基于89c51單片機(jī)的秒表課程設(shè)計(jì) 2

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　題 目：基于51單片機(jī)的秒表設(shè)計(jì)</p><p><b>　　初始條件：</b></p><p>　　具備Keil編程能力和Proteus仿真能力；</p><p>　　熟悉定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn)原理；</p>

2、<p>　　提供編程所需要的計(jì)算機(jī)一臺(tái)</p><p>　　要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求）</p><p>　　1、用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的秒表，能顯示計(jì)時(shí)狀態(tài)和結(jié)果。</p><p>　　2、進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)或仿真，并使用C語(yǔ)言進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)。</p><p>　　3、完成符

3、合學(xué)校要求的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p><b>　　時(shí)間安排：</b></p><p>　　一周，其中3天程序設(shè)計(jì)，2天程序調(diào)試</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日</p><p>　　系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月

4、日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　單片機(jī)控制秒表是集于單片機(jī)技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)為一體的機(jī)電一體化高科技產(chǎn)品，具有功耗低，安全性高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為以 8051 單片機(jī)為核心的秒表，它采用鍵盤(pán)輸入，單片機(jī)技術(shù)控制。設(shè)計(jì)內(nèi)容以硬件電路設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)和制作三電路板部分來(lái)設(shè)計(jì)。利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)的原理，

5、用集成電路芯片、LCD1602液晶以及按鍵來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)器。將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使它擁有正確的計(jì)時(shí)、暫停、清零、所計(jì)時(shí)間的存儲(chǔ)和查看、并同時(shí)可以用液晶顯示，在現(xiàn)實(shí)生中應(yīng)用廣泛。</p><p>　　關(guān)鍵詞:秒表;8051;定時(shí)器</p><p><b>　　1.概述</b></p><p>　　《單片機(jī)應(yīng)用實(shí)踐》課程設(shè)計(jì)是學(xué)好本門(mén)課程的又一重

6、要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)的目的就是配合本課程的教學(xué)和平時(shí)實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到鞏固消化課程的內(nèi)容，進(jìn)一步加強(qiáng)綜合應(yīng)用能力及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，啟發(fā)創(chuàng)新思維，使之具有獨(dú)立單片機(jī)產(chǎn)品和科研的基本技能，是以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的過(guò)程，是知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力和能力轉(zhuǎn)化為工程素質(zhì)的重要階段。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為以 8051 單片機(jī)為核心的秒表，它采用鍵盤(pán)輸入，單片機(jī)技術(shù)控制。設(shè)計(jì)內(nèi)容以硬件電路設(shè)計(jì)，軟

7、件設(shè)計(jì)和制作三電路板部分來(lái)設(shè)計(jì)。利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)的原理，用集成電路芯片、LCD1602液晶以及按鍵來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)器。將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使它擁有正確的計(jì)時(shí)、暫停、清零、所計(jì)時(shí)間的存儲(chǔ)和查看、并同時(shí)可以用液晶顯示。</p><p><b>　　2．理論分析</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></

8、p><p>　　開(kāi)始時(shí)，顯示“00:000”，按下按鈕1后開(kāi)始從0計(jì)時(shí)，顯示精度為0.001s；共有5個(gè)功能按鍵，第1個(gè)按鍵開(kāi)始計(jì)時(shí)，第2個(gè)按鍵暫停，第3個(gè)按鍵復(fù)位，第4個(gè)按鍵記錄時(shí)間，第五個(gè)按鍵查看時(shí)間。</p><p>　　根據(jù)8051芯片的的工作原理和工作方式，對(duì)LCD1602液晶進(jìn)行顯示控制，并能用按鈕實(shí)現(xiàn)秒表起動(dòng)、停止、復(fù)位、所計(jì)時(shí)間的存儲(chǔ)和查看、清零功能，精確到0.001秒。<

9、;/p><p>　　要求選用定時(shí)器的工作方式，畫(huà)出使用單片機(jī)控制LCD1602液晶顯示的電路圖，并實(shí)現(xiàn)其硬件電路，并編程完成軟件部分，最后調(diào)試秒表起動(dòng)、停止、清零等功能。</p><p><b>　　2.2 具體步驟</b></p><p>　　單片機(jī)電子秒表需要解決三個(gè)主要問(wèn)題：</p><p>　　一是有關(guān)單片機(jī)定時(shí)器的

