基于89C51单片机的秒表课程设计.doc

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1、课程设计任务书学生： 池孙煌 专业班级： 电信1204 指导教师： 陈德军 工作单位： 信息工程学院 题 目：基于51单片机的秒表设计初始条件： 具备Keil编程能力和Proteus仿真能力；熟悉定时器/计数器的实现原理；提供编程所需要的电脑一台要求完成的主要任务：包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求1、用定时器/计数器设计一个简单的秒表，能显示计时状态和结果。2、进行电路实验或仿真，并使用C语言进行程序的开发。3、完成符合学校要求的设计说明书时间安排：一周，其中3天程序设计，2天程序调试指导教师签名： 年 月 日系主任或责任教师签名： 年 月 日学习文档 仅供参考摘要单片

2、机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，安全性高，使用方便等优点。本次设计内容为以 8051 单片机为核心的秒表，它采用键盘输入，单片机技术控制。设计内容以硬件电路设计，软件设计和制作三电路板部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，用集成电路芯片、LCD1602液晶以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使它拥有正确的计时、暂停、清零、所计时间的存储和查看、并同时可以用液晶显示，在现实生中应用广泛。关键词:秒表;8051;定时器学习文档 仅供参考学习文档 仅供参考1.概述单片机应用实践课程设计是学好本门课程的又一重要实

3、践性教学环节，课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验，以到达稳固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。本次设计内容为以 8051 单片机为核心的秒表，它采用键盘输入，单片机技术控制。设计内容以硬件电路设计，软件设计和制作三电路板部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，用集成电路芯片、LCD1602液晶以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使它拥有正确的计时、暂停、清零、所计时间的存储和查看

4、、并同时可以用液晶显示。2理论分析2.1 设计内容开始时，显示“00:000”，按下按钮1后开始从0计时，显示精度为0.001s；共有5个功能按键，第1个按键开始计时，第2个按键暂停，第3个按键复位，第4个按键记录时间，第五个按键查看时间。根据8051芯片的的工作原理和工作方式，对LCD1602液晶进行显示控制，并能用按钮实现秒表起动、停止、复位、所计时间的存储和查看、清零功能，精确到0.001秒。要求选用定时器的工作方式，画出使用单片机控制LCD1602液晶显示的电路图，并实现其硬件电路，并编程完成软件部分，最后调试秒表起动、停止、清零等功能。2.2 具体步骤单片机电子秒表需要解决三个主要问

5、题：一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LCD1602液晶的显示；三是如何对键盘输入进行编程。定时器：51有4种工作方式，本方案采用工作方式1，即为16位定时器。在高八位和低八位分别置数。由于定时器做的是加法计数，则应该将要定时的数以补码的形式，存放在定时器中。LCD1602液晶：液晶用RS、RW、EA三个控制端口进行显示等控制。D0-D7口分别接单片机的P0并行口，进行数据的传输。液晶的具体显示方式及其时序图在其资料中进行查阅并应用。键盘：键盘函数可以作为一个子程序，在main函数中循环查找调用，根据按键的功能，我们在按键中写入相应的程序，在按键1中开中断，并且对定时器进行设初值。即可实

6、现开始计时。在按键2中关中断，则可实现计时暂停。按键3即为复位键，则可复位为初始值00:000。按键4即为记录键，对时间进行记录。按键5即为查看键，对所记录的时间进行查看。3 程序设计3.1设计思路单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、IO 接口、外围扩展的功能电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。 在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。与单片机配套的有相应的时钟电路如图3.1所示以及扩展的存储器和 IO 接口，使单片机应用系统能够运行。在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉

7、及键盘和显示器。在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个 LED 指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。3.2设计过程3.2.1 系统设计思路及描述 本设计在LCD1602液晶上显示时间，则可利用MCS-51系列单片机的芯片AT89C52的P3.0,P3.1 ,P3.2,P3.3作为按键的入口；定时器 T0 作为每 0.001 秒加一的定时器；其中“开

8、始”按键按下时开始计时，按下按键2则暂停；按下按键3对时间进行记录，按下按键4对所记录的时间进行查看。“清零”按键即为复位按键，复位清零，此时假设再按下按键1则又可重新开始计时。3.3 程序流程及实验效果3.3.1 程序流程图开始液晶初始化Y开始计时计 时 N计时器暂停暂 停 Y N存储时间记 录 YN调用记录查 看 Y N液晶显示 图3.1 主程序流程图3.3.2 源程序及说明#include reg51.h#include string.h#include stdio.h#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned in

9、tvoid Initialize_LCD();void ShowString(uchar x,uchar y,uchar *str);sbit K1 = P32; /K1表示开始计时sbit K2 = P33; /暂停sbit K3 = P34; /记录sbit K4 = P35; /查看uchar code prompt=PRESS K1 START ;uchar a=00:000;int k3=0;int numb;void Delayxms(uint ms) uchar i;while(ms-) for(i=0;i120;i+);void keyscan()if(K1=0) /计时开始D

