实验五 万秒计时器的设计.docx

1、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00000001000299989999000000010002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。

2、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P10P13是位选信号，即选择哪个数码管显示数字；P00P07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

3、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

4、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

5、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Keil uVision4，单击主菜单“project”的“new project”选项，选择工程保存路径，输入工程名“FivePro”；

6、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:code unsigned char Tab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/表：共阳数码管 0-9

7、unsigned char GeWei; unsigned char ShiWei; unsigned char BaiWei; unsigned char QianWei;unsigned char flag; /定义标志位unsigned char tt=0;/中断次数/引脚定义: /P3作为键盘控制时间显示sbit S2=P32; /P32设置为 启动计时 sbit S3=P33; /P33设置为 停止计时 sbit S4=P34; /P34设置为 个位加1 sbit S5=P35; /P35设置为 十位加1 sbit S6=P36; /P36设置为 百位加1sbit S7=P37; /

8、P37设置为 千位加1 /P1作为数码管位选信号sbit SMG_q = P10; /定义数码管阳级控制脚（千位）sbit SMG_b = P11; /定义数码管阳级控制脚（百位）sbit SMG_s = P12; /定义数码管阳级控制脚（十位）sbit SMG_g = P13; /定义数码管阳级控制脚（个位）sbit Sound = P15; /定义蜂鸣器控制脚/函数声明:void delay(unsigned int timer); /数码管扫描延时void DisplayGeWei(unsigned char G);/个位显示函数void DisplayShiWei(unsigned c

9、har S); /十位显示函数void DisplayBaiWei(unsigned char B); /百位显示函数void DisplayQianWei(unsigned char Q);/千位显示函数void delay60ms(void);/键盘消抖延时void key_scan(void);/键盘扫描 void main() 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;

10、 /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(GeWei9) GeWei=0; ShiWei+; if(ShiWei9) ShiWei=0; BaiWei+; if(BaiWei9) BaiWei=0; QianWei+; if(QianWei9) GeWei=0; ShiWei=0; BaiWei=0; QianWei=0; if(QianWei=9&BaiWei=9&ShiWei=9&GeWei=9) Soun

11、d=0; else Sound=1; DisplayGeWei(GeWei); DisplayShiWei(ShiWei); DisplayBaiWei(BaiWei); DisplayQianWei(QianWei); /中断函数void timer() interrupt 1 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void key_scan(void) P3=0xff; /将P3置高电

12、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void Displa

13、yGeWei(unsigned char G) SMG_g=0; /P1.3引脚输出低电平，个位点亮 P0=TabG%10; delay(500); SMG_g=1; /熄灭个位 /显示十位 void DisplayShiWei(unsigned char S) SMG_s=0; /P1.2引脚输出低电平，十位点亮 P0=TabS%10; delay(500); SMG_s=1; /熄灭十位/显示百位void DisplayBaiWei(unsigned char B) SMG_b=0; /P1.1引脚输出低电平，百位点亮 P0=TabB%10; delay(500); SMG_b=1; /熄

14、灭百位/显示千位void DisplayQianWei(unsigned char Q) SMG_q=0; /P1.0引脚输出低电平,千位点亮 P0=TabQ%10; delay(500); SMG_q=1; /熄灭千位/键盘扫描延时消抖void delay60ms(void) unsigned char i,j; for(i=0;i200;i+) for(j=0;j100;j+) ;/动态扫描延时void delay(unsigned int timer) 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

15、辑界面，单击“Target1”前面的“+”号，在“Source Group1”选项上右击，选择“Add Files to Group Source Group1”，在弹出的窗口的“文件类型”里选择“All Files”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 /Option for Target Target1,选择“Output”，勾选”Creat HEX File”，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

16、骤）；3、编译连接与调试。（1）编译与连接：点击“Project/Rebuild all Target Files”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/Stop Debug Session”第二步：在界面左边出现工作寄存器R0R7、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/O port”选择不同的输

17、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

18、：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“Program File”右侧文本旁边的按钮，选取在Vision4.0产生的“FivePro.hex”，在“Clock frequency”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。