多用秒表課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　第1章 總體設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)為中心器件，利用其定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，結(jié)合硬件電路如電源電路，晶振電路，復(fù)位電路，顯示電路，以及一些按鍵電路等來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)器，將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。其中軟件系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編寫程序，在編程軟件中調(diào)試運(yùn)行。 <

2、;/p><p><b>　　+</b></p><p>　　圖1.1 系統(tǒng)電路原理框圖</p><p><b>　　軟硬件功能分析</b></p><p><b>　　工作過(guò)程如下：</b></p><p>　　開(kāi)始測(cè)量前，先按清零鍵秒表恢復(fù)到開(kāi)始測(cè)量的最初

3、狀態(tài)，四位數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)00.00；</p><p>　　按開(kāi)始鍵則計(jì)時(shí)開(kāi)始，秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，每10ms計(jì)時(shí)刷新一次；</p><p>　　計(jì)時(shí)過(guò)程中，按暫停鍵則停止計(jì)時(shí)，再按開(kāi)始鍵則計(jì)時(shí)繼續(xù)，依次按記錄鍵記錄結(jié)果，最多可記錄八組數(shù)據(jù)；</p><p>　　計(jì)時(shí)結(jié)束，按停止鍵結(jié)束，</p><p>　　第2章 硬件設(shè)計(jì)電路</p>

4、<p>　　2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖:</p><p>　　圖2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路</p><p>　　2.2晶體振蕩電路 </p><p>　　STC89C52芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。引線

5、XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。這里，我們選用51單片機(jī)12MHZ的內(nèi)部振蕩方式，電容器C1，C2起穩(wěn)定振蕩頻率，并對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用，C1和C2可在20-100PF之間取值,這里取30P。</p><p><b>　　圖2.2 晶振電路</b></p><p><b>　　2.3 復(fù)

6、位電路</b></p><p>　　采用上電加按鍵復(fù)位電路，上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時(shí)間。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行之中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電加按鍵復(fù)位的操作。</p><p><b>　　圖2.3 復(fù)位電路</b></p><p><b>　　2.4按鍵電路 </b&

7、gt;</p><p>　　在按鍵電路中，我們可以在I/O口上直接接按鍵，或者通過(guò)I/O口設(shè)計(jì)一個(gè)鍵盤，然后通過(guò)鍵盤掃描程序判斷是否有鍵按下等。鍵盤掃描電路節(jié)省I/O口，但編程有些復(fù)雜，在這里，由于我們所用的按鍵較少，且系統(tǒng)是一個(gè)小系統(tǒng)，有足夠的I/O口可以使用，為了使程序簡(jiǎn)化，我們采用按鍵電路，用部分P1口做開(kāi)關(guān)，P1.0開(kāi)始，P1.1暫停，P1.2清零，P1.3停止，P1.4記錄，P1.5查看。對(duì)于按鍵的設(shè)計(jì)

8、，采用了防抖動(dòng)的程序設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的性能得到進(jìn)一步的提升。當(dāng)按鍵被按下時(shí)，相應(yīng)的引腳被拉低，經(jīng)掃描后，獲得鍵值，并執(zhí)行鍵功能程序，因此按下不同的按鍵，將執(zhí)行不同的功能程序。</p><p><b>　　圖2.4按鍵電路</b></p><p><b>　　2.5顯示電路</b></p><p>　　顯示電路既可以選用液晶顯示

9、器，也可以選用數(shù)碼管顯示。我們采用的是數(shù)碼管顯示電路。用四個(gè)共陽(yáng)極LED顯示，LED是七段式顯示器，內(nèi)部有7個(gè)條形發(fā)光二極管和1個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。</p><p>　　在用數(shù)碼管顯示時(shí)，我們有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種選擇，靜態(tài)顯示程序簡(jiǎn)單，顯示穩(wěn)定，但是占用端口比較多；動(dòng)態(tài)顯示所使用的端口比較少，可以節(jié)省單片機(jī)的I/O口。在設(shè)計(jì)中，我們采用LED動(dòng)態(tài)顯示，用P0口驅(qū)動(dòng)顯示。由于P0口的輸出級(jí)

10、是開(kāi)漏電路，用它驅(qū)動(dòng)時(shí)需要外接上拉電阻才能輸出高電平。</p><p><b>　　圖2.5 顯示電路</b></p><p>　　2.6 系統(tǒng)供電電源電路</p><p>　　本系統(tǒng)需要采用+5V電源，所采用的電源電路是由三端穩(wěn)壓器組成的。</p><p><b>　　圖2.6 電源電路</b>&

