嵌入式秒表課程設計---led顯示秒表

1、<p>　　課 程 設 計</p><p><b>　?。↙ED顯示秒表）</b></p><p>　　1、設計題目： LED顯示秒表 </p><p>　　2、題目的設計內容和要求： </p><p>　　根據(jù)在超級終端中輸入不同的字符來控制讓秒表啟停。通過按鍵來讀

2、取不同時間數(shù)值，并且使用按鍵來控制秒表的開始、停止與清零。</p><p>　　3、設計任務和要求：</p><p>　　3.1 程序設計、調試：要求畫出程序框圖，設計出全部程序并給出程序設計說明和程序注釋，并在實驗系統(tǒng)上調試通過。</p><p>　　3.2 課程設計說明書：a、本次課程設計的目的和意義。b、設計報告：字數(shù)約2000~3000字（不包括程序清單

3、），內容包括：設計題目；系統(tǒng)的主要功能、作用以及主要技術性能指標；總體設計方案、工作和組成原理（框圖）或設計說明、采用的技術路線等；系統(tǒng)設計：接口電路設計，程序設計（程序框圖和程序清單及注釋）其他有關的理論分析和計算；設計總結：對整個設計工作過程進行歸納和綜合，對設計中所存在的問題和不足進行分析和總結，提出解決的方法、措施、建議和對這次設計實踐的認識、收獲和提高。c、作品的使用或操作說明。d、設計圖紙或圖表（如接口電路原理圖等）。裝訂時

4、將課程設計說明書附在該3頁之后。</p><p>　　設計內容不允許抄襲和復印，否則取消設計成績。</p><p>　　4、工作安排：（設計進度及完成情況）</p><p>　　第一階段：根據(jù)題目要求查閱資料構思設計方案、進行接口電路原理圖設計和程序設計以及其它準 備工作。</p><p>　　第二階段：對第一階段完成的設計內容進行詳細的

5、檢查或修改無錯后，按照設計方案自行在實驗系統(tǒng)上進行程序的輸入和調試。為便于調試和查錯，程序最好采用模塊化結構，一部分一部分的調試，通過反復的調試或修改直到達到設計要求為止。</p><p>　　第三階段：按照3中的內容和要求撰寫課程設計說明書。</p><p>　　主要參考文獻及資料：</p><p>　　【1】 賈宗璞，許合利.C語言程序設計：中國礦業(yè)大學出版社，

6、2007</p><p>　　【2】 靳孝峰，王艷.單片機的原理與應用，北京：北京航空航天大學大學出版社2009</p><p>　　【3】 康華光.電子技術基礎（模擬部分）（第五版）.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　學科部主任___________（簽字）</p><p><b>　　6、成績評定：</

7、b></p><p><b>　　評語：</b></p><p>　　設計成績： </p><p>　　指導老師： （簽字）</p><p>　　二○ 年 月 日</p><p><b>　

8、　1 概述</b></p><p>　　1.1 總體設計方案</p><p>　　先進行系統(tǒng)板的基本焊接，即先將晶振電路和復位電路焊接完成。然后對秒表的功能進行總體的設計和規(guī)劃，列寫出程序的綱要，規(guī)劃好I/O口的控制對象。再進行外圍電路的設計，根據(jù)安排好的I/O口的使用，設計出合理的電路圖，并進行最后的焊接。最后，根據(jù)自己的總體設計和規(guī)劃進行軟件設計。</p>

9、<p>　　1.2 硬件設計與焊接</p><p>　　最小系統(tǒng)版是現(xiàn)成的套件，只要焊接時細心一點基本不會出錯，而數(shù)碼管一般是由P0和P2口控制，或者由P0口加鎖存器控制，這也不需要自己過多的去設計，只要焊接時仔細一點，一般也不會出錯。在這個秒表中，最重要的就是獨立按鍵的設計和焊接，因為，如果設計不合理，就很有可能造成秒表的操作不便或者是計時誤差增大。我認為，按鍵2控制外部中斷0是最優(yōu)選擇。<

