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1.1课题内容
用AT89C51 设计一个秒表,该秒表课可显示 0.0~99.9 秒的时间, 进行相应的单片机硬件电路的设计并进行软件编程利用单片机定时 器/计数器中断设计秒表,从而实现秒、十分之一秒的计时。综合运用所学的《单片机原理与应用》理论知识,通过实践加强对所学知识的理解,具备设计单片机应用系统的能力。通过本次系统设计加深对单片机掌握定时器、外部中断的设置和编程原理的全面认识复习和掌握。 本系统利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,通过采用proteus 仿真软件来模拟实现。模拟利用AT89C51 单片机、LED 数码管以及控件来控制秒表的计数以及计位!其中有三位数码管用来显示数据,显示秒(两位)和十分之一秒,十分之一秒的数码管计数从 0~9,满十进一后显示秒的数码管的数字加一,并且十分之一秒显示清零重新从零计数。计秒数码管采用三位的数码管,当计数超过范围是所有数码管全部清零重新计数。 1.2课题要求 本课题是基于单片机的秒表系统设计,它的具体要求有以下几 点: (1)用单片机AT89C51 实现; (2)以 0.1 秒为最小单位进行显示; (3)秒表量程为 0.0-99.9 秒,用 LED 显示; (4)有清零、开始、停止功能。 1.3课题目的 通过课程设计,进一步熟悉和掌握AT89C51 单片机的结构及工作原理,掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术,了解表关电路参数的计算方法。通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,进一步了解开发一单片机应用系统的全过程,通过此综合训练, 为以后毕业设计打下一定的基础。 (1)利用单片机定时器计数器中断设计秒表,从而实现秒、十分之一秒的计时。 (2)综合运用所学的《单片机原理与应用》理论知识,通过实践加强对所学知识的理解,具备设计单片机应用系统的能力,加深对单片机课程的全面认识。 (3)通过本次课程设计能够对程序进行编辑,校验。 (4)通过本次系统设计加深对单片机掌握定时器、外部中断的设置和编程原理的全面认识复习和掌握,对单片机实际的应用作进一步的了解。 (5)通过本次系统设计,增强自己的动手能力。认识单片机在日常生活中的应用的广泛性,实用性。 (6)该实验通过单片机的软件延时设计,设计简单的计时器系统,能正确的计时. 2.设计方案 2.1需求分析 近年来,随着科学技术的进步和时代的发展,人们对秒表的功能和精度提出了越来越高的要求,各种秒表的设计也越来越重要。秒表计时器是在一种计时器上实现两种功能的一种器件。它广泛应用于各种场所,同时它的小巧,价格廉价,精确度高,使用方便,功能齐全,便于集成化。而受广大消费者的喜爱。 2.2方案论证 现今的计时器通常只能通过启/停按键实现断点计时的功能,即通过启/停按键来记录一段时间。这种计时器查看的时间只能为计时结束时刻。实际的应用中往往需要在不影响正常计时的基础上,能查看记录过程中的某些点的时间。 本课设即针对此问题,设计了一种能通过按键方式查看记录过程 中任一时刻值的计时器。这种计时器在查看中间值时不会影响整个记录过程,并且能把相应数据送入存储模块及显示模块,以便查看。 本系统采用AT89C51 单片机作控制器,LED 数码管,实现显示时、分、秒,以 24 小时计时方式。为了实现 LED 显示器的数字显示,可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件,结构较为复杂,考虑时钟显示只有六位,且系统没有其他复杂的处理任务,所以采用动态扫描法实现 LED 的显示。单片机采用 AT89C51 系列,有足够的空余硬件资源实现其它的扩充功能。 3.系统软件设计 3.1 软件程序流程图 3.2 实验程序清单 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int ***it wei1=P1^0; ***it wei2=P1^1; ***it wei3=P1^2; ***it wei4=P1^3; uint num=0; uint time=0; uchar WEI[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; void delay_ms(uint i) { uint j=120; for(;i>0;i–) { for(;j>0;j–) { ; } } } void display(uint x) { uchar ge,shi,bai,qian; ge=x%10; shi=x%100/10; bai=x%1000/100; qian=x/1000; P2=WEI[ge]; wei1=1;wei2=1;wei3=1;wei4=0; delay_ms(1); P2=WEI[shi]; wei1=1;wei2=1;wei3=0;wei4=1; delay_ms(1); P2=WEI[bai]; wei1=1;wei2=0;wei3=1;wei4=1; delay_ms(1); P2=WEI[qian]; wei1=0;wei2=1;wei3=1;wei4=1; delay_ms(1); } void main() { TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(1) { display(time); if(num==20) { num=0; time++; display(time); } } } void T0_time()interrupt 1 { TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; num++; } 3.3 效果展示 2根据课题内容,可作出主流程序树状图如图 3.1 所示:系统硬件设计 AT89C51 单片机简介 AT89C51 是一种低功耗、高性能的片内含有 4KB 快闪可编程/擦除只读存储 器(FPEROM-Flash Programmable and Eraseable Read Only Memory)的 8 位CMOS 微控制器,使用高密度、非易失存储技术制造,并且与 89C51 引脚和指令系统完全兼容。引脚分别如图 2.1 所示。 图 2.1 图 2.1 所示的单片机是引脚双列直插封装方式,电源引脚 40 脚与接地脚 20。 P0 口作输入口使用时,应先向口锁存器写入 1。P1 口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向I/O 端口。P1 的输出缓存可驱动 4 个TTL 输入。P2 口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。P3 口也是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向I/O 端口, P3 端口还用于一些复用功能。 4.系统硬件设计 4.1调试步骤 (1)分析各单元电路图,并分析其各部分的功能; (2)用仿真软件仿真电路的功能,并检查是否有错,无误后进行下步工作; (3)查找有关文献了解各元件的功能及引脚和有关的资料; 4.2设计实验电路图 设 计 的 实 验 原 理 图 如 下 所 示 : 5.心得体会 计算机课程设计,主要是以上机操作为主,在实验室查资料,编程序,焊电路板。 设计语言主要是采用c语言和汇编语言的自上而下的设计方法。 Proteus中,自上向下的设计,就是在整个设计流程中各设计环节逐 步精益求精的过程,应用Proteus运行自上而下的设计,就是使用 Proteus模型在所有综合级别上对硬件进行说明和仿真测试。顶层文件采用了原理图的方法设计,使各模块之间的层次关系清晰。 在秒表计时器实际设计过程中,所有的模块都是通过不同进制的计数器来实现其主要功能的,各模块之间是通过进位信号连接在一起的。一开始由于没有一定的合理的思路,走了不少弯路。在查阅了相关资料之后,解决了相关的问题,使我的程序更加优化。 通过这次课程设计,我进一步熟悉了Proteus软件的使用和操作方法。对c语言和汇编语言的自上向下的设计方法有了进一步的认识,在底层文件具备的条件下,使原理图可以使设置更加简单,使程序清晰, 增加可读性。当然这次课程设计也存在着不足之处,计时不够足够的精确等。 单片机课程设计,是对单片机知识的验证,可以帮助我们理解巩固所学知识,激发我们对单片机课程的兴趣,更锻炼了我们独立思考、开拓创新的能力。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处, 虽然感觉理论上已经掌握,但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑,经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣, 我想这将对我以后的学习产生积极的影响。 其次,这次课程设计让我充分认识到合作的重要性,只有合作才能保证整个项目的有条不絮。在设计过程中,非常感谢同学们的指导,才使设计进展的比较顺利。 另外在课程设计的过程中,当我们碰到不明白的问题时,指导老师总是耐心的讲解,给我的设计以极大的帮助,使我获益匪浅。因 此非常感谢王苏敏老师的教导。 通过这次设计,我懂得了学习的重要性,了解到理论知识与实践相结合的重要意义,学会了坚持、耐心和努力,这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。 6.参考文献: 1、单片机原理及应用; 2、数字电子技术基础; 3、模拟电子技术基础; 4、高频电子线路; 设计报告撰写提纲 1)封面(含题目名称,学生姓名,专业班级,学号,任课教师,学院名称,完成时间); 2)本设计的题目要求; 3)系统方案设计(或设计思想),含系统总体结构框图; 4)硬件设计,含硬件选型和系统硬件电路原理详图或实际连线详图; 5)软件设计,含软件功能设计、软件流程设计和程序清单; 6)调试记录及结论,含硬件及软件单元调试和系统调试记录; 7)参考资料; 8)心得体会。 |
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