單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---六十秒倒計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　論文題目： </p><p>　　學(xué) 院： </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　年 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　2012年1月2日</b></p><p><b>　　單片機(jī)課程設(shè)計(jì)</b></p>

3、<p>　　——六十秒倒計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　在生活和生產(chǎn)的各領(lǐng)域中，凡是有自動(dòng)控制要求的地方都會(huì)有單片機(jī)的身影出現(xiàn)；從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從空中、地面到地下，凡是能想像到的地方幾乎都有使用單片的需求?，F(xiàn)在盡管單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，但仍有許多可以用單片機(jī)控制而尚未實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目，因此，單片機(jī)的應(yīng)用大有想像

4、和拓展空間。 單片機(jī)的應(yīng)用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高勞動(dòng)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)環(huán)境，減少能源和材料消耗，保證安全等。 但是，單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來的經(jīng)濟(jì)效益上，更重要的意義還在于：?jiǎn)纹瑱C(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須有模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過軟件（編程序）方法實(shí)現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控

5、制系統(tǒng)“軟化”技術(shù)，稱之為微控制技術(shù)。微控制技術(shù)是一種全新的概念，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展、日益完善和更加充實(shí)。</p><p>　　近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透, 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及

6、針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。 模擬多通道壓力系統(tǒng)是利用壓力傳感器采集當(dāng)前壓力并反映在顯示器上，它可以分析壓力過量程，并發(fā)出報(bào)警。并采用電子秤原理可根據(jù)輸入單價(jià)準(zhǔn)確的計(jì)算出物體的金額。本篇論文討論了簡(jiǎn)單的倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)與制作 ，對(duì)于倒計(jì)時(shí)器中的四位LED數(shù)碼顯示器來說，我為了簡(jiǎn)化線路、降低成本，采用以軟件為主的接口方法，即不使用專門的硬件譯碼器，而采用軟件程序進(jìn)行譯碼。</p><p>　　2課程設(shè)計(jì)

7、的目的和要求</p><p><b>　　2.1目的</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是單片機(jī)課程教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面的系統(tǒng)的訓(xùn)練。進(jìn)行課程設(shè)計(jì)可以讓學(xué)生把學(xué)過的比較零碎的知識(shí)系統(tǒng)化，真正的能夠把學(xué)過的知識(shí)落到實(shí)處，能夠開發(fā)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，也進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生再深一步學(xué)習(xí)的熱情，因此課程設(shè)計(jì)是必不可少的，是非常必要的。</p><p&

8、gt;　　課程設(shè)計(jì)是提高學(xué)生單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用能力以及文字總結(jié)能力的綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是配合單片機(jī)課程內(nèi)容掌握、應(yīng)用得的專門性實(shí)踐類課程。通過典型實(shí)際問題的實(shí)際，訓(xùn)練學(xué)生的軟硬件的綜合設(shè)計(jì)、調(diào)試能力以及文字組織能力，建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念，加強(qiáng)工程應(yīng)用思維方式的訓(xùn)練，同時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容做一定的擴(kuò)充。</p><p><b>　　2.2要求</b></p><p>　　單片機(jī)控制的60s

9、倒計(jì)時(shí)</p><p>　?。?）用單片機(jī)AT89C51的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)60s倒計(jì)時(shí)。本例中用兩位數(shù)碼管靜態(tài)顯示倒計(jì)時(shí)秒值。</p><p>　　（2）用PROTEUS設(shè)計(jì)，仿真基于AT89c51單片機(jī)的60s倒計(jì)時(shí)實(shí)驗(yàn)。</p><p><b>　　目標(biāo)：</b></p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)，使自己深刻理解并掌握基本

10、概念，掌握單片機(jī)的基本應(yīng)用程序設(shè)計(jì)及綜合應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的方法。通過做一個(gè)綜合性訓(xùn)練題目，達(dá)到對(duì)內(nèi)容的消化、理解并提高解決問題的能力的目的。</p><p><b>　　3設(shè)計(jì)過程</b></p><p><b>　　3.1總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)由硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分組成，總電路如下圖所示，硬件設(shè)計(jì)主

11、要包括單片機(jī)芯片選擇，數(shù)碼管選擇及晶振，電容，電阻等元器件的選擇及其參數(shù)的確定；軟件設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)60秒倒計(jì)時(shí)程序的編寫，包括利用中斷實(shí)現(xiàn)1秒的定時(shí)及60秒的倒計(jì)時(shí)。</p><p>　　具體設(shè)計(jì)：通過AT89C51型號(hào)單片機(jī)，由P1和P2兩組I/O引腳分別控制兩個(gè)7SEG–COM –ANODE型號(hào)數(shù)碼管，分十位控制和個(gè)位控制，達(dá)到顯示60秒倒計(jì)時(shí)的目的。通過復(fù)位電路，在仿真過程中點(diǎn)擊開關(guān)實(shí)現(xiàn)60復(fù)位。</

12、p><p><b>　　3.2硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）AT89C51的芯片概述</p><p>　　AT89C51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技

13、術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 其工作電壓在4.5－５V,一般我們選用＋5V電壓。?</p><p><b>　　主要特性：</b></p>

14、<p>　　?與MCS-51 兼容 </p><p>　　?4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 </p><p>　　?壽命：1000寫/擦循環(huán)</p><p>　　?數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年</p><p>　　?全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz</p><p>　　?三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定</p><

