99秒秒表課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)背景及目的要求1</p><p>　　1.1 99秒秒表設(shè)計(jì)背景1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)目的1</p><p>　　1.3 硬件選擇1</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容2</p>&

2、lt;p>　　第2章 設(shè)計(jì)方案及基本原理3</p><p>　　2.1 預(yù)備知識(shí)3</p><p>　　2.2 LED顯示原理3</p><p>　　2.3元器件選擇3</p><p>　　2.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.5 硬件工作原理4</p><p>　　2.

3、6 硬件連接4</p><p>　　第3章 程序設(shè)計(jì)6</p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)步驟6</b></p><p>　　3.2 程序代碼7</p><p>　　第4章 調(diào)試結(jié)果及分析8</p><p>　　4.1 調(diào)試結(jié)果8</p><p>　　4.2

4、 結(jié)果分析8</p><p>　　第5章 結(jié)論與體會(huì)9</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)10</b></p><p><b>　　附錄11</b></p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)背景及目的要求</p><p>　　1.1 99秒秒表設(shè)計(jì)背景</p>

5、<p>　　單片機(jī)正朝著高性能和對(duì)品種方向發(fā)展，趨勢(shì)是進(jìn)一步向著CMO化，低功率，小體積，大存量，高性能，低價(jià)格和外國(guó)電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。其應(yīng)用重要意義在于他從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了，這種軟件代替硬件的控制技術(shù)稱(chēng)為微控制技術(shù)。是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。</p><p>　　單片機(jī)最常見(jiàn)的模塊

6、是秒表、數(shù)字鐘等顯示時(shí)間類(lèi)的裝置，此裝置是一種用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)時(shí)，分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。</p><p>　　此設(shè)計(jì)利用凌陽(yáng)公司的凌陽(yáng)16位單片機(jī)SPCE061A為主控芯片，充分利用61板上面的三個(gè)按鍵，完成一個(gè)建議的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)—99秒秒表。</p><p>　　61板式一套完整的16位單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)

7、，可直接把程序下載到61板上進(jìn)行調(diào)式和封裝。集成度高，運(yùn)算速度快，體積小，運(yùn)算可靠。價(jià)格低廉，在過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集、機(jī)電一體化、智能儀器儀表，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面得到廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　隨著單片機(jī)應(yīng)用的日益廣泛，我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)和動(dòng)手能力，課程設(shè)計(jì)就是為加強(qiáng)實(shí)踐社會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，將

8、理論和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)機(jī)會(huì)。本課程設(shè)計(jì)的基本要求是：</p><p>　　1.掌握LED數(shù)碼管原理和使用方法。</p><p>　　2.掌握61板的使用方法。</p><p>　　3.初步掌握SPCE061A單片機(jī)匯編語(yǔ)言一般編程技巧。</p><p>　　4.初步掌握61板系統(tǒng)調(diào)試的一般步驟及方法。</p><p>

9、;<b>　　1.3 硬件選擇</b></p><p>　　裝有windows系統(tǒng)和μ'nSPTM IDE仿真環(huán)境的PC機(jī)一臺(tái)，μ'nSPTM 十六位單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)。本設(shè)計(jì)用到的實(shí)驗(yàn)箱硬件模塊為：SPCE061A核心及周邊電路模塊（包括32個(gè)I/O口），LED數(shù)碼管。做此實(shí)驗(yàn)用51板也可以，因?yàn)?1板也提供了相應(yīng)的LED模組，因?yàn)閷W(xué)校實(shí)驗(yàn)室提供了61板。所以我決定選用SPC

10、E061A單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱。</p><p><b>　　1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　本裝置將實(shí)現(xiàn)0~99的計(jì)數(shù)，每一秒鐘，計(jì)數(shù)器將加1，在數(shù)碼管顯示當(dāng)前計(jì)數(shù)值，并可用鍵盤(pán)計(jì)數(shù)的起始，以及歸零，具體要求如下：</p><p>　　1.開(kāi)機(jī)時(shí)數(shù)碼管顯示00.</p><p>　　2.每一秒鐘，計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1.

