L3:CJNE A,#11110111B,L452. MOV R0,#11110000B53. L4:CJNE A,#11101111B,L554. MOV R0,#11100000B55. L5:CJNE A,#11011111B,L656. MOV R0,#11000000B57. L6:CJNE A,#10111111

17、B,L758. MOV R0,#10000000B59. L7:CJNE A,#01111111B,NEXT60. MOV R0,#00000000B61. NEXT:MOV P1,R062. CLR P3.763. SETB 00H ;等待新密码密码标志位64. COMOUT:LJMP KEY65. DELAY:MOV R6,#64H ;延时子程序66. LOOP1:MOV R7,#0F8H67. NOP68. LOOP2:DJNZ R7,LOOP269. DJNZ R6,LOOP170. RET71. END4、调试过程及结果调试过程中在显示延时上做了颇多调整，初步解决了按键失灵的故障，再

18、经过调整标志位的合适位置，最终能到达自己拟拓展的相关功能。3、课程学习总结不知不觉，我学了单片机将近一个学期，感觉收益匪浅。我现在对单片机的理解，要说一句最大的感受，那就是“单片机是一种集成度很高的微型计算机 ”。就这学期所学的AT89C51芯片，它包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线这样一个完善的硬件设备；而对于单片机的程序控制，机器码、汇编语言，从我理解的角度，程序的本质是寄存器之间的数据传递。程序是由两部分组成的：首先是寄存器之间的数据传递，剩下的就是逻辑控制。而在这一学期

19、，通过经典流水灯，密码锁，数码管等不同控制要求的实例学习，从老师的一次又一次地耐心教导中逐渐领悟了逻辑程序的魅力。要想开发自己的逻辑思维，就要多看别人的程序，找出别人程序中的“闪光点”，并且在自己以后的编程中加以运用。而不是照着老师已编好的程序思路被“引”进去，这才是进步之道。课程建议：至于课程建议的话，个人倒是真的没有什么可采取性的建议。叶老师讲得很好，思路清晰明朗。学习关键还是学生本身，逻辑思维不多练，肯定写不成完整的程序；课本我觉得也很重要，书里详细的硬件、功能介绍看多了，自己编程时才会有更好的运用。我们是大专生，电气自动化以贴近企业生产、工控学习为主。就现在单片机在大量生产开发中的应用，课程若是能以C语言、汇编语言互辅教学那就更好啦但又涉及大一学习C语言程序基础，所以没有什么采取性。