單片機課程設計--定時器實驗

1、<p><b>　　電氣信息工程學院</b></p><p><b>　　單片機及應用</b></p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　設計題目： 定時器實驗 </p><p>　　專

2、 業(yè)： 08自動化2班 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　單片機，一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設備。而

3、現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡、復雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機89C52中有兩個16位定時器/計數(shù)器，分別為定時器/計數(shù)器0和定時器/計數(shù)器1，簡稱為定時器0（T0）和定時器1（T1）。定時器/計數(shù)器具有計數(shù)和定時功能，擁有4種工作方式，即工作方式0～3。本次課程設計采用的是定時器0的工作方式2來實現(xiàn)定時功能。利用工作方式2的區(qū)別于定時工作方式0和1的自動重新加載功能，循環(huán)定時，通過軟件和硬件的結(jié)合達到定時

4、2秒的目的。在單片機外部接連適當?shù)碾娐?，通過開關按鍵啟停定時功能，通過蜂鳴器響與否判斷定時時間到。其中涉及按鍵的去抖動問題，通過編程實現(xiàn)適當?shù)难訒r可有效減輕抖動的影響以使觀察效果更加明顯。</p><p>　　關鍵詞 單片機 ，89C52 ，定時器0 ，工作方式2 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b&

5、gt;　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 課題意義1</p><p>　　1.2 設計目的1</p><p>　　1.3 設計內(nèi)容1</p><p>　　1.4 設計方法1</p><p>　　2 課程設計題目描述和要求2</p><p>　　2.

6、1 微處理器AT89S52單片機2</p><p>　　2.2 AT89S52各引腳及功能2</p><p>　　2.3 課題概述8</p><p>　　2.4 系統(tǒng)主要功能8</p><p>　　3 方案的論證與比較9</p><p>　　3.1 控制部分的設計方案論證與選擇9</p>

7、<p>　　3.2 鍵盤設計方案與選擇10</p><p>　　3.3 數(shù)字顯示設計方案與選擇10</p><p>　　4 課程設計報告內(nèi)容10</p><p>　　4.1 背景知識10</p><p>　　4.1.1相關控制寄存器10</p><p>　　4.1.2 定時器工作方式210&

8、lt;/p><p><b>　　4.2 總體設計</b></p><p><b>　　4.3 詳細設計</b></p><p>　　4.3.1 硬件設計</p><p>　　4.3.2 軟件設計</p><p><b>　　4.4結(jié)果分析</b><

9、/p><p><b>　　總 結(jié)11</b></p><p><b>　　參考文獻13</b></p><p>　　附錄A：定時器protell DXP原理圖</p><p>　　附錄B：Protues 仿真效果圖</p><p><b>　　致謝</b&g

10、t;</p><p><b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1.1課題意義</b></p><p>　　在我們平時的生活中，有許多地方可以看到定時的影子，如手表定時、電腦電視定時、工廠車間零件制作定時等等。定時不僅讓我們的生活變得時間化和規(guī)律化，也從一定程度上提高了生產(chǎn)力，提高了人民的生活水平?；趩?/p>

11、片機的定時，輕巧簡便，利于攜帶和操作，在當今物質(zhì)文化飛速發(fā)展的今天更是必不可少的。所以研究基于單片機的定時器設計很有意義。</p><p><b>　　1.2設計目的</b></p><p>　　通過本次課題設計，應用《單片機原理及應用》等所學相關知識及查閱資料，完成簡易30S定時器的設計，以達到理論與實踐更好的結(jié)合、進一步提高綜合運用所學知識和設計的能力的目的。&l

12、t;/p><p>　　通過本次設計的訓練，可以使我在基本思路和基本方法上對基于MCS-51單片機的嵌入式系統(tǒng)設計有一個比較感性和理性上的認識，并具備一定程度的設計能力，分析和解決具體問題的能力，把理論和時間結(jié)合起來，也讓我感覺到理論也是相當重要，實踐總是建立在理論的基礎上的；但也是我看到了理論和實踐的一些差距，有些東西在實際中不需要考慮，但有的時候也不得不考慮。</p><p><b&g

13、t;　　1.3設計內(nèi)容</b></p><p>　?。?）本課題以單片機為核心，設計出定時器，具有以下功能：</p><p>　　（2）具有30秒定時功能；</p><p>　?。?）做時鐘時在2位LED 顯示器上顯示30-00秒，實現(xiàn)到時報警的功能；</p><p>　　（4）當按下清零按鈕跑表開始倒計時，按下停止按鈕停止計時；

