單片機課程設(shè)計--00-59_秒計時器

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　引言2</b></p><p>　　第一章 概述 3</p><p>　　第二章 電路設(shè)計4</p><p>

2、　　2.1 單片機核心模塊4</p><p>　　2.2 時鐘模塊5</p><p>　　2.3 復位電路模塊5</p><p>　　2.4 顯示模塊6</p><p>　　第三章 軟件程序及調(diào)試結(jié)果7</p><p>　　3.1 程序設(shè)計內(nèi)容7</p><p>　　3.2 程序框

3、圖8</p><p>　　3.3 匯編源程序8</p><p>　　3.3 C 語言源程序9</p><p>　　3.4 調(diào)試結(jié)果11</p><p>　　第四章 聯(lián)合仿真12</p><p>　　4.0 聯(lián)合仿真結(jié)果12</p><p>　　第五章 電路板制作14</p

4、><p>　　5.1 印制電路板圖14</p><p>　　5.2 00－59 秒計時器電路板三維視圖15</p><p>　　第六章 設(shè)計總結(jié)17</p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p><b>　　附件19</b></p>

5、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。單片機由運算器，控制器，存儲器，輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少

6、了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。</p><p>　　由于單片機在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠

7、標等電腦配件中都配有1-2部單片機。 汽車上一般配備40多部單片機，復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作！單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。</p><p>　　該課程設(shè)計為00-59秒計時器的設(shè)計。以AT89C51單片機為核心，配合兩個LED顯示燈完成。電路圖原理參考課程要求，并在原來要求的基礎(chǔ)上在P0口加多了一個排阻RESPACK-8來驅(qū)動LED實現(xiàn)P0口和

8、P2口同時點亮兩個LED燈。該設(shè)計從00開始計時直到59，然后從新回到00重復計時。程序設(shè)計采用匯編語言編程，利用Keil完成程序的檢查和編譯。電路圖的制作則運用了Proteus，并利用Keil編譯的文件進行模擬仿真。根據(jù)仿真結(jié)果再次檢查程序的正確性。</p><p>　　關(guān)鍵詞： AT89C51單片機、LED顯示燈、Keil、程序編譯、Protus、模擬仿真</p><p><b&

9、gt;　　引言</b></p><p>　　單片機作為微型計算機的一個重要分支,在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)和生活中正發(fā)揮著越來越重要的作用。單片機技術(shù)已經(jīng)成為實現(xiàn)各種工作測控系統(tǒng)和只能儀器儀表的重要手段。因此，單片機原理與應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為高等學校電類、機電類各專業(yè)的必修課程。</p><p>　　現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、

10、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。 汽車上一般配備40多部單片機，復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作，單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。</p><p>　　微機原理課程設(shè)計以AT89C51為例子，深入研究單片機的電路圖設(shè)計、程序編寫、電路板制作等。</p><p><b>　　概述</b>

11、;</p><p><b>　　課程設(shè)計主要目的</b></p><p>　　學習單片機開發(fā)時的編程及仿真調(diào)試，通過仿真軟件及相應(yīng)程序的聯(lián)機調(diào)試，實現(xiàn)單片機設(shè)計的硬件、軟件、接口、工具四大板塊有機結(jié)合。</p><p><b>　　1.2 實驗任務(wù)</b></p><p>　　如下圖所示，在AT89

12、S51單片機的P0和P2端口分別接有兩個共陰數(shù)碼管，P0口驅(qū)動顯示秒時間的十位，而P2口驅(qū)動顯示秒時間的個位。</p><p><b>　　1.3 電路原理圖</b></p><p>　　圖1.3 電路原理圖</p><p><b>　　1.4 功能說明</b></p><p>　　在設(shè)計過程中我們