11、</p><p>　　3.按鍵控制計(jì)數(shù)，分別控制開(kāi)始計(jì)時(shí)、停止計(jì)時(shí)和歸零，功能分配如下：</p><p>　　表1-1按鍵功能分配</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)方案及基本原理</p><p><b>　　2.1 預(yù)備知識(shí)</b></p><p>　　1．熟悉凌陽(yáng)單片機(jī)的工作原理。</p&

12、gt;<p>　?。?）I/O口的使用原理和設(shè)置；</p><p>　　（2）定時(shí)器或時(shí)基的設(shè)置、使用；</p><p><b>　?。?）中斷的設(shè)定。</b></p><p>　　2. 了解數(shù)碼管的顯示原理。</p><p>　　3. 熟悉鍵盤(pán)掃描原理。</p><p>　　4.

13、熟悉匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言。</p><p>　　2.2 LED顯示原理</p><p>　　靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所有顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再管，直到下一次</p><p>　　顯示數(shù)據(jù)需要更新再傳送一次新數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時(shí)間。</p><p>　　動(dòng)態(tài)現(xiàn)實(shí)需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用硬件較多，動(dòng)態(tài)顯

14、示雖然有閃爍感，占用的CPU時(shí)間多，但是用的硬件少，能節(jié)省線(xiàn)路板空間。</p><p>　　基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個(gè)條狀發(fā)光二極管芯片排列而成的，可實(shí)現(xiàn)0～9的顯示。</p><p>　　LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示器，有８段和“米”字段之分。這種顯示器有共陽(yáng)極和共陰極兩種所謂共陽(yáng)方式是指筆畫(huà)顯示器各段發(fā)光管的陽(yáng)極（即Ｐ區(qū)）是公共的，而陰極互相隔離，所謂共陰方式是筆畫(huà)顯示

15、器各段發(fā)光管的陰極（即Ｎ區(qū)）是公共的，而陽(yáng)極是相互隔離的。</p><p><b>　　2.3元器件選擇</b></p><p>　　61板一個(gè)，共陽(yáng)極2位LED數(shù)碼管一個(gè)，電路板一個(gè)，8050三極管二個(gè)，1k的電阻8個(gè)，33k電阻2個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干，排針（10位）2個(gè)。</p><p><b>　　2.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b>&

16、lt;/p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求分析，并考慮到題目的可擴(kuò)展性，可將系統(tǒng)分成兩大部分：時(shí)間的產(chǎn)生和顯示。</p><p>　　按鍵的控制計(jì)數(shù)起始、歸零。根據(jù)系統(tǒng)的功能現(xiàn)選擇61板作為單片機(jī)控制處理部分，利用-2位LED作為顯示部分，而按鍵采用61板上自帶的三個(gè)按鍵，如圖2-1所示。</p><p><b>　　圖2-1 系統(tǒng)框圖</b>&l

17、t;/p><p>　　2.5 硬件工作原理 </p><p>　　兩位數(shù)的顯示采用的是一個(gè)2位共陰極LED數(shù)碼管（LG5621AH），連接方法是SPCE061A的IOB0-IOB6接LED焊接板的A-G，小數(shù)顯示部分可以省略不要，IOB8-IOB9分別接LED的位選COM1、COM2，電路原理如圖2-4。電路原理如圖2-1、LED與SPCE061A的引腳連接如表2-1.</p>

18、<p>　　采用凌陽(yáng)大學(xué)計(jì)劃的LED硬盤(pán)模組和61板搭配可以很容易的完成這個(gè)課程設(shè)計(jì)的題目。它的連接圖如圖所示。IOB的低八位控制數(shù)碼管顯示段位，高八位控制點(diǎn)亮哪一個(gè)數(shù)碼管。</p><p>　　表2-1 LED引腳連接表</p><p><b>　　2.6 硬件連接</b></p><p>　　采用凌陽(yáng)大學(xué)計(jì)劃的LED鍵盤(pán)模組和61

19、板搭配可以很容易的完成這個(gè)課程設(shè)計(jì)的題目。它的連接圖如圖所示，IOB的低八位控制數(shù)碼管顯示段位，高八位控制量哪一個(gè)數(shù)碼管。</p><p>　　圖2-2 LED鍵盤(pán)模組合和61板連接圖</p><p><b>　　第3章 程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)步驟</b></p><