14、</p><p>　?。?）完成Proteus中的仿真和程序的調(diào)試，實現(xiàn)定時功能。</p><p><b>　　1.4設計方法</b></p><p>　　電路采用動態(tài)顯示，由八位共陽極數(shù)碼管通過P0口，P2口與單片機分別相連，且數(shù)碼管A,B,C,D,E,F,G分別依次與單片機的P2口相連，P2口做為字碼控制端，數(shù)碼管的1，2各引腳分別與單片機

15、的P0.0—P0.1相連，P0口做為數(shù)碼管的位控制端，動態(tài)顯示是每次數(shù)碼管只顯示一位，由于人的視覺停留是0.05到0.2秒之間，當數(shù)碼管依次點亮各個位時，使循環(huán)的頻率高于人的視覺停留時間，人們就會認為數(shù)碼管是同時點亮的，就可以達到動態(tài)顯示的效果。</p><p>　　輸入鍵盤采用獨立鍵盤。采用軟件識別鍵值并執(zhí)行相應的操作，程序運行時依次掃描各行，查詢是否有鍵按下，如果有則進入鍵盤識別處理程序，實現(xiàn)相應的運算，然后

16、通過數(shù)碼管輸出結(jié)果，如果沒有按鍵就調(diào)用顯示程序顯示一個0，等待按鍵按下，在進入按鍵掃描程序。這樣循環(huán)執(zhí)行。</p><p>　　2 課程設計題目描述和要求</p><p>　　2.1微處理器AT89S52單片機</p><p>　　AT89S52單片機是低功耗，高性能，采用COMS工藝的8位單片機。其片內(nèi)具有8KB的可在線編程的Flash存儲器。該單片機采用了AT

17、MEL公司的高密度、非易失性存儲器技術，與工業(yè)標準型80C51單片機的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容；片內(nèi)的Flash存儲器可在線重新編程，或使用通用的非易失性存儲器編程器；通用的8位CPU與在線可編程Flash集成在一塊芯片上，從而是AT89S52功能更加完善，應用更加靈活；具有較高的性能價格比，使其在嵌入式控制系統(tǒng)中有著廣泛的應用前景。</p><p>　　AT89S52單片機具有如下的特征：</p>

18、<p>　　片內(nèi)存儲器包含8KB的Flash，可在線編程，擦寫次數(shù)不少于1000次；</p><p>　　具有256字節(jié)的片內(nèi)RAM，具有可編程的32根I/O口線（P0,P1,P2和P3）；</p><p>　　具有3個可編程定時器T0、T1和T2，內(nèi)含2個數(shù)據(jù)指針TPTR0和TPTR1；</p><p>　　中斷系統(tǒng)是具有8個中斷源、6個中斷矢量、2級優(yōu)

19、先權的中斷結(jié)構；</p><p>　　串行通信是一個全雙工的UART串行口；</p><p>　　2個低功耗節(jié)電工作方式為空閑模式和掉電模式；</p><p>　　具有3級程序鎖定位，含有1個看門狗定時器，具有斷電標志POF；</p><p>　　工作電源電壓為4.0-5.5V,全靜態(tài)工作模式為0-3MHz</p><p&

20、gt;　　2.2 AT89S52各引腳及功能</p><p>　　AT89S52具有PDIP，PLCC和TQFP3種封裝形式。該設計使用的是PDIP封裝，其引腳功能如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 AT89S52單片機引腳圖</p><p>　　VCC：芯片主電源，外接DC5V。GND：芯片地，外接電源地。</p><p>　

21、　P0口——8位、開漏極、雙向I/O口。</p><p>　　當用做通用I/O口是，每個引腳可驅(qū)動8個TTL負載；當用作輸入口時，每個端口首先置1。P0口也可用做訪問片外數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器時的地8位地址/數(shù)據(jù)總線的復用口。這種情況下，P0口內(nèi)含上拉電阻。</p><p>　　P1口——8位、雙向I/O口，內(nèi)含上拉電阻。</p><p>　　P1口為用戶使用的通用