10、使用；</p><p>　　二是如何實(shí)現(xiàn)LCD1602液晶的顯示；</p><p>　　三是如何對(duì)鍵盤(pán)輸入進(jìn)行編程。</p><p>　　定時(shí)器：51有4種工作方式，本方案采用工作方式1，即為16位定時(shí)器。在高八位和低八位分別置數(shù)。由于定時(shí)器做的是加法計(jì)數(shù)，則應(yīng)該將要定時(shí)的數(shù)以補(bǔ)碼的形式，存放在定時(shí)器中。</p><p>　　LCD1602液

11、晶：液晶用RS、RW、EA三個(gè)控制端口進(jìn)行顯示等控制。D0-D7口分別接單片機(jī)的P0并行口，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。液晶的具體顯示方式及其時(shí)序圖在其資料中進(jìn)行查閱并應(yīng)用。</p><p>　　鍵盤(pán)：鍵盤(pán)函數(shù)可以作為一個(gè)子程序，在main函數(shù)中循環(huán)查找調(diào)用，根據(jù)按鍵的功能，我們?cè)诎存I中寫(xiě)入相應(yīng)的程序，在按鍵1中開(kāi)中斷，并且對(duì)定時(shí)器進(jìn)行設(shè)初值。即可實(shí)現(xiàn)開(kāi)始計(jì)時(shí)。在按鍵2中關(guān)中斷，則可實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)暫停。按鍵3即為復(fù)位鍵，則可復(fù)位為

12、初始值00:000。按鍵4即為記錄鍵，對(duì)時(shí)間進(jìn)行記錄。按鍵5即為查看鍵，對(duì)所記錄的時(shí)間進(jìn)行查看。</p><p><b>　　3 程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)是指單片機(jī)以及擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、I\O 接口、外圍擴(kuò)展

13、的功能電路。軟件系統(tǒng)包括監(jiān)控程序和各種應(yīng)用程序。 </p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信息輸入、處理、信息輸出進(jìn)行控制。與單片機(jī)配套的有相應(yīng)的時(shí)鐘電路如圖3.1所示以及擴(kuò)展的存儲(chǔ)器和 I\O 接口，使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能夠運(yùn)行。</p><p>　　在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，往往都會(huì)輸入信息和顯示信息，這就涉及鍵盤(pán)和顯示器。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，一般都根據(jù)

14、系統(tǒng)的要求配置相應(yīng)的鍵盤(pán)和顯示器。配置鍵盤(pán)和顯示器一般都沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定，有的系統(tǒng)功能復(fù)雜，需輸入的信息和顯示的信息量大，配置的鍵盤(pán)和顯示器功能相對(duì)強(qiáng)大，而有些系統(tǒng)輸入/輸出的信息少，這時(shí)可能用幾個(gè)按鍵和幾個(gè) LED 指示燈就可以進(jìn)行處理了。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在中配置的鍵盤(pán)可以是獨(dú)立鍵盤(pán)，也可能是矩陣鍵盤(pán)。</p><p><b>　　3.2設(shè)計(jì)過(guò)程</b></p><p&g

15、t;　　3.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及描述</p><p>　　本設(shè)計(jì)在LCD1602液晶上顯示時(shí)間，則可利用MCS-51系列單片機(jī)的芯片AT89C52的P3.0,P3.1 ,P3.2,P3.3作為按鍵的入口；定時(shí)器 T0 作為每 0.001 秒加一的定時(shí)器；其中“開(kāi)始”按鍵按下時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，按下按鍵2則暫停；按下按鍵3對(duì)時(shí)間進(jìn)行記錄，按下按鍵4對(duì)所記錄的時(shí)間進(jìn)行查看?！扒辶恪卑存I即為復(fù)位按鍵，復(fù)位清零，此時(shí)若再按下按

16、鍵1則又可重新開(kāi)始計(jì)時(shí)。</p><p>　　3.3 程序流程及實(shí)驗(yàn)效果</p><p>　　3.3.1 程序流程圖</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p>

17、;<p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p>

18、<p>　　圖3.1 主程序流程圖</p><p>　　3.3.2 源程序及說(shuō)明</p><p>　　#include "reg51.h"</p><p>　　#include "string.h"</p><p>　　#include "stdio.h"</p&

19、gt;<p>　　#include <stdlib.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　void Initialize_LCD();</p><p>　　void ShowStri

20、ng(uchar x,uchar y,uchar *str);</p><p>　　sbit K1 = P3^2; //K1表示開(kāi)始計(jì)時(shí)</p><p>　　sbit K2 = P3^3; //暫停</p><p>　　sbit K3 = P3^4; //記錄</p><p>　　sbit K4 = P3^5; //查看</p&