20、p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求的功能，程序主要分為三部分，即：</p><p>　?。?）計(jì)時(shí)顯示部分；</p><p><b>　　（2）秒計(jì)時(shí)部分；</b></p><p>　　（3）按鍵控制部分。</p><p>　　程序主流程主要完成鍵盤(pán)掃描、計(jì)時(shí)處理、鍵值分支控制的任務(wù)，流程圖如圖所示：</p>&l

21、t;p>　　圖3-1 主程序流程圖</p><p>　　顯示部分是在IRQ4的1KHz中斷中控制顯示的，采用動(dòng)態(tài)掃描的方式，1KHz的時(shí)基中斷每1ms進(jìn)行一次中斷，在中斷中對(duì)2ms計(jì)數(shù)器i進(jìn)行累加，當(dāng)1從0累加到2時(shí)，則剛好為2ms，此時(shí)更新一個(gè)位的LED顯示，并對(duì)i進(jìn)行清零;當(dāng)下一次累加到2ms時(shí)則會(huì)更新顯示下一位LED數(shù)碼管，當(dāng)更新到最后一位時(shí)，返回重第一位開(kāi)始更新，依此循環(huán)更新顯示，而更新顯示的數(shù)據(jù)保

22、存在緩沖區(qū)當(dāng)中，用戶(hù)需要更新顯示數(shù)據(jù)時(shí)，只需要改變對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)即可，具體流程圖如下。</p><p>　　秒計(jì)時(shí)采用的IRQ5的2Hz時(shí)基中斷進(jìn)行計(jì)時(shí)，流程圖如圖3-3所示，鍵盤(pán)輸入利用61板自帶的三個(gè)按鍵，輸入的端口為IOA0-IOA2。</p><p>　　圖3-2 IRQ4 1KHz時(shí)基中斷流程圖 圖3-3 IRQ5 2Hz時(shí)基中斷流程圖</p>

23、<p><b>　　3.2 程序代碼</b></p><p><b>　　見(jiàn)附錄</b></p><p>　　第4章 調(diào)試結(jié)果及分析</p><p><b>　　4.1 調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　本裝置將實(shí)現(xiàn)0～99的技術(shù)，每一秒鐘，計(jì)數(shù)器加1，在數(shù)碼管

24、上顯示當(dāng)前計(jì)數(shù)值，并可用鍵盤(pán)按制計(jì)數(shù)的起始，以及歸零。具體要求如下：</p><p>　　1.開(kāi)機(jī)時(shí)數(shù)碼管顯示00.</p><p>　　2.每一秒鐘，計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1.</p><p>　　3.按鍵控制計(jì)數(shù)，分別控制開(kāi)始時(shí)，停止計(jì)時(shí)和歸零，功能分配如下：</p><p>　　按KEY1開(kāi)始計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示從00開(kāi)始計(jì)時(shí)到99結(jié)束再?gòu)?0開(kāi)始循環(huán)

25、；</p><p>　　按KEY2停止計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示當(dāng)前數(shù)值；</p><p><b>　　按KEY3歸零；</b></p><p><b>　　按KEY4復(fù)位。</b></p><p><b>　　4.2 結(jié)果分析</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)應(yīng)

26、該熟悉凌陽(yáng)十六位單片機(jī)系統(tǒng)板——61板的基本構(gòu)成，掌握LED數(shù)碼管原理及使用方法。掌握61板的使用方法，初步掌握SPCE061A單片機(jī)匯編語(yǔ)言一般編程技巧，初步掌握61板系統(tǒng)調(diào)試的一般步驟及方法。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)現(xiàn)實(shí)：開(kāi)機(jī)時(shí)數(shù)碼管顯示為00，每一秒鐘計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一，按KEY1鍵開(kāi)始計(jì)時(shí)，按KEY2停止計(jì)時(shí)并顯示當(dāng)前數(shù)值，按KEY3鍵歸零。</p><p><b>　　第5章 結(jié)論與體會(huì)</b><