10、/p><p>　　1.3 軟件設計方案</p><p>　　將各個功能以模塊化的形式設計出來，當然，要先寫主體，編譯通過并下載入實驗板功能可以實現(xiàn)后再添加其他功能模塊，然后再編譯下載，一步一步直至完成所有功能。</p><p>　　軟件設計要比硬件設計復雜很多，出現(xiàn)的問題也多。小問題一大堆，。在設計中，我遇到的最大的兩個問題就是存儲時間的數(shù)組定義和減小按鍵存數(shù)時產(chǎn)生的

11、誤差。剛開始我存儲時間數(shù)組定義為code型，結果不能用設置的時間變量賦值，在網(wǎng)上找了好久才發(fā)現(xiàn)問題所在，只能將code去掉；最初存儲時間數(shù)值的按鍵只是一個單純的按鍵，結果發(fā)現(xiàn)按鍵按下期間秒表是停止的，最后只得將該功能用外部中斷來實現(xiàn)，并且將其設置為下降沿觸發(fā)，這樣就大大減少了誤差。</p><p>　　2 系統(tǒng)總體方案及硬件設計</p><p>　　2.1 硬件總體設計</p>

12、;<p>　　1）單片機選型：AT89S51</p><p>　　2）復位電路：上電+按鈕</p><p><b>　　3）晶振電路</b></p><p>　　4）鍵盤：獨立鍵盤+中斷</p><p>　　5）數(shù)碼管顯示：LED</p><p><b>　　6）獨立按鍵控

13、制</b></p><p><b>　　原理圖如下：</b></p><p>　　2.2 單片機基本電路設計</p><p>　　1）復位電路：上電+按鈕</p><p><b>　　2）晶振電路</b></p><p><b>　　3）EA處理<

14、;/b></p><p><b>　　4）電源設計</b></p><p><b>　　原理圖如下：</b></p><p>　　2.3 秒表時間顯示電路設計</p><p>　　2.4 獨立按鍵電路設計</p><p>　　2.5 蜂鳴器電路設計</p&g

15、t;<p><b>　　3 軟件設計</b></p><p>　　3.1 程序設計思路</p><p>　　利用定時器經(jīng)確定時，并且利用隨機存儲區(qū)的有限空間，定義一個二維數(shù)組，通過按鍵將時間數(shù)值賦給數(shù)組（實踐證明，隨機存儲器內最多只能存儲30組時間數(shù)值），然后在秒表停止或在數(shù)組存滿的情況下將所存的時間數(shù)值讀出。當然，也需要通過按鍵來讀取不同時間數(shù)值，并

16、且使用按鍵來控制秒表的開始、停止與清零。</p><p>　　附加項目：1）按鍵每按下一次，蜂鳴器聲響50毫秒或100毫秒；</p><p>　　2）在秒表啟動時，第二段數(shù)碼管小點亮0.5毫秒，滅0.5毫秒；</p><p>　　3）在秒表啟動和讀取所存時間數(shù)值時，由于只有四段數(shù)碼管，不可能將分，秒，毫秒同時顯示，所以在秒表啟動時，當時間小于60秒時，數(shù)碼管顯示秒和

17、毫秒，而大于60秒時則顯示分和秒；在讀取所存時間數(shù)值時，采用“點”作標志位，第二段數(shù)碼管的“點”亮表示顯示的是秒和毫秒，而第四段的數(shù)碼管的“點”亮則表示的是分和秒。</p><p>　　3.2 秒表程序構成</p><p>　?。ň唧w程序參見附1）</p><p>　　3.2.1主程序（main函數(shù)）</p><p>　　程序的初始入口，不

18、斷調用各個子程序，程序的骨架。</p><p>　　3.2.2秒表啟動存數(shù)程序（keeptime函數(shù)）</p><p>　　用以處理分，秒和毫秒之間的聯(lián)系。</p><p>　　3.2.3讀取所存數(shù)值處理程序（showtime函數(shù)）</p><p>　　用以讀取處理所存時間數(shù)值并加以處理。</p><p>　　3.2.