21、gt;<p>　　uchar code prompt[]="PRESS K1 START " ;</p><p>　　uchar a[]="00:000";</p><p><b>　　int k3=0;</b></p><p><b>　　int numb;</b>&

22、lt;/p><p>　　void Delayxms(uint ms)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　while(ms--)</p><p><b>　　{</b></p

23、><p>　　for(i=0;i<120;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void keyscan()</p><p><b>　　{</b></p><

24、;p>　　if(K1==0) //計(jì)時(shí)開(kāi)始</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Delayxms(1);</p><p><b>　　if(K1==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p&g

25、t;　　TMOD=0x11;</p><p>　　TH0=(65536-1000)/256; //賦計(jì)數(shù)初值</p><p>　　TL0=(65536-1000)%256;</p><p>　　EA=1; //開(kāi)總斷</p><p>　　ET0=1;//開(kāi)啟定時(shí)器中斷</p><p>　　TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器&

26、lt;/p><p>　　while(!K1);//等待按鍵釋放</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(K2==0)//暫停</p><p><b>　　{</b></p>

27、<p><b>　　EA=0;</b></p><p><b>　　ET0=0;</b></p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(K3==0) //時(shí)間的記錄&l

28、t;/p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　int k;</b></p><p>　　Delayxms(50);</p><p>　　for(k=0;k<6;k++) </p><p><b>　　{</b></p&

29、gt;<p>　　b[k3][k]=a[k];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　k3++;</b></p><p>　　while(!K3);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　

30、if(K4==0) //查看所記錄的時(shí)間</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar c[6];</p><p><b>　　int num;</b></p><p>　　Delayxms(50);</p><p>　　if(K4==0) {&

31、lt;/p><p>　　while(1) {</p><p>　　for(num=0;num<6;num++) {</p><p>　　c[num]=b[0][num];</p><p><b>　　} </b></p><p>　　ShowString(1,1,c);</p>&

32、lt;p>　　Delayxms(50);</p><p>　　if(K4==0) {</p><p>　　Delayxms(50);</p><p>　　if(K4==0) {</p><p><b>　　while(1){</b></p><p>　　for(num=0;num<6;

33、num++) {</p><p>　　c[num]=b[1][num];</p><p><b>　　} </b></p><p>　　ShowString(1,1,c);}</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>

34、</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p>&l

35、t;p><b>　　{</b></p><p>　　Initialize_LCD();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　keyscan();</p><p>　　S

36、howString(1,0,prompt);</p><p>　　ShowString(1,1,a);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void time() interrupt 1</p><p>&

37、lt;b>　　{</b></p><p>　　TH0=(65536-1000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-1000)%256;</p><p>　　a[5]++;//初值為0</p><p>　　if(a[5]==0X3A) </p><p><b>　　{ &

38、lt;/b></p><p>　　a[5]=0X30;</p><p><b>　　a[4]++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(a[4]==0X3A)</p><p><b>　　{ </b></

39、p><p>　　a[4]=0X30;</p><p><b>　　a[3]++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(a[3]==0X3A)</p><p><b>　　{</b></p><p>

40、;　　a[3]=0X30;</p><p><b>　　a[1]++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(a[1]==0X3A)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　a[1]=0X30;&l

41、t;/p><p><b>　　a[0]++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(a[0]==0X3A)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　a[]="00:000";<

42、/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//************1602***********//</p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#include <i

43、ntrins.h></p><p>　　#include <string.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit RS = P0^7;</p><p>　　s

44、bit RW = P0^6;</p><p>　　sbit EN = P0^5;</p><p>　　void Delayms(uint ms)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　while(ms

45、--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<120;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar Busy_Check()

46、 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar LCD_Status;</p><p><b>　　RS = 0;</b></p><p><b>　　RW = 1;</b></p><p><b>　　EN =

47、1;</b></p><p>　　Delayms(1);</p><p>　　LCD_Status = P0;</p><p><b>　　EN = 0;</b></p><p>　　return LCD_Status;</p><p><b>　　}</b>&l

48、t;/p><p>　　void Write_LCD_Command(uchar cmd)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while((Busy_Check()&0x80)==0x80); //讀寫(xiě)操作使能位檢測(cè)</p><p><b>　　RS = 0;</b>&l

49、t;/p><p><b>　　RW = 0;</b></p><p><b>　　EN = 0;</b></p><p><b>　　P0 = cmd;</b></p><p><b>　　EN = 1;</b></p><p>　　D

50、elayms(1);</p><p><b>　　EN = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Write_LCD_Data(uchar dat)</p><p><b>　　{</b></p><p>　