22、I/O口，每個引腳可驅(qū)動4個TTL負載。當用做輸入時，每個端口首先置1。P1.0和P1.1也用做定時器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和觸發(fā)器輸入（P1.1/T2EX）。在編程時可作為低字節(jié)地址。</p><p>　　P2口——8位、雙向I/O口，內(nèi)部具有上拉電阻。</p><p>　　P2口可用做通用I/O口，可以驅(qū)動4個TTL負載。對P2口各位寫入1，可以做位輸入。P2口可作為訪問外

23、部程序和數(shù)據(jù)存儲器的高8位地址。</p><p>　　P3口——8位、雙向I/O口，內(nèi)部含有上拉電阻。</p><p>　　P3口用做通用I/O口時，可以驅(qū)動4個TTL負載。當用做輸入時，要現(xiàn)將P3口各位置1。若外部負載將P3口拉低，則經(jīng)過上拉電阻向外輸出電流。P3口也具有第二功能。如表3.1所示：</p><p>　　表3.1 P3口的第二功能</p>

24、;<p>　　ALE/PROG——地址鎖存允許/編程脈沖輸入</p><p>　　在訪問外部程序存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器時，該引腳輸出一個地址鎖存脈沖ALE，其下降沿可將低8位地址鎖存于片外地址鎖存器中，在編程時，向該引腳輸入一個編程負脈沖PROG。</p><p>　　PSEN——外部程序存儲器讀選通，低電平有效。</p><p>　　當AT89S52

25、執(zhí)行片外程序存儲器的指令代碼時，PSEN在每個機器周期內(nèi)兩次有效。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時無效。</p><p>　　EA/Vpp——片外程序存儲器訪問允許。</p><p>　　如果EA接地，則單片機只有執(zhí)行外部程序存儲器的指令，地址 0000H-FFFFH。如果EA接Vcc，則單片機執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器的指令（0000H-1FFFH）；如果需要，可自動轉(zhuǎn)到執(zhí)行片外程序存儲器的、中的指令（2

26、000H-FFFFH）。</p><p>　　XTAL1和XTAL2——XTAL1是片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　單片機內(nèi)部結(jié)構圖如圖3.2所示：</p><p>　　圖 3.2 AT89S52單片機內(nèi)部結(jié)構框圖</p><p>　　由圖3.2可知，AT89S52單

27、片機由運算器和控制器組成的微處理器、片內(nèi)存儲器RAM/ROM、P0—P3組成的I/O端口以及各種存儲器組成的特殊功能寄存器SFR和串行接口、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、振蕩器構成。</p><p>　　要使單片機轉(zhuǎn)入程序后能夠正常工作，單片機外圍必須要接相應電路，以構成單片機最小系統(tǒng)。構成單片機最小系統(tǒng)的必備條件為：電源、EA引腳、晶體振蕩電路和復位電路。最小系統(tǒng)如圖3.3所示：</p><p&g

28、t;　　圖3.3 單片機最小系統(tǒng)</p><p><b>　　2.3 課題概述</b></p><p>　　在單片機控制應用的定時和計數(shù)的需求很多，為此在單片機中都有定時器/計數(shù)器。89C52的兩個定時器/計數(shù)器都是16位加法計數(shù)結(jié)構。由于在89C52中只能使用8為字節(jié)寄存器，所以把兩個16位定時器分解為4個8位定時器，依次為TL0、TL1、TH0和TH1。它們均

29、屬于專用寄存器之列。</p><p>　　單片機的定時功能是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的，不過此時的計數(shù)脈沖來自單片機芯片內(nèi)部，每個機器周期有一個計數(shù)脈沖，即每個機器周期計數(shù)器加1。由于一個機器周期等于12個振蕩脈沖周期，因此，計數(shù)頻率為振蕩頻率的1/12。如果單片機采用12MHz晶振，則計數(shù)頻率為1MHz，即每微妙計數(shù)器加1。這樣，在使用定時器是既可以根據(jù)計數(shù)值計算出定時時間，也可以通過定時時間的要求算出計數(shù)器的預

30、置值。</p><p>　　要實現(xiàn)定時器的功能，需要用到與定時器/計數(shù)器應用有關的控制寄存器，它們分別是：定時器控制寄存器(TCON)、定時器方式選擇寄存器(TMOD)、中斷允許控制寄存器(IE)。</p><p><b>　　2.4系統(tǒng)主要功能</b></p><p>　　此課題所要設計的系統(tǒng)比較簡易，其主要功能是：利用定時器/計數(shù)器定時50

