單片機原理及應用課程設計--答辯倒計時器

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文檔簡介

1、　　《單片機原理及應用》　　課程設計報告　　專業(yè)： 　　班級： 　　姓名：

2、;　　指導教師： 　　二0一二年十二月二十五日　　單片機原理及應用課程設計任務書　　一、設計題目：答辯倒計時器　　二、設計目的

3、　1、鞏固和加深單片機原理課程知識的理解和運用。 　　2、進一步提高學生單片機應用系統(tǒng)的設計能力。 　　3、培養(yǎng)學生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。　　三、設計要求　　設計一個答辯倒計時器，用2位數(shù)碼管顯示剩余分鐘，2位數(shù)碼管

4、顯示剩余秒，復位后顯示10.00表示設定10分鐘，并可加減修改，按開始/取消按鈕開始倒計時，再次按開始/取消按鈕則復位，時間到則蜂鳴音提示。總體要求如下：　　1、方案論證，確定總體電路原理圖。 　　2、元器件選擇，設計PCB圖（或用萬能電路實驗板搭線）。　　3、繪制程序流程圖，編寫匯編語言源程序（或C語言源程序

5、）。　　4、安裝調試，實現(xiàn)倒計時器的基本功能。 　　四、可提供的主要電子元器件 　　1、AT89S51；7407；（均為DIP封裝）　　2、LED（4位一體共陰）；按鍵；電阻排；三極管；蜂鳴器　　3、石英晶振6M；30pF；0.

6、1uF；10uF電容；電阻若干。　　五、實踐步驟　　1、收集相關資料，完成電路原理圖和應用程序流程圖。　　2、編寫匯編語言（或C語言）源程序。　　3、根據(jù)所設計的原理圖，完成電路板的制作安裝（可用萬能板）。&l

7、t;p>　　4、硬件軟件綜合調試，并完善其設計功能。　　六、實踐標準　　完成電路制作安裝，完成程序設計并調試通過，實現(xiàn)其設計要求和功能，裝配工藝美觀，電路運行穩(wěn)定、可靠。　　七、設計報告總結

8、　　1、寫出設計方案（包括方案對比，方案確定），給出完整的電路原理圖和設計程序流程圖。 　　2、對所設計方案的實現(xiàn)進行全面分析。　　3、編程調試方法和程序清單。　　4、安裝調試過程，出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，總結經(jīng)驗和體會。　　5、進一步完善的設想。<

9、p>　　目錄　　一、設計題目：答辯倒計時器1　　二、設計目的1　　三、設計要求1　　四、元器件清單及所用儀器設備1<b

10、>　　五、實踐步驟3　　六、實踐標準3　　七、設計報告總結3　　1、寫出設計方案3　　3、編程調試方法7　　4、安裝調試過程，出現(xiàn)的各種現(xiàn)象7</p

11、>　　5、總結經(jīng)驗和體會8　　6、進一步完善的設想9　　參考書目：9　　附錄A：仿真電路原理圖10　　附錄B：源代碼11　　設計題目：答辯倒計時器<

12、/p>　　二、設計目的　　1、鞏固和加深單片機原理課程知識的理解和運用。 　　2、進一步提高學生單片機應用系統(tǒng)的設計能力。 　　3、培養(yǎng)學生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。　　三、

13、設計要求　　設計一個答辯倒計時器，用2位數(shù)碼管顯示剩余分鐘，2位數(shù)碼管顯示剩余秒，復位后顯示10.00表示設定10分鐘，并可加減修改，按開始/取消按鈕開始倒計時，再次按開始/取消按鈕則復位，時間到則蜂鳴音提示?？傮w要求如下：1、方案論證，確定總體電路原理圖。　　2、元器件選擇，設計PCB圖（或用萬能電路實驗板搭線）。</p&g

14、t;　　3、繪制程序流程圖，編寫匯編語言源程序（或C語言源程序）。　　4、安裝調試，實現(xiàn)倒計時器的基本功能。 　　四、元器件清單及所用儀器設備　　表1設備清單　　表2 工具清單

