1、河南機(jī)電高等專科學(xué)校課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)課程名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題名稱：倒計(jì)時(shí)器課程設(shè)計(jì)專 業(yè)：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：姓 名：成 績(jī)：2013 年12月30日1. 設(shè)計(jì)目的12. 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 13. 設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)14. 設(shè)計(jì)內(nèi)容24.1 硬件部分 24.1.1 硬件部分工作原理 24.1.2 設(shè)計(jì)原理 44.1.3 PCB 圖及 PCB$ 84.2 軟件部分1.1.4.2.1 程序流程圖125. 本設(shè)計(jì)改進(jìn)建議 126. 總結(jié)（感想和心得等） 137. 主要參考文獻(xiàn) 13附錄 13自動(dòng)控制系單片機(jī)課程設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)目的1）掌握利用keil uv4進(jìn)行軟件的編程及編譯。2）加深對(duì)單片

2、機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的理解。3）掌握倒計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)原理和方法。4）加深用Protel 99SE進(jìn)行原理圖的繪制、原理圖庫(kù)創(chuàng)建、PCB的生成及PCB庫(kù)的創(chuàng)建的操作方式。2、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備1）單片機(jī)STC89C52RC、數(shù)碼管、74HC573鎖存器、按鍵及其他元件。2）軟件 keil uv4 和 Protel99 SE。3、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)1）設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)倒計(jì)時(shí)電路，并具有顯示功能。設(shè)置外部操作鍵，能對(duì)倒計(jì)時(shí)器進(jìn)行修改、啟動(dòng)、停止和清零。當(dāng)計(jì)時(shí)器遞減為零時(shí)，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警（蜂鳴器鳴叫，LED丁閃爍），當(dāng)重新計(jì)時(shí)時(shí)，報(bào)警關(guān)閉。利用六位數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，來(lái)顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間（時(shí)、分、秒），中間利用小數(shù)點(diǎn) 隔開(kāi)

3、。當(dāng)利用外部功能鍵設(shè)置時(shí)間時(shí)，利用三個(gè) LED燈來(lái)區(qū)分修改的是小時(shí)、分鐘還是 秒。2）設(shè)計(jì)指標(biāo)具有基本的倒計(jì)時(shí)功能。具有暫停、清零和報(bào)警的功能可以任意設(shè)置時(shí)間。開(kāi)始時(shí)顯示為六個(gè)零。4、設(shè)計(jì)內(nèi)容4.1硬件部分4.11硬件部分工作原理1）顯示部分利用六位七段數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，用來(lái)顯示倒計(jì)時(shí)間和設(shè)置時(shí)間。數(shù)碼管采用共陰 極接法，當(dāng)陽(yáng)極接入高電平時(shí)，數(shù)碼管顯示，位選送入低電平時(shí)，數(shù)碼管被選中可以參 與顯示（位選），再送入段選數(shù)值。段選采用共陰極接法，送入高電平可顯示數(shù)值，如 圖1-3。利用D8、D7、D6三個(gè)數(shù)碼管用于顯示功能鍵。2）按鍵部分利用51單片機(jī)P3端口獨(dú)立鍵盤，即 P3A4、P3A5、P3

4、A& P3A7 （如圖1-8）。 按鍵檢測(cè)流程如圖1-2所示，程序中用延時(shí)10ms的方式進(jìn)行消抖。按鍵S1為復(fù)位按鍵。3）定時(shí)器部分用定時(shí)器T0和定時(shí)器T1,軟啟動(dòng)、工作方式1。運(yùn)用時(shí)首先打開(kāi)全局中斷、定時(shí) 器1中斷和定時(shí)器0中斷才能運(yùn)行。裝入初值時(shí)，因?yàn)榫д耦l率為 11.0592MHZ （如圖 1-5）,所以一個(gè)機(jī)器周期為1.09us,計(jì)算65536個(gè)數(shù)字小于1s,所以應(yīng)裝初值為： TH0=（65536-45872）/256;TL0=（65536-45872）%256;TH1=（65536-45872）/256;TL1=（65536-45872）%256;運(yùn)行20次就1s。4）報(bào)警部分當(dāng)?shù)褂?jì)

5、時(shí)減為零時(shí)，用P1端口 PW0LED燈1s閃爍，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。LED燈為 共陽(yáng)極接口，當(dāng)送入低電平時(shí)發(fā)光，蜂鳴器圖1-1，與單片機(jī)相連如圖1-9.-17 -START寄存器初始化單片機(jī)I/O端口初始化延時(shí)10ms執(zhí)行相應(yīng)代碼圖1-2 按鍵檢測(cè)流程圖4.1.2、設(shè)計(jì)原理sbit key1=P3A4sbit key1=P3A5sbit key1=P3A6sbit key1=P3A7圖1-1蜂鳴器原理圖用于啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)和停止倒計(jì)時(shí)。切換功能鍵（當(dāng)?shù)谝淮伟聪聲r(shí)切換到 seG此時(shí)D6燈亮。當(dāng)?shù)诙伟聪聲r(shí)切換到 min,此時(shí)D7燈亮。當(dāng)?shù)谌伟聪聲r(shí)切換到hour,止匕時(shí)D8燈亮）。設(shè)定數(shù)值（當(dāng)D6燈亮?xí)rs