31、ms，每到50ms定時計數(shù)器變量加1，當變量的值等于20時，定時1S，按下去開始鍵開始計時，再按下停止則停止計時。</p><p>　　另外當定時時間到，蜂鳴器響：本次課程設計設計的是30秒定時器實驗，當定時時間到30S蜂鳴器響，能達到定時器實驗的目的。</p><p><b>　　3 方案論證與比較</b></p><p>　　3.1控制部分

32、的設計方案論證與選擇</p><p>　　根據(jù)設計要求，控制器主要用于數(shù)碼管顯示的控制和定時時間的處理。對于控制器的選擇有以下三種方案。</p><p>　　方案一：定時器芯片實現(xiàn)。</p><p>　　這種設計方案計算效率高、速度快、而且成本也相對較低，但是元器件難找，顯示和鍵盤部分比較難實現(xiàn)。所以對實現(xiàn)我所要的功能比較麻煩，所以舍棄這個方案。</p>

33、<p>　　方案二：采用FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）作為系統(tǒng)的控制器。</p><p>　　FPGA將所有器件集成到一塊芯片上，體積小，節(jié)省空間，提高了穩(wěn)定性；直接面向用戶，具有極大的靈活性和通用性，使用方便，硬件測試和實現(xiàn)快捷，開發(fā)效率高，工作可靠性好?？梢詫崿F(xiàn)各種復雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，采用并行的輸入輸出方式，系統(tǒng)處理速度高，適合作為大規(guī)模實時系統(tǒng)的控制核心。由FPGA本設計對數(shù)據(jù)處理速

34、度的要求不是很高，F(xiàn)PGA的高速處理的優(yōu)勢得不到充分的體現(xiàn)，由于其集成度高，使其成本偏高，同時由于芯片的引腳較多，實物電路板布線復雜，加重了電路設計和實際焊接的工作。并且FPGA的價格相對較高，性價比太低。</p><p>　　方案三、用AT89s52單片機實現(xiàn)。</p><p>　　由于單片機集成了運算器電路、控制電路、存儲器、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器以及輸入/輸出口電路等，所以用單片機

35、設計控制電路省去了很多分立元器件。由于單片機是可編程芯片，并且它可以運用C語言編寫，對于一些復雜的計算功能，可以調(diào)用C語言庫函數(shù)。使編寫程序變得非常簡單。所以該課題用單片機實現(xiàn)，不僅功能易于實現(xiàn)，而且精確度高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強。并且由于其成本低、體積小、技術成熟和功耗小等優(yōu)點，且技術比較成熟。性價比也相當高。更重要的是本人經(jīng)過兩年年的學習，對單片機已有深刻的理解，并且可以靈活運用。</p><p>　　綜上

36、所述，并通過各個方面綜合比較為達到最佳效果。我們采用方案三利用單片機控制器。</p><p>　　3.2鍵盤設計方案與選擇</p><p>　　方案一：獨立鍵盤。獨立鍵盤為一端接地，另一端接I/O口，并且要接上拉電阻。這種鍵盤的硬件都很容易實現(xiàn)，但每一個按鍵就要用一個I/O口，非常的浪費單片機的I/O口資源。</p><p>　　方案二：自制編碼鍵盤。這個得使用編碼

37、器，譯碼器，元器件也很難找，且增加了不必要的麻煩，舍棄這個方案；</p><p>　　方案三：4*4矩陣式鍵盤。這種鍵盤的硬件簡單，使用的I/O口也不多，而且這種鍵盤的編程方法已很成熟。</p><p>　　所以本次設計所需要的鍵盤比較少，所以采用這種獨立式鍵盤。</p><p>　　3.3數(shù)字顯示設計方案與選擇</p><p>　　方案一：

38、采用數(shù)碼管顯示：數(shù)碼管價格便宜，適合于比較單一的數(shù)值顯示，對于比較簡單的數(shù)值顯示可以采用此方案；</p><p>　　方案二：LCD顯示：LCD顯示占用的I/O口比較少，能顯示的內(nèi)容比較豐富，且耗能能比較少，但是價格比較貴，對一般的設計沒有太大的必要。</p><p>　　由于本次設計的顯示部分比較單一，且顯示的數(shù)值比較少，所以選擇方案一。</p><p>　　4