15、 　　表3 元器件清單　　五、實踐步驟　　1、根據(jù)實驗要求，完成電路原理圖和應用程序流程圖。（見圖1和圖3）　　2、C語言源程序。（見附錄B）<p&

16、gt;　　3、根據(jù)所設計的原理圖，完成電路板的焊接，在進行測試。　　4、硬件軟件綜合調試，如果不能實行，在分析哪里出了問題，糾正問題在去測試，直到測試完成，完善其設計功能。　　六、實踐標準　　1、完成電路的制作，排版與焊接，并進行測量是否能正常的運行；

17、　　2、完成程序的設計，并進行程序調試是否出現(xiàn)錯誤；　　3、硬件與軟件結合進行調試看是否能達到課程設計目的；　　4、最后實現(xiàn)其設計要求和功能，裝配工藝美觀，電路運行穩(wěn)定、可靠。　　七、設計報告總結<b

18、>　　1、寫出設計方案　　A、設計方案：　　1、根據(jù)電路要求，設計硬件電路和軟件程序。（見圖3）　　2、對已設計出的硬件電路進行模擬仿真，確保硬件電路能正常工作。（見附錄A）　　3、準備好相關電子元件，制作硬

19、件電路。(見圖2)　　4、將軟件程序下載到已經(jīng)制作好的硬件電路中調試，實現(xiàn)設計要求。　　B、電路原理圖　　圖1 原理圖　　圖2 電路版式圖(一)　　圖2

20、電路版式圖（二）　　C 硬件流程圖　　圖3硬件流程圖　　D、設計程序流程圖 　　判斷　　NO&

21、lt;/b>　　YES　　圖4程序流程圖　　2、對所設計方案的實現(xiàn)進行全面分析　　A、該硬件電路的核心部分為一塊AT89S51單片機，對電路進行各方面控制和計算。用一個4位一體的8段共陰

22、數(shù)碼顯示，用7407作為緩沖級，提高輸出電路驅動能力，使數(shù)碼管能正常顯示。用一個9013三極管驅動蜂鳴器，當電路上電和計時時間到時響一秒提示時間到。用一個6M石英晶振和2個30pF的電容為AT89S51芯片提供時鐘頻率，2個30pF電容主要是為了方便晶振起振。K1、K2、K3、3個開關分別用于加時間、減時間、復位和開始。用若干電阻作為上拉電阻，增大電路輸出電流。　　B、軟件程序全部采用C語言

23、編寫。　　3、編程調試方法　　編程與調試是C語言和Keil C軟件相結合的。C語言是一種C語言是國際上廣泛流行的、很有發(fā)展前途的計算機高級語言。它適合作為系統(tǒng)描述語言，即可用來編寫系統(tǒng)軟件，也可用來編寫應用軟件。Keill軟件是一種目前用得比較廣泛的一款單片機編程軟件,它支持 c 和匯編的編譯,并可生成 HEX

24、文件,還可進行代碼的軟硬件仿真軟件。　　4、安裝調試過程，出現(xiàn)的各種現(xiàn)象　　硬件：　　焊接中易出現(xiàn)虛焊，假焊和多點連接導致短路等故障；　　焊接中粗心，導致某些點未焊接直接調試；

25、;　　軟件：　　1、數(shù)碼管有一位不顯示。主要原因：有一位輸出I/O接錯（P2.7）。　　2、按鍵未設有防抖功能導致按下一次出現(xiàn)多次按下結果；　　3、定時程序，沒有考慮到主函數(shù)的運行時間引起定時不是很準，稍有延時；　　4、延時函數(shù)用法不

26、當，數(shù)碼管有重影；　　5、總結經(jīng)驗和體會　　在這次課程設計中，我們運用到了以前所學的專業(yè)課知識，如：CAD制圖、匯編語言、模擬和數(shù)字電路知識等。雖然過去從未獨立應用過它們，但在學習的過程中帶著問題去學我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設計的又一收獲。 　　另外，這次課程設計讓我