15、p>　　?128×8位內(nèi)部RAM</p><p>　　?32可編程I/O線</p><p>　　?兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　?5個(gè)中斷源 </b></p><p><b>　　?可編程串行通道</b></p><p>　　?低功耗的

16、閑置和掉電模式</p><p>　　?片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 </p><p><b>　　管腳說明：</b></p><p>　　1)電源及時(shí)鐘引腳（4個(gè)）</p><p>　　Vcc: 電源接入引腳</p><p><b>　　Vss：接地引腳</b></p>

17、<p>　　XTAL1：晶振震蕩器接入的一個(gè)引腳（采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接地）;</p><p>　　XTAL2:晶體振蕩器的另一個(gè)引腳（采用外部振蕩器時(shí)，此引腳作為外部振蕩器信號(hào)的輸入端）。</p><p>　　2）控制線引腳（4個(gè)）</p><p>　　RST/Vpd：復(fù)位信號(hào)輸入引腳/備用電源輸入引腳；</p><p>　

18、　ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸出引腳/編程脈沖輸入引腳：</p><p>　　EA:內(nèi)外存儲(chǔ)器選擇引腳/片外EPROM編程電壓輸入引腳；</p><p>　　PSEN：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)輸出引腳。</p><p><b>　　3）并行I/O引腳</b></p><p>　　P0.0-P0.7：一般I/O口引腳或數(shù)據(jù)/低

19、位地址總線復(fù)用引腳；</p><p>　　P1.0-P1.7：一般I/O口引腳；</p><p>　　P2.0-P2.7：一般I/O口引腳或高位地址總線引腳；</p><p>　　P3.0-P3.7：一般I/O口引腳或第二功能引腳</p><p><b>　　振蕩器特性:</b></p><p>

20、　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　?。?）LED數(shù)碼管顯示器概述</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用的是7SEG–COM –AN

21、ODE型號(hào)數(shù)碼管，它是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。</p><p>　　數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到

22、+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。</p><p><b>　　3.3軟件設(shè)計(jì)</b><

23、/p><p><b>　　程序總框圖如下：</b></p><p>　　定時(shí)/計(jì)數(shù)器初值計(jì)算：</p><p>　?。?）本電路應(yīng)用TIMER0 MODE 16位計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)中斷法。 </p><p>　?。?）1秒等于1000000微秒,而每一計(jì)時(shí)脈沖是1微秒,因此需輸入100000個(gè)計(jì)時(shí)脈沖,方可達(dá)到1秒的時(shí)間。本設(shè)計(jì)中

24、，設(shè)定中斷每次溢出時(shí)間50ms。</p><p>　?。?）由上式得知，循環(huán)20次即可達(dá)到1秒定時(shí)，即： </p><p>　　N=t/Tcy=0.05s/0.000001=5000</p><p>　　X=65536-5000=15536=3CB0H</p><p>　?。?）由上式得知5000個(gè)脈沖，首先需設(shè)定TL0=3CH,TH0=0B

25、0H，此時(shí)第1次只要輸入5000個(gè)脈沖輸入，就會(huì)溢出；第2次至第20次，則需每1000000個(gè)計(jì)時(shí)脈沖，定時(shí)1秒。</p><p>　?。?）上電時(shí)，顯示60，開始倒數(shù)計(jì)時(shí)按下開關(guān)實(shí)現(xiàn)復(fù)位</p><p><b>　　軟件程序：</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP MAI

26、N</p><p>　　ORG 0030H</p><p>　　MAIN: MOV R2,#60 ;計(jì)數(shù)初值</p><p>　　LOOP1: MOV A,R2 </p><p><b>　　MOV B,#10</b></p><p&g

27、t;　　DIV AB </p><p>　　MOV DPTR,#TABLE </p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ；查表</p><p>　　MOV P1,A ；十位顯示</p><p><b>　　MOV A,B</b&g

28、t;</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P2,A ；個(gè)位顯示</p><p>　　MOV R7,#20</p><p>　　LOOP0: MOV TMOD,#01H ；置T0工作于方式0</p><p>　　MOV TH

29、0,#3CH ；裝入計(jì)數(shù)初值</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器T0</p><p>　　JNB TF0,$ ；TF0=0，等待</p><p>　　CLR TF0

30、 ；清TF0</p><p>　　DJNZ R7,LOOP0 ；循環(huán)20次</p><p>　　DEC R2 ；減一</p><p>　　CJNE R2,#0FFH,LOOP1 ；倒計(jì)時(shí)</p><p>　　AJMP MAIN ；復(fù)

31、位回到60秒初始</p><p>　　TABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H</p><p>　　DB 99H,92H,82H,0F8H</p><p>　　DB 80H,90H,88H,83H</p><p>　　DB 0C6H,0A1H,86H,8EH</p><p><b>

32、;　　END</b></p><p><b>　　4心得體會(huì)</b></p><p>　　在這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中，我覺得最大的收獲就是提高了自己的動(dòng)手及思考解決問題的能力，平常以為很明白的程序，在仿真過程中卻發(fā)現(xiàn)并不是想象的那么簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)的過程中失敗了很多次，但通過自己的不懈努力最終獲得設(shè)計(jì)的成功！</p><p>　　動(dòng)手時(shí)總會(huì)感