10、elayxms(1);if(K1=0)TMOD=0x11;TH0=(65536-1000)/256; /赋计数初值TL0=(65536-1000)%256;EA=1; /开总断ET0=1;/开启定时器中断TR0=1;/启动定时器while(!K1);/等待按键释放if(K2=0)/暂停EA=0;ET0=0;TR0=0;if(K3=0) /时间的记录 int k; Delayxms(50); for(k=0;k6;k+) bk3k=ak; k3+; while(!K3);if(K4=0) /查看所记录的时间uchar c6;int num;Delayxms(50);if(K4=0) while(

11、1) for(num=0;num6;num+) cnum=b0num; ShowString(1,1,c);Delayxms(50);if(K4=0) Delayxms(50);if(K4=0) while(1)for(num=0;num6;num+) cnum=b1num; ShowString(1,1,c);void main()Initialize_LCD();while(1)keyscan();ShowString(1,0,prompt);ShowString(1,1,a);void time() interrupt 1 TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-

12、1000)%256;a5+;/初值为0if(a5=0X3A) a5=0X30;a4+;if(a4=0X3A) a4=0X30;a3+;if(a3=0X3A)a3=0X30;a1+;if(a1=0X3A)a1=0X30;a0+;if(a0=0X3A)a=00:000;/*1602*/#include #include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit RS = P07;sbit RW = P06;sbit EN = P05;void Delayms(uint ms) uchar i;while(ms

13、-) for(i=0;i120;i+);uchar Busy_Check() uchar LCD_Status;RS = 0;RW = 1;EN = 1;Delayms(1); LCD_Status = P0;EN = 0;return LCD_Status;void Write_LCD_Command(uchar cmd) while(Busy_Check()&0x80)=0x80); /读写操作使能位检测RS = 0;RW = 0;EN = 0;P0 = cmd;EN = 1;Delayms(1);EN = 0;void Write_LCD_Data(uchar dat) while(Bu

14、sy_Check()&0x80)=0x80);RS = 1;RW = 0;EN = 0;P0 = dat;EN = 1;Delayms(1);EN = 0;void Initialize_LCD() Write_LCD_Command(0x38);/功能选择Delayms(1);Write_LCD_Command(0x01);/清屏Delayms(1);Write_LCD_Command(0x06);/增量显示，整体不移屏Delayms(1);Write_LCD_Command(0x0c);/开显示，关消影，关闪烁Delayms(1);void ShowString(uchar x,uchar

15、 y,uchar *str) uchar i = 0;uint a=0;a = strlen(str);if(y = 0)Write_LCD_Command(0x80 | x);if(y = 1)Write_LCD_Command(0xc0 | x);for(i=0;ia;i+) Write_LCD_Data(stri);4.仿真效果通过最后软件对程序的编译，组建，执行，还有最终生成.hex 文件，把.hex下载到TX-1C开发板的 STC89C52RC 单片机上的最终效果图如下：1开始从“00:000”图4.1 复位从“00:000”计时2开始计时图4.2 开始计时3暂停功能：图4.3 暂停

16、功能4及时归零：图4.4 复位归零5.心得体会通过对本次课程的课程设计，使自己深刻的认识到自己的很多不足之处，在实际动手操作能力的不足，在进行程序编程时，自己需要，认真审题，看懂题目的要求！对于软件编程不益太简单或者太难。做到既能把课题完成又能锻炼 自己的能力！根据课题要求，复习相关的知识，查询相关的资料。根据课程条件，找到适合的方案，找到需要的元器件及工具，准备课程。根据课程设计的要求和自己所要增加的功能写好程序流程图，在程序流程图的基础上，根据芯片的功能写出相应的程序和增加额外的功能程序。然后再进行 程序调试和相应的修改，以到达能够实现所要求的功能的目的。还要根据课程的实际情况，添加些额外

17、程序来使系统更加的稳定，如开关的去抖采用延迟。程序要尽量做到由各个子程序组成，在有些程序后面最好加注释，这样在程序出错的检查过程中可以更容易查找的到，也更简洁，更明白易懂。该课程设计的程序可以参考 MCS-51 系列单片机，也可自己根据自己熟悉的方 法来编程如单片机 C 语言。在设计控制开关时，注意两个中断的打开和关闭的先后顺序，否则就会出错。这次的单片机课程设计重点是理论与实际的相结合。该设计从头到尾都要自己参与，熟悉了对整个设计的过程，更系统的锻炼了自己。参考文献1 孙育才编著.MCS-51 系列单片微型电脑及其应用.东南大学出版社.2009.12 2 郭天祥编著.51 单片机C语言教程-入门、提高、开发全攻略.电子工业出版社.2010. 053 刘刚编著.Protel DXP 2004 SP2 原理图与 PCB 设计.电子工业出版社.2009.07 4 丁峻岭主编.C 语言程序设计.中国铁道出版社.2009.12 学习文档 仅供参考