11、lt;/p><p>　　第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路</p><p>　　經(jīng)過(guò)前幾章的設(shè)計(jì)工作，系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了。然而，對(duì)于一個(gè)完整的設(shè)計(jì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只有硬件電路的設(shè)計(jì)完成是不夠的，它必須通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作的控制功能，從而才能實(shí)現(xiàn)電路應(yīng)有的系統(tǒng)功能。</p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)的軟件設(shè)

12、計(jì)只要使用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言與系統(tǒng)硬件的關(guān)系密切?？煞奖愕貙?shí)現(xiàn)諸如中斷管理以及模擬/數(shù)字量的輸入/輸出等功能，具有占用系統(tǒng)資源小、執(zhí)行速度快的特點(diǎn)，但是，對(duì)復(fù)雜的大型應(yīng)用系統(tǒng)，其代碼可讀性差，并不利于升級(jí)和維護(hù)。高級(jí)語(yǔ)言的代碼效率和長(zhǎng)度都不如匯編語(yǔ)言，但其結(jié)構(gòu)清晰、可讀性好、開(kāi)發(fā)周期短、有極強(qiáng)的可移植性，在多數(shù)應(yīng)用方面執(zhí)行效率與匯編語(yǔ)言的差距也不大，近年來(lái)得到了極為廣泛的應(yīng)用。而C語(yǔ)言既有高級(jí)語(yǔ)言的各種特點(diǎn)，又可對(duì)硬件進(jìn)行操作

13、，并可對(duì)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。用C語(yǔ)言編寫的程序較容易移植，可生成簡(jiǎn)潔、可靠的目標(biāo)代碼，用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)已經(jīng)是必然的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)整體軟件思路為：記錄多組數(shù)據(jù)并通過(guò)數(shù)碼管顯示。</p><p>　　本設(shè)計(jì)以單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心控制單元，運(yùn)用C語(yǔ)言進(jìn)行編程工作，按照工作流程來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求并且通過(guò)軟硬件的不斷調(diào)整，來(lái)完善優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。在軟件

14、設(shè)計(jì)中，一般采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，它具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。把一個(gè)多功能的復(fù)雜的程序劃分為若干個(gè)簡(jiǎn)單的、功能單一的程序模塊，有利于程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試，優(yōu)化和分工，提高了程序的閱讀性和可靠性，使程序的結(jié)構(gòu)層次一目了然。應(yīng)用系統(tǒng)的程序由包含多個(gè)模塊的主程序和各種子程序組成。各程序模塊都要完成一個(gè)明確的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)某個(gè)具體的功能，如：計(jì)數(shù)、延時(shí)、和顯示等，在具體需要時(shí)調(diào)用相應(yīng)的模塊即可。</p><p>　　功能描述：用四位L

15、ED數(shù)碼管顯示時(shí)間。一個(gè)"開(kāi)始"鍵, 一個(gè)"暫停"鍵, 一個(gè)"清零"鍵,一個(gè)“停止”鍵，一個(gè)"記錄"鍵,可同時(shí)記錄八個(gè)相對(duì)獨(dú)立的時(shí)間；一個(gè)“查看”鍵，查看八個(gè)不同的計(jì)時(shí)值。六個(gè)按鍵分別通過(guò)六個(gè)端口控制秒表的六個(gè)功能。</p><p>　　3.2 主程序流程設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3.1 主程序流程圖<

16、/p><p><b>　　實(shí)習(xí)總結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉海成.單片機(jī)及應(yīng)用原理教程.中國(guó)電力出版社，2012.7</p><p>　　[2] 李鄧化，彭書華，許曉飛．智能檢測(cè)技術(shù)及儀表．科學(xué)出版社，2007：194-201</p&

17、gt;<p>　　[3] 戴佳. 單片機(jī)C51語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì). 電子工業(yè)出版社， 2006.7:168-169</p><p>　　[4] 朱民雄.計(jì)算機(jī)語(yǔ)言技術(shù). 北京航空航天大學(xué)出版社，2002.1:103-105</p><p>　　[5] 李鴻. 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 湖南大學(xué)出版社. 2004:8:72-73</p><p>　　[

18、6] 劉建清. 單片機(jī)技術(shù). 國(guó)防工業(yè)出版社， 2006.8: 104-105 </p><p>　　[7] 楊寧，胡學(xué)軍．單片機(jī)與控制技術(shù)．北京航空航天大學(xué)出版社，2005-03:306-322</p><p>　　[8] 馬忠梅等．單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)．北京航空航天大學(xué)出版社，1997:201-211</p><p>　　[9] Kai E, Saw