51、　while((Busy_Check()&0x80)==0x80);</p><p><b>　　RS = 1;</b></p><p><b>　　RW = 0;</b></p><p><b>　　EN = 0;</b></p><p><b>　　P0

52、= dat;</b></p><p><b>　　EN = 1;</b></p><p>　　Delayms(1);</p><p><b>　　EN = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void I

53、nitialize_LCD()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Write_LCD_Command(0x38);//功能選擇</p><p>　　Delayms(1);</p><p>　　Write_LCD_Command(0x01);//清屏</p><p

54、>　　Delayms(1);</p><p>　　Write_LCD_Command(0x06);//增量顯示，整體不移屏</p><p>　　Delayms(1);</p><p>　　Write_LCD_Command(0x0c);//開(kāi)顯示，關(guān)消影，關(guān)閃爍</p><p>　　Delayms(1);</p&

55、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　void ShowString(uchar x,uchar y,uchar *str)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i = 0;</p><p><b>　　uint a=0

56、;</b></p><p>　　a = strlen(str);</p><p>　　if(y == 0)</p><p>　　Write_LCD_Command(0x80 | x);</p><p>　　if(y == 1)</p><p>　　Write_LCD_Command(0xc0 | x);&l

57、t;/p><p>　　for(i=0;i<a;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Write_LCD_Data(str[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b><

58、/p><p><b>　　4.仿真效果</b></p><p>　　通過(guò)最后軟件對(duì)程序的編譯，組建，執(zhí)行，還有最終生成.hex 文件，把.hex下載到TX-1C開(kāi)發(fā)板的 STC89C52RC 單片機(jī)上的最終效果圖如下：</p><p>　　（1）開(kāi)始從“00:000”</p><p>　　圖4.1 復(fù)位從“00:000”計(jì)時(shí)

59、</p><p><b>　?。?）開(kāi)始計(jì)時(shí)</b></p><p><b>　　圖4.2 開(kāi)始計(jì)時(shí)</b></p><p><b>　?。?）暫停功能：</b></p><p><b>　　圖4.3 暫停功能</b></p><p&g

60、t;<b>　?。?）及時(shí)歸零：</b></p><p><b>　　圖4.4 復(fù)位歸零</b></p><p><b>　　5.心得體會(huì)</b></p><p>　　通過(guò)對(duì)本次課程的課程設(shè)計(jì)，使自己深刻的認(rèn)識(shí)到自己的很多不足之處，在實(shí)際動(dòng)手操作能力的不足，在進(jìn)行程序編程時(shí)，自己需要，認(rèn)真審題，看懂題

61、目的要求！對(duì)于軟件編程不益太簡(jiǎn)單或者太難。做到既能把課題完成又能鍛煉 自己的能力！根據(jù)課題要求，復(fù)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，查詢相關(guān)的資料。根據(jù)課程條件，找到適合的方案，找到需要的元器件及工具，準(zhǔn)備課程。根據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求和自己所要增加的功能寫(xiě)好程序流程圖，在程序流程圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)芯片的功能寫(xiě)出相應(yīng)的程序和增加額外的功能程序。然后再進(jìn)行 程序調(diào)試和相應(yīng)的修改，以達(dá)到能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的功能的目的。還要根據(jù)課程的實(shí)際情況，添加些額外程序來(lái)使系統(tǒng)更加的穩(wěn)

62、定，如開(kāi)關(guān)的去抖（采用延遲）。程序要盡量做到由各個(gè)子程序組成，在有些程序后面最好加注釋，這樣在程序出錯(cuò)的檢查過(guò)程中可以更容易查找的到，也更簡(jiǎn)潔，更明白易懂。該課程設(shè)計(jì)的程序可以參考 MCS-51 系列單片機(jī)，也可自己根據(jù)自己熟悉的方 法來(lái)編程如單片機(jī) C 語(yǔ)言。在設(shè)計(jì)控制開(kāi)關(guān)時(shí)，注意兩個(gè)中斷的打開(kāi)和關(guān)閉的先后順序，否則就會(huì)出錯(cuò)。這次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)是理論與實(shí)際的相結(jié)合。該設(shè)計(jì)從頭到尾都要自己參與，熟悉了對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程</p&

63、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫育才編著.MCS-51 系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用.東南大學(xué)出版社.2009.12 </p><p>　　[2] 郭天祥編著.51 單片機(jī)C語(yǔ)言教程-入門(mén)、提高、開(kāi)發(fā)全攻略.電子工業(yè)出版社.2010. 05</p><p>　　[3] 劉剛編著.Protel