6、ec+,當(dāng)D7燈亮?xí)rmin+,當(dāng)D8燈亮?xí)rhour+。）。清零。六位數(shù)碼管：前兩位顯示小時(shí)，中間兩位顯示分，最后兩位顯示秒。中間用小數(shù)點(diǎn)隔開(kāi)。圖1-3六位數(shù)碼管原理圖=ii1Jnl 1 t 1nMILVPT二二修 purr? FXi1 W39D(J一3i A Al* A & TJl FJWU%,J3SDIJ.F-4J7 1 API需f-uirUL/ 1,4.2D2:X 1 J Pl4LLT 從 RUx,J3廠D3T、6Jr KWhftjf ATJiY36D4.r-r f尸in 團(tuán)扇35D3,z3JTVJAUJJ34D6%9lr X /RWTrVOjHiJJ,D J33D7*10Jrl /|,a

7、LJ f fFA Vmn31111 rTvnZ-rL Vpp AT C DRAA30012DfTMTbjrLLlL JrJxLAJ2P13H2j.IL、1 u J 口。ftntFTiDT7跳*VELA14i J1 1JTblJjTHxJDULA15Jr J*rl Uj TJICjTI Y工口m q途上J1典1.JT) 1 /TVT? 工工二口-j.2517, n qfPTTj-jpi *24IS VTAT，E/1PIT2319HiL4尸工4pn i2220frhjn.Fa 1 pnn21rxUTC8?C52RC圖1-4 STC89C52R印片機(jī)原理圖圖1-5復(fù)位電路及時(shí)鐘原理圖圖1-6鎖存器原

8、理圖U1D3尸尸HP11J2EICP12P13PHPISPl?PIT圖1-7 led燈連接原理圖圖1-8按鍵連接原理圖圖1-9蜂鳴器連接原理圖圖1-10原理圖原理圖介紹：STC89C52RO片機(jī)采用DIP40封裝，電阻采用 AXIAL0.4封裝，led 燈采用DIODE0.4封裝，數(shù)碼管采用SMG寸裝（如圖1-13）,蜂鳴器采用beep封裝（如 圖1-11）,按鍵采用S1封裝（如圖1-12）,電容采用RAD0.1封裝，極性電容采用RB.2/.4 封裝，晶振采用XTAL1封裝，三極管采用TO-92B封裝。（PCB$如圖1-11所示）4.1.3 PCB 圖與 PC/Protel 99SE是Prok

9、lTechnology公司基于 Windows環(huán)境下開(kāi)發(fā)的電路板設(shè)計(jì)軟件。該軟件功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好，易學(xué)易用，是大中專院校電學(xué)專業(yè)必學(xué)課程，同時(shí)也是業(yè)界人士首選的電路板設(shè)計(jì)工具。Protel 99SE由兩大部分組成：電路原理圖設(shè)計(jì)（Advanced Schematic和多層印 刷電路板設(shè)計(jì)（Advanced PCB）。其中Advanced Schematic由兩部分組成：電路圖編輯 器（Schemati。和元件庫(kù)編輯器（Schematic Library）。圖1-11蜂鳴器封裝圖（beep圖1-12按鍵的封裝圖（S1）圖1-13數(shù)碼管的封裝圖（SMG）一，* * _ 北圖1-14 PCB封

10、裝圖4.2軟件部分Keil軟件介紹：支持8051微控制器體系結(jié)構(gòu)的Keil開(kāi)發(fā)工具，適合每個(gè)階段的開(kāi)發(fā) 人員，不管是專業(yè)的應(yīng)用工程師，還是剛學(xué)習(xí)嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的學(xué)生。KEIL C51開(kāi)發(fā)工具旨在解決 嵌入式軟件開(kāi)發(fā)商面臨的復(fù)雜問(wèn)題。當(dāng)你開(kāi)始一個(gè)新項(xiàng)目，只需簡(jiǎn)單的從設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)選擇使用的設(shè)備，uVision IDE將設(shè)置好所有的編譯器、匯編器、鏈接器和存儲(chǔ)器選項(xiàng)。包含大量的例程，幫助你著手使用最流行的嵌入式8051設(shè)備。Keil仙Vision調(diào)試器準(zhǔn)確地模擬8051設(shè)備的片上外圍設(shè)備（IC、CAN UART SPI、中 斷、I/O端口、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和PW喉塊）。模擬幫助你了解硬件配置