13、用一個存儲單元作為秒計數(shù)單元，當一秒鐘到來時，就</p><p>　　讓秒計數(shù)單元加1，當秒計數(shù)達到60時，就自動返回到0，重新秒計數(shù)。在數(shù)碼上顯示，仍通過查表的方式完成。一秒時間的產(chǎn)生在這里我們采用軟件精確延時的方法來完成，經(jīng)過精確計算得到1 秒時間為1.002 秒。</p><p><b>　　電路設(shè)計</b></p><p><b&

14、gt;　　單元電路設(shè)計</b></p><p>　　本設(shè)計主要分為單片機核心模塊，時鐘電路模塊，復位電路模塊和顯示模塊。設(shè)計方案如下</p><p>　　2.1 單片機核心模塊</p><p><b>　　圖2.1單片機電路</b></p><p><b>　　系統(tǒng)板上硬件連線</b>&

15、lt;/p><p>　?。?． 把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0/AD0－P0.7/AD7 端口用8 芯排線連接到</p><p>　　“四路靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個a－h(huán) 端口上；要求：P0.0/AD0</p><p>　　對應(yīng)著a，P0.1/AD1 對應(yīng)著b，……，P0.7/AD7 對應(yīng)著h。</p><p>　?。?． 把“單片機系

16、統(tǒng)”區(qū)域中的P2.0/A8－P2.7/A15 端口用8 芯排線連接到“四</p><p>　　路靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個a－h(huán) 端口上；要求：P2.0/A8 對</p><p>　　應(yīng)著a，P2.1/A9 對應(yīng)著b，……，P2.7/A15 對應(yīng)著h。</p><p><b>　　2.2 時鐘模塊</b></p><p

17、><b>　　圖2.2時鐘電路</b></p><p>　　89C51單片機的時鐘信號通常用內(nèi)部振蕩方法得到，在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方法。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。晶振通常選擇6MHz、12MHz\24MHz。本設(shè)計采用11.0925MHz晶振。圖中C1、C2起到穩(wěn)固振蕩頻率

18、、快速起振的作用。電容值一般為5—30pF。本設(shè)計選用30pF電容。</p><p>　　2.3 復位電路模塊</p><p><b>　　圖2.3 復位電路</b></p><p>　　復位操作完成電路的初始化，使單片機從一種確定的狀態(tài)開始運行。由上圖可知，控制模塊實際上就是單片機的最小系統(tǒng)。本設(shè)計采用常用的上電且開關(guān)復位電路。上電后，由于電

19、容的充電，使RST持續(xù)一段高電平時間。當單片機已運行中時，按下復位鍵也能使RST持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電且開關(guān)復位的操作。此處C1電容取10uF，R1=10KΩ。</p><p><b>　　2.4 顯示模塊</b></p><p><b>　　圖2.4 顯示電路</b></p><p>　　在AT89S51單片

20、機的P0和P2端口分別接有兩個共陰數(shù)碼管U2、U3，P0口驅(qū)動顯示秒時間的十位，而P2口驅(qū)動顯示秒時間的個位。顯示模塊由十腳數(shù)碼管、電阻、排阻respack-8等元件構(gòu)成，其中排阻為了驅(qū)動電流，增加電流，排阻一般有九個腳，一個腳接VCC，其他腳接單片機I/0口，此設(shè)計為了U2提供高電平，從而十位才能顯示。</p><p><b>　　軟件程序及調(diào)試結(jié)果</b></p><

21、p>　　3.1 程序設(shè)計內(nèi)容</p><p>　?。?． 在設(shè)計過程中我們用一個存儲單元作為秒計數(shù)單元，當一秒鐘到來時，就</p><p>　　讓秒計數(shù)單元加1，當秒計數(shù)達到60 時，就自動返回到0，重新秒計數(shù)。</p><p>　?。?． 對于秒計數(shù)單元中的數(shù)據(jù)要把它十位數(shù)和個數(shù)分開，方法仍采用對10 整</p><p><b&

