单片机倒计时秒表优秀课程设计.doc
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1、课 程 设 计 说 明 书课程名称: 单片机技术 设计题目: 倒计时数字秒表设计 院 系: 学生姓名: 张三 学 号: * 专业班级: * 指导老师: 李四 年 月 日课 程 设 计 任 务 书设计题目倒计时计数秒表设计学生姓名所在院系电子信息和电气工程学院专业、年级、班设计要求:一、设计一个可倒计时数字秒表。二、技术参数和要求 1、含有电源开关及指示灯,有复位按键; 2、p2.0-p2.3经过74LS47接2位数码管,p2.4和p2.5分别控制数码管显示个位和十位,显示0-99秒时间; 3、p3.2接按键1,用于统计时间值; 4、P3.3接按键2,用于显示统计时间值; 5、上电时,显示59并
2、倒计时,按键1用于统计目前值和复位59,按键2用于显示统计值。学生应完成工作:1、查阅资料,确定实施方案;2、学会识别多种元器件及掌握它们工作原理;3、熟练画出设计所需原理图和编写出所需汇编语言程序;4、学会用Protues仿真及调试自己单片机课程设计;5、掌握自己动手完成板子焊接及检错维修能力;6、学会编写基础课程设计汇报。参考文件阅读:1李广弟.单片机基础M 北京:航空航天大学出版社 1月2迟荣强.单片机原理及接口技术M 北京:高等教育出版社 9月3张毅刚.单片机原理及应用M 北京:高等教育出版社 5月4阎胜利.Protel DXP电路设计M 北京:电子工业出版社 7月工作计划:5月9日:
3、查阅资料; 5月10日:硬件设计; 5月11日:软件设计;5月16日:领元器件; 5月175月18日烧程序; 5月19日:焊接电路板;5月205月22日调试任务下达日期: 年5月 7 日任务完成日期: 年5月 18 日指导老师(署名): 学生(署名): 倒计时秒表摘 要:此次课程设计以AT89S52单片机为关键设计一个倒计时数字秒表,计数初值为59并开始每秒自动减1,当按键1按下时统计目前时间值,当按键2按下时显示目前统计值,显示过以后再次按下按键1时秒表复位为59。本设计硬件部分包含电源电路、复位电路、按键电路、振荡电路、数码管显示电路五部分电路,软件程序部分有定时中止程序、外部中止程序、显
4、示子程序和延时子程序等。软件Proteus画出原理图并进行仿真,依据仿真成功原理图接线,在万能版上把个个器件焊接好从而实现预期功效。关键词:倒计时 AT89S52 74LS47 数码管目 录1.设计背景51.1、设计课题提出51.2、设计作用及意义52.设计方案62.1、可行方案选择62.2、可行方案比较63.方案实施7 3.1、硬件电路实施7 3.2、软件程序实施114.结果和结论13 4.1、Proteus仿真运行结果13 4.2、结论145.收获和致谢146.参考文件147.附件15 7.1、附件一(整体电路图)15 7.1、附件二(元件清单图)16 7.1、附件三(程序)17 7.1、
5、附件四(运行实物图)221. 设计背景1.1设计课题提出计时器日常生活中随地可见,我们手上电子表,手机上时间显示等,这些利用数字电路实现装置,和机械时钟相比含有更高正确性和直观性,且无机械装置,含有更长使用寿命。其中关键组成部分就是计数器模块,是单片机中常见模块,以计时器为基础还能够设计更多对日常生活亲密相关设备,诸如定时报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动启闭路灯、定时开关烘箱、甚至多种定时电器自动启用等,全部是以计时器为基础。为了愈加好学习定时器模块,掌握基础计数器程序设计,实现一个功效基础步骤,提升动手能力,愈加好掌握所学知识,我们在此次课程设计中提出了实现倒计时秒表课题
6、。1.2设计作用及意义经过查阅资料、接口设计、程序设计、安装调试等步骤,完成MCS-51单片机多个资源应用并含有综合功效小系统目标板设计和编程应用。让我不仅能够将课堂上学到理论知识和实际应用结合起来,而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面知识深入加深认识,同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备使用技能等方面得到较全方面锻炼和提升,促进对单片机感性认识,加深对单片机理论方面了解,掌握单片机内部功效模块应用,如定时器/计数器、中止、片内外存贮器、I/O口、串行口通信等。了解和掌握单片机应用系统软硬件设计过程、方法及实现,强化单片机应用电路设计和分析能力。提升学生在单片机应用方面