39、 課程設計報告內(nèi)容</p><p><b>　　4.1 背景知識</b></p><p>　　4.1.1 相關控制寄存器</p><p>　　在89C52中，與定時器/計數(shù)器應用有關的控制寄存器共有3個，分別是定時控制寄存器、工作方式控制寄存器和中斷允許控制寄存器。本次課程設計將會涉及這三個控制寄存器，現(xiàn)對它們說明如下。</p>

40、<p>　　定時器控制寄存器(TCON)</p><p>　　TCON寄存器地址為88H，位地址為8FH～88H。該寄存器位定義及位地址表示如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 TCON寄存器表示</p><p>　　定時器控制寄存器中，與定時器/計數(shù)器有關的控制位共4位，即TF1、TR1、TF0和TR0，它們的作用分別為：</p>

41、;<p>　　TR0和TR1——運行控制位。TR0(TR1)=0，停止定時器/計數(shù)器工作；TR0(TR1)=1，啟動定時器/計數(shù)器工作?？刂朴嫈?shù)啟停只需用軟件方法使其置1或清0即可。</p><p>　　TF0和TF1——計數(shù)溢出標志位。當計數(shù)器產(chǎn)生計數(shù)溢出時，相應溢出標志位由硬件置1。計數(shù)溢出標志用于表示定時/計數(shù)是否完成，因此，它是供查詢的狀態(tài)位。當采用查詢方法是，溢出標志位被查詢，并在后續(xù)處理

42、程序中應以軟件方法及時將其清0。而當采用中斷方法是，溢出標志位不但能自動產(chǎn)生中斷請求，而且連清0操作也能在轉(zhuǎn)向中斷服務程序時由硬件自動進行。</p><p>　　定時器方式選擇寄存器(TMOD)</p><p>　　TMOD寄存器用于設定定時器/計數(shù)器的工作方式。寄存器地址為89H,但它沒有位地址，不能進行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設置其內(nèi)容。該寄存器的位定義如表3-2所示。</p&

43、gt;<p>　　表3-2 TMOD寄存器表示</p><p>　　它的低半字節(jié)對應定時器/計數(shù)器0，高半字節(jié)對應定時器/計數(shù)器1，前后半字節(jié)的位格式完全對應。位定義如下：</p><p>　　GATE——門控位。GATE=0，以運行控制位TR啟動定時器；GATE=1，以外中斷請求信號（或）啟動定時器，這可以用于外部脈沖寬度測量。</p><p>　

44、　——定時方式或計數(shù)方式選擇為。</p><p>　　=0，定時工作方式； =1，計數(shù)工作方式。</p><p>　　M1M0——工作方式選擇位。</p><p>　　M1M0=00，工作方式0；M1M0=01，工作方式1；</p><p>　　M1M0=10，工作方式2；M1M0=11，工作方式3。</p><p>

45、　　中斷允許控制寄存器(IE)</p><p>　　表3-3 IE寄存器表示</p><p>　　其中與定時器/計數(shù)器有關的是定時器/計數(shù)器中斷允許控制位ET0和ET1。</p><p>　　ET0(ET1)=0，禁止定時器中斷；</p><p>　　ET0(ET1)=1，允許定時器中斷。</p><p>　　4.1.

46、2 定時器工作方式2</p><p>　　89C52的兩個定時器/計數(shù)器都有4種工作方式是，即工作方式0～3。由于本次課程設計主要涉及定時器/計數(shù)器0的工作方式2，所以以下將重點介紹定時器/計數(shù)器0的工作方式2。</p><p>　　本次課程設計使用定時器工作方式2，是由于其相對定時器工作方式0和工作方式1有一定的長處。工作方式0和工作方式1有一個共同點，就是計數(shù)溢出后計數(shù)器全為0，因此

47、循環(huán)定時應用時就需要反復設置計數(shù)初值。這不但影響定時精度，而且也給程序設計帶來麻煩。工作方式2就是針對此問題而設置的，它具有自動重新加載計數(shù)初值的功能，免去了反復設置計數(shù)初值的麻煩。</p><p>　　定時器/計數(shù)器0的工作方式0和工作方式2所對應的電路邏輯結(jié)構圖分別如圖3-1和圖3-2所示。</p><p>　　圖3-1 定時器/計數(shù)器0的工作方式0邏輯結(jié)構</p>&l