19、ata S, Lkebukuro K et al. Detection of PCR product in solution using surface plasmon resonance .Analytical Chemistry, 1999.7.1 :796~800 </p><p>　　[10] Verghese G C, Lang H, Casey L F. Analysis of instabili

20、ty in electrical machines .IEEE Trans on IA, 1986, 22 :853-864 . </p><p>　　[11] Richard Blanchard, James Harden. Mosfets control more power in the same-sized package .Electronic Design, 1982, 12:107~114 <

21、/p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　附錄1 總原理圖</b></p><p><b>　　附錄2 源程序</b></p><p>　　#include "reg52.h"</p><p>　　#define

22、 start 0xfe</p><p>　　#define pause 0xfd</p><p>　　#define clr 0xfb</p><p>　　#define stop 0xf7</p><p>　　#define save 0xef</p><p>　　#define look 0xdf<

23、/p><p>　　unsigned int times_10ms;</p><p>　　idata unsignedint ;s[12];</p><p>　　unsigned char s_ptr;</p><p>　　unsigned char d[4];</p><p>　　void delay_1ms(void)

24、</p><p>　　{unsigned int i;</p><p>　　for(i=0;i<123;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display(unsigned int t)</p><p>　　{unsigned char i;&l

25、t;/p><p>　　unsigned char code BCD_7[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};</p><p>　　for(;t>0;t--)</p><p>　　{for(i=0;i<4;i++)</p><p>　　{P0=BCD_

26、7[d[i]];</p><p>　　if(i==2)P0&=0x7f;</p><p>　　P2&=~(0x10<<i);</p><p>　　delay_1ms();</p><p><b>　　P2|=0xf0;</b></p><p><b>　　}&

27、lt;/b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　unsigned char Read_key(void)</p><p>　　{unsigned char k;</p><p><b>　　P1

28、=0xff;</b></p><p><b>　　k=P1;</b></p><p>　　if(k==0xff)return 0xff;</p><p><b>　　else </b></p><p>　　{display(3);</p><p><b&g

29、t;　　k=P1;</b></p><p>　　if(k==0xff)return 0xff;</p><p>　　else return k;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　int main(

30、void)</p><p>　　{unsigned char i,k;</p><p>　　unsigned int tem;</p><p>　　unsigned char run_sign;</p><p>　　TH2=RCAP2H=(65536-10000)/256;</p><p>　　TL2=RCAP2L=(

31、65536-10000)%256;</p><p>　　EA=1;ET2=1;</p><p>　　times_10ms=0;</p><p><b>　　s_ptr=0;</b></p><p>　　for(i=0;i<12;i++)s[i]=0;</p><p>　　for(i=0;i&

32、lt;4;i++)d[i]=0;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{k=Read_key();</p><p>　　if(k!=0xff)</p><p>　　{switch(k)</p><p>　　{case start:</p><

33、;p>　　run_sign=1;</p><p><b>　　TR2=1;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case pause:</p><p><b>　　TR2=0;</b></p><p>&l

34、t;b>　　break;</b></p><p>　　case stop:</p><p><b>　　TR2=0;</b></p><p><b>　　s_ptr=0;</b></p><p>　　run_sign=0;</p><p><b>

35、　　break;</b></p><p><b>　　case clr:</b></p><p><b>　　TR2=0;</b></p><p>　　times_10ms=0;</p><p>　　TH2=(65536-10000)/256;</p><p>　

36、　TL2=(65536-10000)%256;</p><p><b>　　s_ptr=0;</b></p><p>　　for(i=0;i<12;i++)s[i]=0;</p><p>　　for(i=0;i<4;i++)d[i]=0;</p><p><b>　　break;</b>

37、</p><p>　　case save:</p><p>　　s[s_ptr++]=times_10ms;</p><p>　　while(k!=0xff)</p><p>　　{k=Read_key();</p><p>　　display(1);</p><p><b>　　}&

38、lt;/b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case look:</p><p>　　tem=s[s_ptr++];</p><p>　　d[3]=tem/1000;d[2]=tem/100%10;</p><p>　　d[1]=tem/10%10;d

39、[0]=tem%10;</p><p>　　while(k!=0xff)</p><p>　　{k=Read_key();</p><p>　　display(1);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　break;</b></p>

40、<p><b>　　default:</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(run_sign)</p>

41、<p>　　{tem=times_10ms;</p><p>　　d[3]=tem/1000;d[2]=tem/100%10;</p><p>　　d[1]=tem/10%10;d[0]=tem%10;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　display(1);</p>

42、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void t2_overFlow(void) interrupt 5 using 3</p><p><b>　　{if(TF2)</b></p><p><b>