秒定时器.docx

1、秒定时器课程报告 课 程 新型单片机实践 题 目 60秒定时器 二级学院 延陵学院 班 级 08自Y1 姓 名 李佳明 学 号 08121207 指导教师 庄华 设计时间 常州工学院新型单片机设计任务书学院：延陵学院 专业： 自动化 班级：08自Y1学生姓名李佳明指导老师庄华职 称讲师课题姓名60秒定时器课题工作内容1、 设计内容：硬件电路的设计、软件电路的设计 2、 总体方案的论证、选择。软件流程图的设计，硬件电路各部分的设计， 软件的调试、整机的调试。3、 撰写设计报告4、 答辩考核指标要求1、采用MCS-51单片机作为微处理器。2、设计一个60秒定时器LED数码字符显示器。3、在目测条件

2、下LED显示屏各点亮度均匀、充足、稳定、清晰无串扰。4、动态显示从“00”到“59”的字符，每一秒增加1。进程安排第一周:查阅资料，编写程序，画仿真图及调试。 第二周:写课程报告，做实物。第三周:交课程报告，交实物。主要参考文献1张靖武，周灵彬单片机系统的PROTEUS设计与仿真北京：电子工业出版社.2011,22张义和，王敏男.例说51单片机.人民邮电出版社.2011,13何立民. 单片机高级教程.第1版北京：北京航空航天大学出版社，20014 AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 地点院A613起止日期2011-11-232011-12-19

3、方案论证.5 方案选择.5 最小系统介绍.6的芯片概述.7数码管显示器概述8其他元器件介绍及参数选择.9keil程序运行图.16 总原理图.1619 B 实物图.20绪论在生活和生产的各领域中，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想像到的地方几乎都有使用单片的需求。现在尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有许多可以用单片机控制而尚未实现的项目，因此，单片机的应用大有想像和拓展空间。 单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。 但是，单片机应用的

4、意义绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上，更重要的意义还在于：单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须有模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术，称之为微控制技术。微控制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。随着单片机应用的推广普及，微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使

5、用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 模拟多通道压力系统是利用压力传感器采集当前压力并反映在显示器上，它可以分析压力过量程，并发出报警。并采用电子秤原理可根据输入单价准确的计算出物体的金额。总体方案设计 方案论证1目的课程设计是单片机课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不可少的，是非常必要的。课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，

6、是配合单片机课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。2要求单片机控制的60s定时器 此实验将利用Timer0作为定时器，两个七段显示器从“00”开始显示，每一秒增加1，到达“59”后，再从“00”开始，也就是60秒的定时器。每60秒，D1切换一次。方案选择具体设计：通过AT89C51型号单片机，由P1和P2两组I/O引脚分别控制两个7SEGCOM ANODE型号数码管，分十位控制和个位控制，达到显示60秒定时器时的目的。通过复位电路，在仿真过程

7、中点击开关实现60复位。第二章 系统硬件电路的设计硬件设计主要包括单片机芯片选择，数码管选择及晶振，电容，电阻等元器件的选择及其参数的确定； 最小系统介绍单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用1030uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。 单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用1533pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻

8、值一般为10k。其他接口内部有上拉电阻，作为输出口时不需外加上拉电阻。设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频

9、率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2 ms。 标识符号 地址 寄存器名称P3 0B0H I/O口3寄存器PCON 87H 电源控制及波特率选择寄存器SCON 98H 串行口控制寄存器SBUF 99H 串行数据缓冲寄存器TCON 88H 定时控制寄存器TMOD 89H 定时器方式选择寄存器TL0 8AH 定时器0低8位TH0 8CH 定时器0高8位TL1 8BH 定时器1低8位TH1 8DH 定时器1高8位图2-1 T89C51的芯片概述 AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1

10、000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 其工作电压在V,一般我们选用5V电压。外形及引脚排列如图2-2所示图2-2：89C51的核心电路框图 LED数码管显示器概述本设计中采用的是7SEGCOM ANODE型号数码管，它是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。实物如图2-3所示

11、：图2-3：7SEGCOM ANODE型号数码管数码管的分类数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极C