22、gt;　　除和對10 求余。</b></p><p>　　（3． 在數(shù)碼上顯示，仍通過查表的方式完成。</p><p>　　（4． 一秒時間的產(chǎn)生在這里我們采用軟件精確延時的方法來完成，經(jīng)過精確計</p><p>　　算得到1 秒時間為1.002 秒。</p><p>　　DELY1S: MOV R5,#100</p>

23、<p>　　D2: MOV R6,#20</p><p>　　D1: MOV R7,#248</p><p><b>　　DJNZ R7,$</b></p><p>　　DJNZ R6,D1</p><p>　　DJNZ R5,D2</p><p><b>　　RET<

24、;/b></p><p><b>　　3.2 程序框圖</b></p><p><b>　　圖3.2 程序框圖</b></p><p><b>　　3.3 匯編源程序</b></p><p>　　Second EQU 30H</p><p><

25、;b>　　ORG 0</b></p><p>　　START: MOV Second,#00H</p><p>　　NEXT: MOV A,Second</p><p><b>　　MOV B,#10</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p>

26、<p>　　MOV DPTR,#TABLE</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>

27、<b>　　MOV P2,A</b></p><p>　　LCALL DELY1S</p><p>　　INC Second</p><p>　　MOV A,Second</p><p>　　CJNE A,#60,NEXT</p><p>　　LJMP START</p><p

28、>　　DELY1S: MOV R5,#100</p><p>　　D2: MOV R6,#20</p><p>　　D1: MOV R7,#248</p><p><b>　　DJNZ R7,$</b></p><p>　　DJNZ R6,D1</p><p>　　DJNZ R5,D2<

29、;/p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH</p><p><b>　　END</b></p><p>　　3.3 C 語言源程序</p><p>　　#inc

30、lude <AT89X51.H></p><p>　　unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,</p><p>　　0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};</p><p>　　unsigned char Second;</p><p>　　void d

31、elay1s(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i,j,k;</p><p>　　for(k=100;k>0;k--)</p><p>　　for(i=20;i>0;i--)</p><p>　　for(j=248;j&

32、gt;0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　39</b></p><p><b>　　Second=0;&

33、lt;/b></p><p>　　P0=table[Second/10];</p><p>　　P2=table[Second%10];</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay1s()

34、;</p><p><b>　　Second++;</b></p><p>　　if(Second==60)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Second=0;</b></p><p><b>　　}<

35、/b></p><p>　　P0=table[Second/10];</p><p>　　P2=table[Second%10];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　3.4 調(diào)試結(jié)果&l

36、t;/b></p><p>　　圖 3.4 調(diào)試結(jié)果</p><p>　　調(diào)試結(jié)果如上圖所示。</p><p><b>　　聯(lián)合仿真</b></p><p>　　4.0 聯(lián)合仿真結(jié)果</p><p>　　圖 4.0.1 開始運行（0S）</p><p>　　圖 4.0

37、.2 運行中（1S）</p><p>　　圖 4.0.3 運行中（59S）</p><p>　　圖 4.0.4 運行結(jié)束，仿真結(jié)束，顯示變?yōu)椤?0”（60S）</p><p><b>　　電路板制作</b></p><p>　　5.1 印制電路板圖</p><p>　　圖5.1 00－59 秒計時

38、器印制電路板</p><p>　　5.2 00－59 秒計時器電路板三維視圖</p><p>　　圖5.2 00－59 秒計時器印制電路板三維視圖</p><p>　　圖5.3 00－59 秒計時器印制電路板三維視圖（背面）</p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　通過

39、此次的課程設(shè)計，我們不僅更加了解單片機在實際應(yīng)用的具體例子，懂得單片機在實際應(yīng)用中各種參數(shù)的設(shè)定，實際生產(chǎn)的電路設(shè)計和改良優(yōu)化，還懂得了做設(shè)計不能眼高手低，一下看起來很簡單甚至是不起眼的要求，在自己的腦海中覺得很簡單沒難度，但實際動手起來感覺是完全不一樣的。</p><p>　　就像這次的秒表設(shè)計只是微機原理中一個很簡單的例子，原理并不復雜，但是我們在實際操作中還是出了些錯誤，后來經(jīng)過仔細的排查，逐步分析程序找到