19、4數(shù)碼管顯示程序</p><p>　　1）秒表啟動時顯示程序（display函數(shù)）：確定顯示數(shù)值，將顯示數(shù)值分為個位、十位、百位、千位，分別查表顯示。</p><p>　　2）讀取所存時間數(shù)值顯示程序（display2函數(shù)）：調取數(shù)組值賦給該函數(shù)，確定顯示數(shù)值，將將其分為個、十、百、千位，分別查表顯示。</p><p>　　3）所存時間數(shù)值序號顯示程序（displa

20、y3函數(shù)）：用以顯示所存時間的序號，以便于區(qū)分。</p><p>　　3.2.5按鍵掃描程序</p><p>　　1）掃描按鍵1（scankey1函數(shù)）</p><p>　　用于停止秒表或所存時間數(shù)值清零。</p><p>　　2）掃描按鍵2（exter0函數(shù)）</p><p>　　用以觸發(fā)外部中斷0，觸發(fā)方式為下降沿

21、觸發(fā)，盡量降低了存儲時間數(shù)值時引起的誤差。</p><p>　　3）掃描按鍵3（scankey3函數(shù)）</p><p>　　用于所存時間數(shù)值的序號加一。</p><p>　　4）掃描按鍵3（scankey4函數(shù)）</p><p>　　用于所存時間數(shù)值的序號減一。</p><p>　　3.2.6延時程序（delay函數(shù)）

22、</p><p>　　用于延時z*1毫秒。 </p><p>　　3.3 源程序代碼見附1。</p><p><b>　　4 實驗仿真</b></p><p>　　單片機學習中我們使用proteus做仿真，該軟件的優(yōu)點是可以搭建單片機的常用仿真電路，并且可以利用豐富的外設器件，如數(shù)碼管，LCD，按鍵，傳感器，A/D,D

23、/A等，實現(xiàn)與實際系統(tǒng)板運行相接近的效果，即可以完成系統(tǒng)級的調試。</p><p>　　使用Proteus 軟件進行單片機系統(tǒng)仿真設計, 是虛擬仿真技術和計算機多媒體技術相結合的綜合運用，有利于培養(yǎng)學生的電路設計能力及仿真軟件的操作能力；在單片機課程設計中，我們使用 Proteus 開發(fā)環(huán)境學習，在不需要硬件投入的條件下，對單片機的學習比單純學習書本知識更容易接受，更容易提高。實踐證明，在使用 Proteus 進

24、行系統(tǒng)仿真開發(fā)成功之后再進行實際制作，能極大提高單片機系統(tǒng)設計效率。</p><p>　　Proteus仿真軟件可以看做是構建了一個特殊的單片機系統(tǒng), 只要將所寫程序的HEX文件導入該單片機系統(tǒng)，就可以讓它一句句的執(zhí)行所寫的指令,也可以讓它與Keil實現(xiàn)聯(lián)調,程序有問題可以隨時改，幫助快速調試程序。</p><p>　　Proteus仿真軟件的應用，使我們在沒有硬件開銷的情況下，更快更好的

25、接觸到單片機的開發(fā)和應用，并且方便了程序的調試。</p><p><b>　　5 設計體會</b></p><p>　　經(jīng)過這六周的單片機實訓，自己有很多的心得體會，我接觸單片機程序設計將近有一年了,第一次接觸是跟著電氣開發(fā)部一起學習，其實當時也沒學到太多內容，只是懂得了一點皮毛而已。</p><p>　　而現(xiàn)在做一個相對自己水平來說功能較強的

26、實物，這使我在實踐中對單片機的理解又加深了不少，而且，在這個課程設計中，讓我真真切切感受到收獲的喜悅。在做的過程中，我遇到了很多問題，通過自己的努力，比如上網(wǎng)查資料，去圖書館借書，或者請教高年級的同學，都把他們一一解決了，成功后的喜悅給了我莫大學好單片機的信心和動力。</p><p>　　單片機對于我們電專業(yè)的學生來說是一門很重要的學科，老師和一些畢業(yè)的學長都說，如果學好單片機，就憑這門技術找一個好工作不成問題。

27、盡管我們在課堂上學到的內容有限，但在以后還要好好的學習單片機。最后感謝老師對我們的精心指導和幫助，感謝同學們對我的幫助。</p><p>　　下面我就來談談我個人的幾點體會：</p><p>　　1. 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。</p><p>　　2. 要養(yǎng)成注釋程序的好習慣,一個程序的完美與否不僅僅

28、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。</p><p>　　3. 在設計程序過程中遇到問題是很正常的,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。</p><p>　　4. 在設計程序時，將自己的程序分成一個模塊一個模塊來寫，先寫程序的主體，編譯沒錯誤后再往上添加其他功能模塊，添加一個功能模塊就編譯一次，并下載到單片機