48、t;p>　　圖3-2 定時器/計數(shù)器0的工作方式2邏輯結(jié)構</p><p>　　對比上述兩圖，我們可以發(fā)現(xiàn)工作方式0和工作方式2對應的邏輯結(jié)構還是有許多部分相同的，如兩圖的右半部分，而兩圖左半部分則有所差異。下面將對其相同點和不同點作簡要分析，這也是為什么這次課程設計選擇工作方式2的原因。</p><p>　　相同點：兩種工作方式，計數(shù)脈沖既可以來自芯片內(nèi)部，也可以來自外部。來自內(nèi)部

49、的是機器周期脈沖，圖中OSC是英文Oscillator(振蕩器)的縮寫，表示芯片的晶振脈沖，經(jīng)12分頻后，即為單片機的機器周期脈沖。來自外部的計數(shù)脈沖由T0(P3.4)引腳輸入，計數(shù)脈沖由控制寄存器TMOD的位進行控制。當=0時，接通機器周期脈沖，計數(shù)器每個機器周期進行一次加1，這就是定時器工作方式；當=1時，接通外部計數(shù)引腳T0(P3.4)，從T0引入計數(shù)脈沖輸入，這就是計數(shù)工作方式。</p><p>　　不同

50、點：如圖3-1所示的左半部分，工作方式0條件下，TL0使用了5位，當TL0的低5位計數(shù)溢出時，向TH0進位；而全部13位計數(shù)溢出時，向計數(shù)溢出標志位TF0進位，將其置1。如圖3-2所示的左半部分，工作方式2條件下，16位計數(shù)器被分成兩部分，TL作為計數(shù)器使用，TH作為預置寄存器使用，初始化時把計數(shù)初值分別裝入TL和TH中。當計數(shù)溢出后，由預置寄存器TH以硬件方法自動給計數(shù)器TL重新加載。變軟件加載為硬件加載。更詳細點，初始化時，8位計數(shù)

51、初值同時裝入TL0和TH0。當TL0計數(shù)溢出時，置位TF0，并用保存在預置寄存器TH0中的計數(shù)初值自動加載TL0，然后開始重新計數(shù)。如此重復，這樣不但省去了用戶程序中的重裝指令，而且也有利于提高定時精度。</p><p><b>　　4.2 總體設計</b></p><p>　　如圖3-3所示是此次課題設計的總體框架圖。</p><p>　　

52、圖3-3 定時器總體框架圖</p><p><b>　　4.3 詳細設計</b></p><p>　　4.3.1 硬件設計</p><p><b>　　定時器設計電路圖</b></p><p>　　本次課程設計采用protell DXP設計的電路圖如圖3-4所示。圖中單片機采用AT89C52，由圖

53、可見：</p><p>　　圖3-4 定時器電路圖</p><p>　　Protues仿真實驗效果實驗效果圖：</p><p>　　4.3.2 軟件設計</p><p><b>　　(1)計數(shù)初值計算</b></p><p>　　根據(jù)定時器/ 計數(shù)器0的工作方式2邏輯結(jié)構圖可知，使用工作方式2的計

54、數(shù)范圍是1～255，定時時間的計算公式為：</p><p>　　(28-計數(shù)初值)*晶振周期*12</p><p>　　或 (28-計數(shù)初值)*機器周期</p><p>　　本次課題設計的晶振頻率為12MHz，所以機器周期為1微秒。由于工作方式2計數(shù)最高限值為255，所以這里選定定時時間為250微秒，這樣可計算出計數(shù)初值。設計數(shù)初值為 x，則<

55、;/p><p>　　(28- x)*1*10-6s=250*10-6s</p><p>　　計算得 x=6D=06H。所以寄存器TL0和TH0都設置初值為06H。</p><p>　　總定時時間要求是2秒，所以可利用軟件方法實現(xiàn)8000次250微秒的定時，這就是循環(huán)定時。</p><p><b>　　(2)詳細流程圖</b>

56、</p><p>　　定時器設計的詳細流程圖如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 定時器設計詳細流程圖</p><p>　　(3)定時器實驗程序</p><p><b>　　源代碼：</b></p><p>　　#include<reg51.h>//頭文件</p>

57、<p>　　#include<intrins.h>//頭文件</p><p>　　#define uchar unsigned char//宏定義</p><p>　　#define uint unsigned int//宏定義</p><p>　　uint aa, bai,shi,ge,bb; //定義變量</p&g