12、OM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。LED数码管有两种连接方法如下：共阳极接法。把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极，使用时公共阳极接+5V，每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。 共阴极接法。把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极，使用时公共阴极接地。每个发光二极管的阳极通过电阻与输入端相连。图2-3-1：常见LED数码管数码管参数8字高度：8字上沿与下沿的距离。比外型高度小。通常用英寸来表示。范围一般为英寸。长*宽*高：长数码管正放时，水平方向的长度；宽数码管正放时，垂直方向上的长度；高数码管的厚度。

13、时钟点：四位数码管中，第二位8与第三位8字中间的二个点。一般用于显示时钟中的秒。 其他元器件介绍及参数选择本设计中还用到其他一些元器件，例如：晶振，电容，电阻排，电解电容，开关等等。晶振采用频率为12MHZ，连接的两个电容为30pF；电阻排为470*8，能够实现8个470欧电阻的等效替换；电解电容为10u；开关功能是在仿真过程中，按下开关便能实现60秒复位。第三章 系统软件电路的设计主程序设计主程序首先声明变量，然后设置定时器中断，再设置定时值启动定时器，再关闭LED灯，最后停滞。主程序流程图： 3-1 主程序图主程序如下：main() 启动Keil c51 2. 新建一个工程。Project

14、菜单New project ，选择好我们要保存的文件夹后，键入Frist 保存。接着弹出CPU类型选择框，我们选择最常用的AT89C51,按确定。3. 在工程中加入文件。新建一个文件，文件菜单FileNew，我们再选择：文件菜单FileSave As? （另存为）弹出 对话框后，我们文件名框中键入（注意文件后缀名是 .c）保存。C文件建好啦。现在我们把文件加入到工程中去。 点击Target 1前面的+号，右键单击Source Group 1选择Add Files to Group ，Source Group 1，选择添加 Add。编译运行，检查程序是否有错误。 PROTEUS Proteus是

15、一款EDA软件，该软件具有模拟电路仿真，数字电路仿真，单片机以及外围电路组成的系统的仿真，RS-232动态仿真，I2C调试器，SPI调试器，键盘和LCD系统的仿真，以及各种虚拟仪器，如示波器，逻辑分析仪，信号发生器等。该软件目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、ARM以及各种外围芯片。该软件还支持大量的存储器和外围芯片，所以，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件。调试方法：首先用Keil软件将C编译成HEX文件，打开Keil软件，新建一个文档，输入C程序，保存成C格式文件，然后

16、新建工程，连接单片机为AT89C51，选择Options for target，选择OUTPUT子菜单，在Create HEX Fi前打钩，DeBug子菜单中，Settings选择ProteusVSM Simulator，USE前打钩，再次运行文件，成功后在目录下会生成HEX文件，打开Proteus软件，或直接点击DSN文件，双击单片机模板，点击文件夹式样的图标选择对应的HEX驱动文件，然后点击开始，进行调试。图4-1 Keil程序运行图图4-2 总原理图总结本次课程设计实现了用单片机AT89C51的定时器实现60s定时器时。为了简化线路、降低成本，采用以软件为主的接口方法，即不使用专门的硬件

17、译码器，而采用软件程序进行译码。对实验的结果我们得到了认证，这种方法是可行的。在这次单片机课程设计中，我觉得最大的收获就是提高了自己的动手及思考解决问题的能力，把平时学习的只是融会贯通，相互联系，最后才做出一个完整的课程设计。在仿真过程中却发现并不是想象的那么简单，设计的过程中失败了很多次，但通过自己的不懈努力最终获得设计的成要拓展自己的知识面，使自己的知识系统化知识需要接触社会的方方面面，光有书本知识是远远不够的。要求自己在以后的学习中多想，多读，多学。要求自己的写作水平一定要过硬。经验的提高，让我今后在设计时更加方便、快捷，也为毕业后的就业提供了保障。 参考文献：1张靖武，周灵彬单片机系统

