99秒秒表課程設(shè)計

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

2、lt;p>　　第2章 設(shè)計方案及基本原理3</p><p>　　2.1 預(yù)備知識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6</p><p><b>　　3.1設(shè)計步驟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)計背景及目的要求</p><p>　　1.1 99秒秒表設(shè)計背景</p>

5、<p>　　單片機正朝著高性能和對品種方向發(fā)展，趨勢是進(jìn)一步向著CMO化，低功率，小體積，大存量，高性能，低價格和外國電路內(nèi)裝化等幾個方面發(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)計思想和設(shè)計方法，從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了，這種軟件代替硬件的控制技術(shù)稱為微控制技術(shù)。是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。</p><p>　　單片機最常見的模塊

6、是秒表、數(shù)字鐘等顯示時間類的裝置，此裝置是一種用數(shù)字電路實現(xiàn)時，分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。</p><p>　　此設(shè)計利用凌陽公司的凌陽16位單片機SPCE061A為主控芯片，充分利用61板上面的三個按鍵，完成一個建議的現(xiàn)實系統(tǒng)—99秒秒表。</p><p>　　61板式一套完整的16位單片機開發(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，運算速度快，體積小，運算可靠。價格低廉，在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機電一體化、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)計目的</b></p><p>　　隨著單片機應(yīng)用的日益廣泛，我們應(yīng)加強對單片機的認(rèn)識和動手能力，課程設(shè)計就是為加強實踐社會，培養(yǎng)學(xué)生動手能力的一個重要環(huán)節(jié)，將

8、理論和實際聯(lián)系起來的一個機會。本課程設(shè)計的基本要求是：</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單片機匯編語言一般編程技巧。</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機一臺，μ'nSPTM 十六位單片機實驗箱一個。本設(shè)計用到的實驗箱硬件模塊為：SPCE061A核心及周邊電路模塊（包括32個I/O口），LED數(shù)碼管。做此實驗用51板也可以，因為51板也提供了相應(yīng)的LED模組，因為學(xué)校實驗室提供了61板。所以我決定選用SPC

10、E061A單片機實驗箱。</p><p><b>　　1.4 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　本裝置將實現(xiàn)0~99的計數(shù)，每一秒鐘，計數(shù)器將加1，在數(shù)碼管顯示當(dāng)前計數(shù)值，并可用鍵盤計數(shù)的起始，以及歸零，具體要求如下：</p><p>　　1.開機時數(shù)碼管顯示00.</p><p>　　2.每一秒鐘，計數(shù)器自動加1.

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

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

13、熟悉匯編語言或C語言。</p><p>　　2.2 LED顯示原理</p><p>　　靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有輸出鎖存功能，單片機將所有顯示的數(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時間。</p><p>　　動態(tài)現(xiàn)實需要單獨的顯示驅(qū)動電路，使用硬件較多，動態(tài)顯

14、示雖然有閃爍感，占用的CPU時間多，但是用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。</p><p>　　基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片排列而成的，可實現(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。這種顯示器有共陽極和共陰極兩種所謂共陽方式是指筆畫顯示器各段發(fā)光管的陽極（即Ｐ區(qū)）是公共的，而陰極互相隔離，所謂共陰方式是筆畫顯示

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

16、lt;/p><p>　　根據(jù)設(shè)計題目的要求分析，并考慮到題目的可擴展性，可將系統(tǒng)分成兩大部分：時間的產(chǎn)生和顯示。</p><p>　　按鍵的控制計數(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>　　采用凌陽大學(xué)計劃的LED硬盤模組和61板搭配可以很容易的完成這個課程設(shè)計的題目。它的連接圖如圖所示。IOB的低八位控制數(shù)碼管顯示段位，高八位控制點亮哪一個數(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>　　采用凌陽大學(xué)計劃的LED鍵盤模組和61

19、板搭配可以很容易的完成這個課程設(shè)計的題目。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數(shù)碼管。</p><p>　　圖2-2 LED鍵盤模組合和61板連接圖</p><p><b>　　第3章 程序設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1設(shè)計步驟</b></p><