58、t;<p>　　/*數(shù)碼管顯示0-9*/</p><p>　　Uint code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};</p><p><b>　　/*子函數(shù)聲明*/</b></p><p>　　void delay0(uint z);</

59、p><p>　　void delay1();</p><p>　　void delay(uchar j);</p><p>　　void display(uint ge,uint shi);</p><p>　　void init();</p><p>　　void speaker();</p>&

60、lt;p>　　uint pause;</p><p>　　int temp;</p><p>　　sbit LED = P1^7;</p><p>　　sbit sound = P3^7;</p><p>　　/*********************************************************&

61、lt;/p><p><b>　　主函數(shù)</b></p><p>　　*********************************************************/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><

62、p>　　EA=1;//開中斷</p><p>　　EX0=1;//允許外部中斷INT0中斷</p><p>　　IT0=0;//定義INT0觸發(fā)方式</p><p>　　PX0=1;//中斷優(yōu)先級高</p><p>　　EX1=1;//允許外部中斷INT1中斷</p><p>　　IT1=0;//定義INT1觸發(fā)

63、方式</p><p>　　PX1=1;//中斷優(yōu)先級高</p><p><b>　　P0=0XFF;</b></p><p><b>　　P1=0xFF;</b></p><p><b>　　P2=0xFF;</b></p><p><b>　

64、　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　init();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　

65、/*定時器的初始化--相關寄存器的配置*/</p><p>　　void init()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp=31;//變量賦初值</p><p>　　TMOD=0x01;//定時器T0工作于方式1</p><p><b>　　TH0=0

66、x4c;</b></p><p>　　TL0=0x00;//定時器賦初值</p><p>　　EA=1;//開中斷</p><p>　　ET0=1;//開定時中斷</p><p>　　TR0=1;//開定時器T0</p><p><b>　　while(1)</b></p>

67、<p><b>　　{ </b></p><p>　　if(aa==20)//定時20*50MS=1S</p><p><b>　　{</b></p><p>　　aa=0;//定時完成一次后清0</p><p>　　temp--;//變量自減</p><p>

68、;　　if(temp<0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　LED=~LED;</b></p><p>　　speaker();</p><p><b>　　delay(2);</b></p><p><b

69、>　　LED=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　shi=0;</b></p><p><b>　　ge=0;</b></p>

70、<p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　shi=temp%100/10;//顯示十位</p><p>　　ge=temp%10;//顯示個位</p><p&g

71、t;<b>　　}</b></p><p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/</p><p>　　void display

72、(uint ge,uint shi)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0xfd;</b></p><p>　　P2=table[shi];//顯示十位</p><p>　　delay0(5);</p><p><b>　　P

73、0=0xfe;</b></p><p>　　P2=table[ge];//顯示個位</p><p>　　delay0(5);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xint0() interrupt 0 //外部中斷INT0</p><p><

74、;b>　　{</b></p><p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xint1() interrupt 2 //外部中斷INT1</p><p><b>　　{</b></p><

75、;p><b>　　shi=0;</b></p><p><b>　　ge=0;</b></p><p>　　display(ge,shi);</p><p><b>　　temp=31;</b></p><p>　　delay0(1);</p><p&

76、gt;<b>　　}</b></p><p><b>　　/*聲音子函數(shù)*/</b></p><p>　　void speaker()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i;</b></p><

77、;p>　　for(i=0;i<800;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　sound=0;</b></p><p><b>　　delay1();</b></p><p><b>　　sound=1;</b&

78、gt;</p><p><b>　　delay1();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*定時中斷子函數(shù)*/</p><p>　　void xtimer0() interr

79、upt 1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TH0=0x4c;</b></p><p><b>　　TL0=0x00;</b></p><p><b>　　aa++;</b></p><p>&l

80、t;b>　　}</b></p><p><b>　　/*延時子函數(shù)*/</b></p><p>　　void delay0(uint z)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;</b></p>

81、<p>　　for(i=0;i<z;i++)</p><p>　　for(j=0;j<110;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/*延時子函數(shù)*/</b></p><p>　　void delay1()</p>&l

82、t;p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　for(i=0;i<200;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***************************************

83、******************</p><p><b>　　500ms延時函數(shù)</b></p><p>　　晶振：11.0592MHz</p><p>　　*********************************************************/</p><p>　　void delay

84、(uchar j) </p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　uchar k;</b></p><p><b>　　uint i;</b></p><p>　　for(;j>0;j--)</p><p><b&g