18、的PROTEUS设计与仿真电子工业出版社.2夏继强. 单片机实验与实践教程. 北京：北京航空航天大学出版社, 2001. 3何立民从Cygnal 80C51F看8位单片机发展之路单片机与嵌入式系统应用，2002年，第5期：P58. 4何立民. 单片机高级教程.第1版北京：北京航空航天大学出版社，2001.5 AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors .6Yang. Y., Yi. J., Woo, ., and Kim. B.:Optimum design for linearityand efficiency of microwave Doherty

19、 amplifier using a new loadmatching technique, Microw. J., 2001, 44, (12), pp. 2036.7 吴金戌，沈庆阳，郭庭吉8051单片机实践与应用清华大学出版社.8 李群芳，肖看单片机原理、接口及应用北京：清华大学出版社附录A. 元件清单元器件名称型号数目1、AT89C51单片机1块2、晶振12MHZ1块3、7段LED数码管共阳2块4、按钮开关4只5、极性电容22uf1只6、极性电容20pf2只7、电阻10 k1只8、电阻51016只9、电源插座1个B. 实物图C.程序清单/* - 计时器实验3 -60秒计数器,每1分钟L

20、ED反相1次 */=声明区=#include / 定义8x51暂存器之标头档,P2-1719 #define SEG P2 / 定义七节显示器接至Port 2#define SCANP P1 / 定义扫瞄线接至Port 1sbit LED=P07; / 声明LED接至/*声明T0计时相关声明*/ / THx TLx 计算参考 #define count_M1 50000 / T0(MODE 1)之计量值, #define TH_M1 (65636-count_M1)/256/ T0(MODE 1)计量高8位元 #define TL_M1 (65636-count_M1)%256/ T0(MOD

21、E 1)计量低8位元 int count_T0=0; / 计算 T0中断次数 /*声明T1扫瞄相关声明*/#define count_M2 250 / T1(MODE 2)之计量值,#define TH_M2 (256-count_M2) / T1(MODE 2)自动载入计量 #define TL_M2 (256-count_M2) / T1(MODE 2)计数量 char count_T1=0; / 计算 T1中断次数 /* 声明七节显示器驱动信号阵列(共阳) */char code TAB10= 0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, /数字0-4 0x92, 0x83

22、, 0xf8, 0x80, 0x98 ; /数字5-9char disp2= 0xc0, 0xc0 ; / 声明显示区阵列初始显示00/* 声明基本变量 */char seconds=0; / 秒数 char scan=0; / 扫瞄信号 /=主程序=main() / 主程序开始 IE=0x8a; / 1000 1010,启用TF0、TF1中断(6-4页) TMOD=0x21; / 0010 0001,T1采mode 2、T0采mode 1 TH0=TH_M1; TL0=TL_M1;/ 设置T0计数量高8位元、低8位元 TR0=1; / 启动T0(7-7页) TH1=TH_M2; TL1=TL

23、_M2;/ 设置T1自动载入值、计数量 TR1=1; / 启动T1 LED=1; / 关闭LED while(1); / 无穷回圈，程序停滞 / 主程序结束 /= T0中断子程序- 计算并显示秒数 =void T0_1s(void) interrupt 1 / T0中断子程序开始 TH0=TH_M1; TL0=TL_M1; / 设置T0计数量高8位元、低8位元 if (+count_T0=20) / 若中断20次,即=1秒 count_T0=0; / 重新计次 seconds+; / 秒数加1 if (seconds=60) / 若超过60秒 seconds=0; / 秒数归0,重新开始 LE

24、D=LED; / 切换LED / if叙述结束(超过60秒) / if叙述结束(中断20次) disp1=TABseconds/10; / 填入十位数显示区 disp0=TABseconds%10; / 填入个位数显示区 / T0中断子程序结束 /=T1中断子程序 - 扫瞄 =void T1_8ms(void) interrupt 3 / T1中断子程序开始 if (+count_T1=32) / 若中断32次,即=8ms count_T1=0; / 重新计次 if (+scan=3) scan=1;/ 若超过十位数,显示个位 SEG=0xff; / 关闭7段显示器 SCANP=scan; / 输出扫瞄信号 SEG=dispscan-1; / 输出显示信号 / 结束if判断(中断32次) / T0中断子程序结束