27、感到了團隊合作的重要性。在團隊中，我們互幫互助，對整個課程設計來說，這是至關重要的，缺少每一個人都會對我們的設計產(chǎn)生影響，組長鄒威從課題的確定，元器件的分類，電路的焊接等各個方面都盡心盡責，花的心思。還有要感謝指導老師在我們遇到困難時，給予我們的建議與鼓勵。　　最后，要做好一個課程設計，就必須做到：在設計程序之前，對所用單片機的內(nèi)部結構有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內(nèi)有哪些資源；要有一個清晰的思

28、路和一個完整的的軟件流程圖；在設計程序時，不能妄想一次就將整個程序設計好，反復修改、不斷改進是程序設計的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習慣，一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能，而應該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設計課程過程中遇到問題是很正常德，但我們應該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。 　　從選題到定稿，從理論到實踐，在接近兩星期

29、的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的

30、過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說不懂一些元器件的使用方法，對單片機C語言掌握得不好…… 　　課程設計結束了，但是從中學到的知識會讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都會受益于我在以后的學習、工作和生活中。。　　6、進一步完善的設想　　A、新

31、增一段程序，對硬件的按鍵進行防抖，使計時器計時更加的精確；　　B、對于硬件的導線線路，盡量在線路比較短的地方不使用導線，使用焊錫進行導通，這樣就會比較的美觀；　　C、硬件元器件的排版要進行比較的規(guī)律，盡量做到導線排版的時候不會出現(xiàn)重疊的現(xiàn)象；　　D、計算每一條語句的時間，提高執(zhí)行的定時器的精度。

32、;　　參考書目：　　趙偉軍，《Protel99se教程》，北京，人民郵電出版社，1996年　　樓然苗,李光飛.單片機課程設計指導[M].北京:北京航空航天大學出版社, 2007年　　楊居義.單片機課程設計指導(實例教程) [M].北京:清華大學出版社,

33、2010年　　李華.MCS-51系列單片機實用接口技術[M].北京:北京航空航天大學出版社, 1993年　　唐華光，《電子技術基礎》，高等教育出版社，北京，2006年　　譚浩強，《C程序設計教程》，北京，清華大學出版社，2007年　　附錄A：仿真電路原理圖</p&g

34、t;　　附錄B：源代碼　　#include<reg51.h>　　#define uint unsigned int 　　#define uchar unsigned char　　uchar code

35、WEIMA[]={　　0x3f,0x06,0x5b,0x4f,　　0x66,0x6d,0x7d,0x07,　　0x7f,0x6f};　　uchar num1;　　void BELL();

36、　void Delay(uint z);　　void Display(uint M1,uint M2,uint S3,uint S4);　　void jishi(uint minute1,uint minute2,uint second1,uint second2);　　int minute1,minute2,s

37、econd1,second2,save1,save2,save3,save4;　　sbit BUZZER=P1^0; //定義P1.0為喇叭驅動端 　　sbit t1=P3^5;//定時器T1　　uint t=0;　　void mai

38、n()　　{　　uint f,w;　　num1=0;　　BUZZER=0;&

39、lt;b>　　P2=0x00;　　Delay(228);　　minute1=1;　　minute2=second1=second2=0;　　while(1)<b

40、>　　{　　EA=1;//開總中斷　　TCON=0x05;　　if(t==15)　　{　　EX0=1;//開外部中斷0<

41、;/p>　　EX1=1;　　}　　else t=t+1;　　t1=1;　　f=0;</

42、p>　　if(t1==0)　　{　　num1=0;　　save1=minute1;　　save2=minute2;</p&

43、gt;　　save3=second1;　　save4=second2;　　t1=1;　　w=1;　　}<p

44、>　　while(w)　　{　　TMOD=0x01;　　TH1=(65536-50000)/256;　　TL1=(65536-50000)%256;&l

45、t;p>　　ET0=1;　　TR0=1;　　if(num1==10)　　{　　EX0=0;//關外部中斷<

46、;b>　　EX1=0;　　num1=0;　　if((second2==0)&&(second1==0)&&(minute2==0))　　{

47、;　　minute1=minute1-1;　　minute2=10;　　minute2=minute2-1;　　second1=6;　　second1=second1-1;　　sec