29、里查看是否有錯誤，等成功后再依次添加其他模塊直至完成所有功能。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】 賈宗璞，許合利.C語言程序設計：中國礦業(yè)大學出版社，2007</p><p>　　【2】 靳孝峰，王艷.單片機的原理與應用，北京：北京航空航天大學大學出版社2009</p><p>　

30、　【3】 康華光.電子技術基礎（模擬部分）（第五版）.北京：高等教育出版社，2006.</p><p><b>　　附1：源程序代碼</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uc

31、har unsigned char</p><p>　　sbit buz=P3^0;</p><p>　　sbit key1=P3^1;</p><p>　　sbit key2=P3^2;</p><p>　　sbit key3=P3^3;</p><p>　　sbit key4=P3^4;</p>&l

32、t;p>　　uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};</p><p>　　uchar bank[30][3]={0};</p><p>　　uchar min,sec,msec,aa,bb,cc,dd,ee,ff;</p><p>　　uchar tab=0

33、,tab1=0,i,j;</p><p>　　uint tab3;</p><p>　　void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge);</p><p>　　void display2(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge,uchar qq);</p>

34、<p>　　void display3(uchar shi,uchar ge);</p><p>　　void delay(uint);</p><p>　　void scankey1();</p><p>　　void scankey3();</p><p>　　void scankey4();</p><p

35、>　　void keeptime();</p><p>　　void showtime();</p><p>　　void init()//初始化子程序</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<30;i++)</p><p>　　for(j=

36、0;j<3;j++)</p><p>　　bank[i][j]=0;</p><p><b>　　P3=0xff;</b></p><p><b>　　min=0;</b></p><p><b>　　sec=0;</b></p><p><

37、;b>　　msec=0;</b></p><p>　　TMOD=0X01;</p><p>　　TH0=(65536-10000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-10000)%256;</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><

38、b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　　IT0=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　TR0=tab1;</b></p><p><b>　　tab=0;</b>&l

39、t;/p><p><b>　　tab3=1;</b></p><p><b>　　i=0;</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void main()//主函數(shù)</p><p><b>　　{</b&

40、gt;</p><p><b>　　init();</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　scankey1();</p><p>　　if(tab1==1)<

41、/p><p>　　keeptime();</p><p><b>　　else</b></p><p>　　showtime();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p&g

42、t;　　void display(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge)//顯示子程序1，用于秒表走動時顯示</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P2=0xfe;</b></p><p>　　P0=table[qian];</p>&

43、lt;p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　P2=0xfd;</b></p><p>　　if(tab<=50)</p><p>　　P0=table[bai]|0x80;</p

44、><p>　　else P0=table[bai];</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　P2=0xfb;</b></p><p>　　P0=table[shi]

45、;</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　P2=0xf7;</b></p><p>　　P0=table[ge];</p><p><b>　　del

46、ay(1);</b></p><p><b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display2(uchar qian,uchar bai,uchar shi,uchar ge,uchar qq)//顯示子程序2，顯示所存時間</p>

47、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　P2=0xfe;</b></p><p>　　P0=table[qian];</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P0=0;</b><

48、;/p><p><b>　　P2=0xfd;</b></p><p><b>　　if(qq==0)</b></p><p>　　P0=table[bai]|0x80;</p><p>　　else P0=table[bai];</p><p><b>　　delay(

49、1);</b></p><p><b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　P2=0xfb;</b></p><p>　　P0=table[shi];</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>&

50、lt;b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　P2=0xf7;</b></p><p><b>　　if(qq==1)</b></p><p>　　P0=table[ge]|0x80;</p><p>　　else P0=table[ge];</p>

51、<p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display3(uchar shi,uchar ge)//顯示子程序3，顯示存儲時間的序號</p>&l

52、t;p><b>　　{</b></p><p><b>　　P2=0xfb;</b></p><p>　　P0=table[shi];</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P0=0;</b></p

53、><p><b>　　P2=0xf7;</b></p><p>　　P0=table[ge];</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　}</b&g

54、t;</p><p>　　void keeptime()//秒表記時函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　msec=tab;</b></p><p>　　aa=msec%10;</p><p>　　bb=msec/10;</p>