7、实践技能和科学作风;培育学生综合利用理论知识处理问题能力,实现理论结合实际,学以至用标准。用所学知识和本身课外拓展学习加深对专业课了解和学习;锻炼综合利用电路设计及相关电子仪器、单片机软硬件结合理论,结合生产实际分析和处理工作工程实际问题能力,加固、加深和扩展相关电子类,汇编语言,相关电子电路和仿真软件方面知识和能力。经过此次课程设计,应加强培养以下能力:(1)加强本身独立动手能力和思索处理问题能力,提升发明能力;(2)学会使用软件Proteus画原理图和仿真调试。2.设计方案2.1可行方案选择以AT89S52单片机为关键元件,利用两位7 段共阳极数码管作为显示器件。在此设计中共接入2个两位一
8、体7段共阳LED 数码管,来显示实时数字,其中1个用于显示十位,1个用于显示个位,经过查表指令分别动态显示个位和十位。2个LED数码管显示范围可达成O-99 。上电时,显示59并开始自动每秒自动减1,当按键1按下时统计目前时间值,当按键2按下时显示目前统计值,显示过以后再次按下按键1时秒表复位为59。方案一利用查询端口实现统计经过不停查询P2.4和P2.5电平来判定是否统计目前时间值,当P2.4按下时统计目前时间但并不显示,当P2.5按下时则显示统计下时间,当P2.5再次按下时则复位为59,等候下次计时。用延时程序来实现1秒延时,经过数据区来统计统计值,经过显示子程序来显示倒计时和统计值。方案
9、二 利用中止实现统计本方案在方案一硬件基础上采取74LS47译码器硬件译码来方便实现显示,同时利用单片机外部中止0和外部中止1来实现统计和显示,把统计处理和显示处理做成份别做成外部中止0和外部中止1中止服务程序,经过中止服务程序处理不一样动作。利用T0做一个1秒中止,从而实现倒计时。另外经过数据区来统计统计值。经过显示子程序来显示目前倒计时和统计值。2.2方案选择假如使用方案一需要不停查询端口电平,单片机还要不停去实施显示程序,另外还要实施延时程序,单片机在同一个时刻只能做一件事情,所以会对统计造成较大误差,所以方案一误差较大假如使用方案二,因为方案二是利用外部中止,所以无须不停查询端口电平,
10、当按键按下时,即使程序处于显示程序中也能够立即中止去实施按键按下所需要处理动作,因为定时1秒是采取定时器来实现,单片机能够边实施程序边实现定时,所以能够实现较正确计时,另外外部中止均处于高级中止,能够较正确统计统计值。综上比较,本设计采取方案二作为此次课程设计首选方案。3. 方案实施3.1硬件电路实施(1)整体设计框图本硬件设计总共包含五部分电路:显示电路、振荡电路、复位电路、电源电路、按键电路。总体设计框图图3.1所表示。AT89S52单片机电源电路振荡电路复位电路显示电路按键电路图3.1 整体框图(2)电源电路 本设计采取整流桥墩2W10进行整流,然后用电解电容进行滤波,用7805进行稳压
11、,最终输出+5V稳压直流电源。其中C1、C4为1000PF电解电容,C2、C3为104瓷片电容,R1为1K电阻。其电路图如3.2所表示。图3.2 电源电路(3)振荡电路本模块用了一个11.0592HZ晶振外加两个33pf电容,电路图用图3.3所表示。图3.3 振荡电路(4)复位电路复位电路图图3.4所表示,其中C3是带极性电解电容,R1、R2是阻值为1K电阻图3.4 复位电路(5)显示电路本设计显示电路采取动态显示,动态显示,是指不管任何时刻只有一个LED数码管处于显示状态。若要各个数码管能同时显示出和本位对应显示字符,就必需采取动态“扫描显示方法”。即在某一时刻,只让某一位位选线处于选通状态
12、,而其它各位位选线处于关闭状态,同时,段码线上输出对应位要有显示字符段码,这么,在同一时刻,2位数码管中只有被选通那一位显示出字符。如此循环下去就能够显示出要显示字符。即使这些字符是不一样时刻显示,但因为LED数码管余辉和人眼“视觉暂留”作用,只要每位显示间隔足够短,则能够造成“多位同时亮假象”,达成同时显示效果。动态显示优点是硬件电路简单,显示器越多,优势越显著。此次设计显示电路有三部分组成:译码电路、驱动电路、LED数码管显示电路。其中译码电路用是芯片74LS47,74LS47是BCD-7段数码管驱动器,它功效用于将BCD码转化成数码块中数字,经过它解码, 能够直接把数字转换为数码管显示数
13、字, 从而简化了程序,节省了单片机I/O开销。74LS47译码器原理: 译码为编码逆过程。它将编码时给予代码含义“翻译”过来。实现译码逻辑电路成为译码器。译码器输出和输入代码有唯一对应关系。74LS47是输出低电平有效七段字形译码器,它在这里和数码管配合使用,其部分真值表如表3.1.1所表示。表 3.11A3A2A1A0a*b*c*d*e*f*g*00000000001000110011110010001001000110000110010010011000101010010001101100000011100011111000000000010010001100 分析表格3.1.1易知74L
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