48、ond2=10;　　}　　second2=second2-1;　　if((minute1==0)&&(minute2==0)&&(second1==0)&&(second2==0))

49、;　　{　　BELL();　　w=0;　　Delay(300);　　}

50、;　　}　　Display(second2,second1,minute2,minute1); 　　if(t1==0)　　{　　minute1=sa

51、ve1;　　minute2=save2;　　second1=save3;　　second2=save4;//復位保存　　w=0;　　Delay(300);<p&g

52、t;　　}　　else 　　f++;　　}　　Display(second2,second1,minute2,min

53、ute1);　　}　　}　　void Display(uint M1,uint M2,uint S3,uint S4)　　{<p

54、>　　uint i;　　for(i=0;i<4;i++)　　{　　if(i==0)　　{

55、;　　P2=0xf7;　　P0=0x00;　　Delay(1);　　P0=WEIMA[M1];　　}&l

56、t;p>　　if(i==1)　　{　　P2=0xfb;　　P0=0x00;　　Delay(1);

57、　　P0=WEIMA[M2];　　}　　if(i==2)　　{　　P2=0xf

58、d;　　P0=0x80;　　Delay(1);　　P0=WEIMA[S3];　　}<b&g

59、t;　　if(i==3)　　{　　P2=0xfe;　　P0=0x00;　　Delay(1);<

60、/p>　　P0=WEIMA[S4];　　}　　Delay(4);　　}　　}</p&g

61、t;　　void Delay(uint z)　　{　　int x,j;　　for(x=0;x<z;x++)　　for(j=0;j<50;j++);</p&g

62、t;　　}　　void exter0() interrupt 0　　{　　if(minute2==0)　　{&

63、lt;p>　　minute1=minute1-1;　　minute2=10;　　}　　minute2=minute2-1;　　if(minute1==0)　　{

64、　　if(minute2==0)　　{　　minute1=1;　　minute2=0;　　}<p&

65、gt;　　}　　EX0=0;//關外部中斷　　EX1=0;　　t=0;　　}

66、　void ADD() interrupt 2　　{　　minute2=minute2+1;　　if(minute2==10)　　{　　minute1=m

67、inute1+1;　　minute2=0;　　if(minute1==10)　　{　　minute1=0;　　minute2=0;

68、　　}　　}　　EX0=0;//關外部中斷　　EX1=0;　　t=0;　　}&

69、lt;/b>　　void time1() interrupt 1　　{　　TH1=(65536-50000)/256;　　TL1=(65536-50000)%256;

70、　num1++;　　}　　uint g=0; //定義一變量，用于控制喇叭響的時間　　void delay_500us(void) //500us延遲函數(shù)，用于產(chǎn)生1KHZ信號　　{</b&

71、gt;　　unsigned char a,b;　　for(b=71;b>0;b--)　　for(a=2;a>0;a--);　　}　　void delay_250us(void) /

72、/250us延遲函數(shù)，用于產(chǎn)生2KHZ信號　　{　　unsigned char a,b;　　for(b=19;b>0;b--)　　for(a=5;a>0;a--);

73、;　　}　　void BELL() //報警函數(shù)　　{ 　　uint a,b;　　a=1;<

74、;b>　　b=0;　　while(a)　　{　　for(;b<10;b++)　　{&

75、lt;b>　　P2=0x00;　　P0=WEIMA[0];　　while(g<=200) //1KHZ響1S　　{　　delay_500us(); //延遲500us<p&

76、gt;　　BUZZER=~BUZZER; 　　g++; //取反次數(shù)加1　　}　　g=0; //清時間控制變量　　while(g<=400) //2KHZ響1S　　{&

77、lt;/b>　　delay_250us(); //延遲250US　　BUZZER=~BUZZER; //喇叭驅動位取反　　g++; //取反次數(shù)加1　　}　　g=0; //清時間控制變量

78、　　}　　P2=0x00;　　BUZZER=0;　　if(t1==0)<

79、b>　　{　　minute1=save1;　　minute2=save2;　　second1=save3;　　second2=save4;　　a=0;</p&g

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