40、了問題。從這就提醒了我們無論是何種設(shè)計都要謹小慎微，不能想當然，一個小小的錯誤再簡單的設(shè)計再簡單的工程都會毀于一旦，這就要求我們要有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度去面對每次的設(shè)計和工程。課堂上學的理論知識在這次課程設(shè)計終于有了用武之地，在動手操作中得到了不一樣的升華，讓我們不再錯誤地認為理論知識和實際生產(chǎn)的距離很遙遠，實際上二者關(guān)系是緊密相連的，糾正了錯誤的思想讓我們在設(shè)計中如虎添翼。這次設(shè)計讓我們鞏固了平時學習的專業(yè)知識，拓寬了視野和思路，還學會將理

41、論和實際生產(chǎn)有機地結(jié)合，舉一反三，增強了我們提出問題，面對問題和解決問題的能力。</p><p>　　我們自己看教程自己摸索，掌握了Proteus和Keil這兩款軟件的使用，并能純熟的使用于這次任務(wù)中。我們一起討論、一起測試，合作無間地完成了這次任務(wù)。在這次設(shè)計，我們加深了對理論知識的理解，掌握了匯編語言的應(yīng)用和軟件的使用，了解程序每個模塊的作用和原理，制版的原則和布線的思路，程序的排障調(diào)試和錯誤的排查，學會和隊

42、友溝通交流，共同面對、解決問題，了解自身的不足和思想的局限性并加以改正，獲益匪淺，這不僅增加了我們自身的實力，還激發(fā)了我們的興趣，為我們未來的設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　李全利 仲偉峰 徐軍編著，單片機原理及應(yīng)用，清華大學出版社，2006.2

43、 </p><p>　　姚超友，陳東青，李秋平，譚兆湛編著，光機電一體化強化訓練實訓教材（單片機篇），華南理工大學廣州學院，2012.9 </p><p>　　譚浩強編著，C程序設(shè)計（第四版），北京，清華

44、大學出版社，2010.6 </p><p>　　劉娟等編著，單片機C語言與PROTUES仿真技能實訓，中國電力出版社，2010.8</p><p>　　高玉泉編著，單片機應(yīng)用技術(shù)（匯編語言），機械工業(yè)出版社，2012.8</p><p>　　鄒久朋編著，80C51單片機實用技術(shù)，北京航空航天大學出版社，2008.4</p><p>　?。?/p>

45、）克尼漢 （美）里奇編著著，徐寶文 李志 譯，C程序設(shè)計語言 第2版·新版，機械工業(yè)出版社，2004.1</p><p>　　王爽編著，匯編語言（第2版），清華大學出版社，2008.4</p><p><b>　　附件一 源程序</b></p><p><b>　　ORG 0</b></p>&l

46、t;p>　　START: MOV Second,#00H</p><p>　　NEXT: MOV A,Second</p><p><b>　　MOV B,#10</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV DPTR,#TABLE</p>

47、<p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P2,A</b></p&g

48、t;<p>　　LCALL DELY1S</p><p>　　INC Second</p><p>　　MOV A,Second</p><p>　　CJNE A,#60,NEXT</p><p>　　LJMP START</p><p>　　DELY1S: MOV R5,#100</p>

49、<p>　　D2: MOV R6,#20</p><p>　　D1: MOV R7,#248</p><p><b>　　DJNZ R7,$</b></p><p>　　DJNZ R6,D1</p><p>　　DJNZ R5,D2</p><p><b>　　RET</

50、b></p><p>　　TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH</p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　附件二 電路圖</b></p><p>　　附件三 PCB制板</p><