20、p>　　根據(jù)設(shè)計要求的功能，程序主要分為三部分，即：</p><p>　　（1）計時顯示部分；</p><p><b>　?。?）秒計時部分；</b></p><p>　　（3）按鍵控制部分。</p><p>　　程序主流程主要完成鍵盤掃描、計時處理、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，采用動態(tài)掃描的方式，1KHz的時基中斷每1ms進(jìn)行一次中斷，在中斷中對2ms計數(shù)器i進(jìn)行累加，當(dāng)1從0累加到2時，則剛好為2ms，此時更新一個位的LED顯示，并對i進(jìn)行清零;當(dāng)下一次累加到2ms時則會更新顯示下一位LED數(shù)碼管，當(dāng)更新到最后一位時，返回重第一位開始更新，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，用戶需要更新顯示數(shù)據(jù)時，只需要改變對應(yīng)的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)即可，具體流程圖如下。</p><p>　　秒計時采用的IRQ5的2Hz時基中斷進(jìn)行計時，流程圖如圖3-3所示，鍵盤輸入利用61板自帶的三個按鍵，輸入的端口為IOA0-IOA2。</p><p>　　圖3-2 IRQ4 1KHz時基中斷流程圖 圖3-3 IRQ5 2Hz時基中斷流程圖</p>

23、<p><b>　　3.2 程序代碼</b></p><p><b>　　見附錄</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>　　本裝置將實現(xiàn)0～99的技術(shù)，每一秒鐘，計數(shù)器加1，在數(shù)碼管

24、上顯示當(dāng)前計數(shù)值，并可用鍵盤按制計數(shù)的起始，以及歸零。具體要求如下：</p><p>　　1.開機時數(shù)碼管顯示00.</p><p>　　2.每一秒鐘，計數(shù)器自動加1.</p><p>　　3.按鍵控制計數(shù)，分別控制開始時，停止計時和歸零，功能分配如下：</p><p>　　按KEY1開始計時數(shù)碼管顯示從00開始計時到99結(jié)束再從00開始循環(huán)

25、；</p><p>　　按KEY2停止計時數(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)計應(yīng)

26、該熟悉凌陽十六位單片機系統(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單片機匯編語言一般編程技巧，初步掌握61板系統(tǒng)調(diào)試的一般步驟及方法。設(shè)計結(jié)構(gòu)現(xiàn)實：開機時數(shù)碼管顯示為00，每一秒鐘計數(shù)器自動加一，按KEY1鍵開始計時，按KEY2停止計時并顯示當(dāng)前數(shù)值，按KEY3鍵歸零。</p><p><b>　　第5章 結(jié)論與體會</b><

27、;/p><p><b>　　設(shè)計結(jié)論：</b></p><p>　　在設(shè)計中我遇到了數(shù)碼管各腳各接口不知道如何連接和對單片機匯編語言不熟悉程序編寫困難等問題。</p><p>　　我采用的方法是用萬用表逐一測試管腳確定abcdefg腳的編號和通過光盤和網(wǎng)站中相關(guān)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)。</p><p>　　此設(shè)計的優(yōu)點是思路清晰、連接

28、簡單。缺點是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，增加單片機軟件程序智能的對進(jìn)制進(jìn)行轉(zhuǎn)換，除去繁瑣的進(jìn)制計算。</p><p><b>　　心得體會：</b></p><p>　　課程設(shè)計的最初目的是想讓我們學(xué)到一些對將來就業(yè)有實質(zhì)性的幫助的東西。從而單刀鍛煉自己的目的。通過這次課程設(shè)計，我對如何完成一項實際

29、的計劃有了進(jìn)一步的認(rèn)識，對如何加強自己的合作能力有了更進(jìn)一步的思考。通過這次課程設(shè)計，以后在工作中也能夠有更多的經(jīng)驗好借鑒。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]羅亞非.凌陽16位單片機應(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.單片機實驗與實踐[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)計與實踐[M].東南大學(xué)出版社.2002-3.</p><p>　　[4]于海生.微型計算機控制技術(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>