85、t;　　{</b></p><p>　　for(i=1250;i>0;i--) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(k=180;k>0;k--);</p><p><b>　　}</b></p><p><b&g

86、t;　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　4.4結(jié)果分析</b></p><p>　　此次課程設計主要利用中斷法，運用中斷嵌套循環(huán)的方法，簡單的說是運用幾個中斷，按照不同的中斷優(yōu)先級來處里鍵盤和定時器計數(shù)的功能；</p><p>　　課程設

87、計硬件和軟件設計結(jié)束后，可以看到當開關按鍵按下計時開始后，數(shù)碼管開始倒計時，再按暫停按鍵。但實際操作過程中，由于消除開關抖動及代碼執(zhí)行所需時間的影響，設計后的效果并不精準，還有改進的空間。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　這次的單片機課程設計是自己的一次親手設計電路以及實現(xiàn)相關硬件仿真功能的一次經(jīng)歷?！岸〞r器實驗”設計的課題，這個課題

88、和課本聯(lián)系得很緊密，較其它課題簡單多了。但許多問題還得同樣得仔細對待。</p><p>　　在我設計電路和調(diào)試電路遇到了很多問題，但這些問題都得到了自己的解決，感覺很有成就感。盡管課本上已提供給了我們非常詳盡的信息，但在應用時我們還是感覺理論和實踐的差別，理論離不開實踐，實踐也更離不開理論，也許時間很倉促，在這方面還有很多得完善，這個小東西也讓自己學到了很多東西，自己會更加努力學習，彌補自己欠缺的東西。</

89、p><p>　　在代碼的編輯上對于我來說還是很順手的，因為之前弄過單片機，所以弄起來毫不費勁，代碼編輯完后，調(diào)試中還遇到了很多問題，雖然程序沒有語法錯誤，但是在具體功能上還是不能實現(xiàn)的，最后通過自己耐心的調(diào)試，在網(wǎng)上找相應問題的答案，問題得到了最終的解決，心里有點小小的成就感。</p><p>　　總結(jié)起來，這次課題設計不僅培養(yǎng)或者說提高了我的動手能力，也讓我們在單片機理論理解方面有了新的加深

90、與突破。相信這次寶貴的經(jīng)歷，會是我們以后自己動手設計實現(xiàn)硬件的重要臺階！</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這次課程設計，首先感謝學校和學院給我們這次實踐的機會，鍛煉了我們，讓我們在實踐過程中總結(jié)了經(jīng)驗和教訓，相信這對我們以后的從業(yè)生涯會有很大的幫助！</p><p>　　最后要感謝這次我所參考的資料的作者們，你

91、們的總結(jié)與心得對我的幫助很大。正是由于資料的正確與完整，讓我能夠更快地完成這次的課程設計，從中也收獲了許多課余之外的經(jīng)驗。</p><p>　　另一個助手，那就是網(wǎng)絡了。網(wǎng)絡在快速獲取知識方面挺管用的，但也或多或少反映出自己在單片機理論知識以及把它與實踐相結(jié)合的能力等方面的不足，希望以后會得到提高！</p><p><b>　　參考文獻</b></p>

92、<p>　　1 周興華.手把手教你學單片機C語言版.北京：航空航天大學出版社,2006</p><p>　　2 王建華.Mcs51單片機原理及其應用. 北京：機械工業(yè)出版社,2008</p><p>　　3 張春光.微型計算機控制技術.北京：化學工業(yè)出版社,2002</p><p>　　4 李貴山.微型計算機測控技術.北京：機械工業(yè)出版社,2002

93、</p><p>　　5 AT89S52單片機數(shù)據(jù)手冊</p><p>　　6 Protel DXP范例入門與提高.北京:清華大學出版社</p><p>　　7 單片機C語言與protues仿真技能實訓</p><p>　　附錄A：定時器protell DXP原理圖</p><p>　　附錄B：Protues 仿

94、真效果圖</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這次課程設計，首先感謝學校和學院給我們這次實踐的機會，鍛煉了我們，讓我們在實踐過程中總結(jié)了經(jīng)驗和教訓，相信這對我們以后的從業(yè)生涯會有很大的幫助！</p><p>　　最后要感謝這次我所參考的資料的作者們，你們的總結(jié)與心得對我的幫助很大。正是由于資料的正確與完整，讓我能夠