55、;<p>　　cc=sec%10;</p><p>　　dd=sec/10;</p><p>　　ee=min%10;</p><p>　　ff=min/10;</p><p>　　if(tab==100)</p><p><b>　　{</b></p><p&g

56、t;<b>　　tab=0;</b></p><p><b>　　sec++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(sec==60)</p><p><b>　　{</b></p><p>&l

57、t;b>　　sec=0;</b></p><p><b>　　min++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(min==59)</p><p><b>　　{</b></p><p><b&

58、gt;　　tab1=0;</b></p><p><b>　　TR0=tab1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(min==0)</p><p>　　display(dd,cc,bb,aa);</p><p>　　if(m

59、in!=0)</p><p>　　display(ff,ee,dd,cc);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void showtime()//存儲時間調出顯示函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　

60、uchar pp;</b></p><p>　　pp=(tab3-1)/2;</p><p>　　scankey3();</p><p>　　scankey4();</p><p>　　aa=bank[pp][0]%10;</p><p>　　bb=bank[pp][0]/10;</p>&l

61、t;p>　　cc=bank[pp][1]%10;</p><p>　　dd=bank[pp][1]/10;</p><p>　　ee=bank[pp][2]%10;</p><p>　　ff=bank[pp][2]/10;</p><p>　　if(bank[0][0]==0)</p><p>　　display

62、(0,0,0,0);</p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(tab3%2==1)</p><p>　　display3((pp+1)/10,(pp+1)%10);</p><p>　　if(tab3%2

63、==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(bank[pp][2]==0)</p><p>　　display2(dd,cc,bb,aa,0);</p><p>　　if(bank[pp][2]!=0)</p><p>　　display2(ff,ee,dd,cc,

64、1);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void scankey1()//檢測按鍵1是否被按下</p><p><b>　　

65、{</b></p><p>　　if(key1==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　delay(8);</b></p><p>　　if(key1==0)</p><p><b>　　{</b><

66、;/p><p>　　if(tab1==1)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　tab1=0;</b></p><p>　　TR0=tab1; </p><p><b>　　}</b></p><p&g

67、t;<b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　init();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　buz=0;</b></p&

68、gt;<p>　　delay(100);</p><p><b>　　buz=1;</b></p><p>　　while(key1!=1);</p><p><b>　　delay(8);</b></p><p>　　while(key1!=1);</p><

69、p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void scankey3()//檢測按鍵3是否被按下</p><p><b>　　{</b></p>

70、<p>　　if(key3==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　delay(8);</b></p><p>　　if(key3==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(

71、(tab3<60)&&(tab1==0))</p><p><b>　　tab3++; </b></p><p><b>　　buz=0;</b></p><p>　　delay(100);</p><p><b>　　buz=1;</b></p&

72、gt;<p>　　while(key3!=1);</p><p><b>　　delay(8);</b></p><p>　　while(key3!=1);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>&l

73、t;p><b>　　}</b></p><p>　　void scankey4()//檢測按鍵4是否被按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(key4==0)</p><p><b>　　{</b></p><p&g

74、t;<b>　　delay(8);</b></p><p>　　if(key4==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if((tab3>1)&&(tab1==0))</p><p><b>　　tab3--; </b><

75、;/p><p><b>　　buz=0;</b></p><p>　　delay(100);</p><p><b>　　buz=1;</b></p><p>　　while(key4!=1);</p><p><b>　　delay(8);</b><

76、/p><p>　　while(key4!=1);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(uint z)//延時函數(shù)</p&g

77、t;<p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint x,y;</b></p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b><

78、;/p><p>　　void exter0() interrupt 0 //外部中斷0函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　if((key2==0)&&(i<30))</p><p><b>

79、　　{ </b></p><p>　　if(tab1==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　tab1=1;</b></p><p><b>　　TR0=tab1;</b></p><p><b&

80、gt;　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　j=0;</b></p><p>　　bank[i][j++]=msec;</p><p>　　bank[

81、i][j++]=sec;</p><p>　　bank[i][j]=min;</p><p><b>　　i++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　buz=0;</b></p><p>　　delay(50);

82、</p><p><b>　　buz=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void timer0() interrupt 1//定時器中斷0函數(shù)</p><p><

83、b>　　{</b></p><p>　　TH0=(65536-10000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-10000)%256;</p><p><b>　　tab++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>