27、;/p><p><b>　　設(shè)計(jì)結(jié)論：</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)中我遇到了數(shù)碼管各腳各接口不知道如何連接和對(duì)單片機(jī)匯編語(yǔ)言不熟悉程序編寫(xiě)困難等問(wèn)題。</p><p>　　我采用的方法是用萬(wàn)用表逐一測(cè)試管腳確定abcdefg腳的編號(hào)和通過(guò)光盤(pán)和網(wǎng)站中相關(guān)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)。</p><p>　　此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是思路清晰、連接

28、簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是LED引腳確認(rèn)麻煩。</p><p>　　我建議在LED引腳應(yīng)先標(biāo)志出來(lái)，增加單片機(jī)軟件程序智能的對(duì)進(jìn)制進(jìn)行轉(zhuǎn)換，除去繁瑣的進(jìn)制計(jì)算。</p><p><b>　　心得體會(huì)：</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)的最初目的是想讓我們學(xué)到一些對(duì)將來(lái)就業(yè)有實(shí)質(zhì)性的幫助的東西。從而單刀鍛煉自己的目的。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)如何完成一項(xiàng)實(shí)際

29、的計(jì)劃有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，對(duì)如何加強(qiáng)自己的合作能力有了更進(jìn)一步的思考。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，以后在工作中也能夠有更多的經(jīng)驗(yàn)好借鑒。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]羅亞非.凌陽(yáng)16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2005. </p><p>　　[2]周立功.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐[M].北京航空航天

30、大學(xué)出版社.2004.</p><p>　　[3]黃正瑾.綜合電子設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].東南大學(xué)出版社.2002-3.</p><p>　　[4]于海生.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社.1999-6.</p><p>　　[5]孫涵芳.MCS-51系統(tǒng)單片機(jī)原理及應(yīng)用[J].北京航天大學(xué)出版社.1996-4.</p><p><

31、b>　　附錄</b></p><p>　　#define P_INT_Clear(volatile unsigned int*)0x7011</p><p>　　#define P_INT_Ctrl (volatile unsigned int*)0x7010</p><p>　　#define ClearWatchDog (*((volatile

32、 unsigned char *)0x7012))=1</p><p>　　exturn struct clock *clkset;</p><p>　　exturn struct clock a;</p><p>　　#include “hardware.h”</p><p>　　Unsigned int </p><p

33、>　　i=0,j=0,k=0,sensor2=0,flag,minute=0,guest=0;</p><p>　　exturn PlayFlag,iShow[4],key,iCounter;</p><p>　　void BREAK(void)__attribute__((ISR));</p><p>　　void BREAK(void)</p>

34、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void FIQ(void)__attribute__((ISR));</p><p>　　void FIQ(void)</p><p><b>　　{</b></p

35、><p>　　if (*P_INT_Ctrl==0x2000)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　*P_INT_Clear=0x2000;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p&

36、gt;<p>　　void IRQ0(void)__attribute__((ISR));</p><p>　　void IRQ0(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void IRQ2(void)__attr

37、ibute__((ISR));</p><p>　　void IRQ2(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void IRQ3(void)__attribute__((ISR));</p><p>　

38、　void IRQ3(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void IRQ4(void)__attribute__((ISR));</p><p>　　void IRQ4(void)</p><p>

39、<b>　　{</b></p><p><b>　　i++;</b></p><p><b>　　if(i>=2)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　F_numLED_Ctrl(j,iShow[j]);</p&

40、gt;<p><b>　　j++;</b></p><p>　　if(j==2)j=0;</p><p><b>　　i=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　*P_INT_Clear=0x0040;</p>&l

41、t;p><b>　　}</b></p><p>　　void IRQ5(void)__attribute__((ISR));</p><p>　　void IRQ5(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(*P_INT_Ctrl&0x0004)&l

42、t;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　*P_INT_Clear=0x0004;</p><p>　　iCounter++;</p><p>　　if(iCounter>=200)iCounter=0;</p><p><b>　　}</b></

43、p><p><b>　　}</b></p><p>　　void IRQ6(void)__attribute__((ISR));</p><p>　　void IRQ6(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b>