11、，避免 在安裝問(wèn)題上浪費(fèi)時(shí)間。止匕外，使用模擬器你可以在沒(méi)有目標(biāo)設(shè)備的情況下編寫和測(cè) 試應(yīng)用程序。當(dāng)你準(zhǔn)備在目標(biāo)硬件上測(cè)試軟件應(yīng)用時(shí)，可以使用MON51 MON390 NONADI或者FlashMON51目標(biāo)監(jiān)視器、ISD51 In-System調(diào)試器、ULINKUSB-JTAGS配器在目標(biāo)系統(tǒng) 上下載并測(cè)試程序代碼。4.2.1程序流程圖圖1-12程序流程圖4、本設(shè)計(jì)改進(jìn)建議可以設(shè)計(jì)讓其正計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)報(bào) 不用數(shù)碼管，用1602液晶顯示。程序中設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)置只能加，不能減，可以設(shè)計(jì)讓其可以減。利用矩陣鍵來(lái)設(shè)計(jì)。5、總結(jié)（感想和心得等）單片機(jī)是我們重要的一門課程，因?yàn)樵谏钪杏泻芏嗟胤蕉歼\(yùn)用

12、了單片機(jī)方面的知 識(shí)，例如我們的手表、計(jì)算器、充電器等等，都運(yùn)用到單片機(jī)方面的知識(shí)。經(jīng)過(guò)多天的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)基本完成，從中學(xué)習(xí)了很多知識(shí)。也知道了設(shè)計(jì)是多么不 容易的事情，需要很多知識(shí)才能設(shè)計(jì)出來(lái)。從這幾天的設(shè)計(jì)中，學(xué)習(xí)到了很多知識(shí)，加 深了對(duì)學(xué)到的知識(shí)的理解，使對(duì)以前學(xué)習(xí)的知識(shí)有了深刻的理解。而且在設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)好多 知識(shí)在課本中沒(méi)有，還有許多知識(shí)記不住，基礎(chǔ)知識(shí)沒(méi)掌握好，明白了不能只讀書(shū)，還 要多操作單片機(jī)，不斷地學(xué)習(xí)。6、主要參考文獻(xiàn)1單片機(jī)原理及運(yùn)用主編董少明 中國(guó)鐵道出版社2007.11出版2模擬電子技術(shù) 主編楊毅德 重慶大學(xué)出版社2004出版38051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用主編 吳金戌 沈慶陽(yáng) 清

13、華大學(xué)出版社2002出版附錄C語(yǔ)言程序：#include （頭文件）#define uchar unsigned cha r（宏定義）#define uint unsigned intsbit dula=P2A6;（聲明變量，鎖存器U3鎖存器U4位選端、led燈、蜂鳴器和四個(gè)按 鍵）sbit wela=P2A7；sbit key1=P3A4;sbit key2=P3A5;sbit key3=P3A6;sbit key4=P3A7;sbit beep=P2A3;sbit led=P1A0;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x

14、07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;（定義共陰數(shù)碼管編碼）uchar sec,min,hour,temp1,num1,num2,temp2定義所需使用的變量 ）void delay（uint xms）（延時(shí)程序）uint i,j;for（i=xms;i0;i-）for（j=110;j0;j-）;void display（uchar hour,uchar min,uchar sec）（顯示程序）uchar s1,s2,m1,m2,h1,h2;s2=sec/10;（分開(kāi)秒的十位和各位）s1=sec%10;m2=min/10;（分開(kāi)分的十位和各位）m

15、1=min%10;h2=hour/10;（分開(kāi)時(shí)的十位和各位）h1=hour%10;dula=1;（打開(kāi)U4鎖存端）P0=tableh2;（送入段選信號(hào)）dula=0;（關(guān)閉U4鎖存端）P0=0xff;（消影）wela=1;（打開(kāi)U3鎖存端）P0=0xfe;（送入位選信號(hào)）wela=0;（關(guān)閉U3鎖存端）自動(dòng)控制系單片機(jī)課程設(shè)計(jì)delay（1）;（延時(shí)1毫秒）dula=1;P0=tableh1+0x80; （+0x80 是為了顯示小數(shù)點(diǎn)） dula=0;P0=0xff; wela=1;P0=0xfd ;wela=0;delay；dula=1;P0=tablem2;dula=0;P0=0xff;

16、wela=1;P0=0xfb;wela=0;delay；dula=1;P0=tablem1+0x80;dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0x億wela=0;delay；dula=1;P0=tables2;P0=0xff;wela=1;P0=0xef;wela=0;delay；dula=1;P0=tables1;dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xdf;wela=0;delay；void keyscan()(按鍵程序)if(key1=0)delay(10);(延時(shí)消抖)if(key1=0)while(!key1);(檢測(cè)按鍵釋放)temp1+; (keyl 鍵每

17、按一次 tempi 加一次)if(temp1=1) TR0=1;(啟動(dòng)定時(shí)器T0)TR1=0;(關(guān)閉定時(shí)器T1)if(temp1=2)TR0=0;-19 -自動(dòng)控制系單片機(jī)課程設(shè)計(jì)TR1=0;beep=1;(關(guān)閉報(bào)警)led=1;temp1=0;if(key3=0)delay(10);if(key3=0)switch(temp2)(當(dāng)temp2=1時(shí)功能鍵切換到秒，temp2=2時(shí)切換至U分，temp2=3 切換到時(shí))case 1:sec+;if(sec=60)sec=0;break;(秒力口一)case 2:min+;if(min=60)min=0;break;(分力口一)case 3:ho

18、ur+;if(hour=24)hour=0;break;(時(shí)力口)while(!key3);(檢測(cè)按鍵釋放)if(key2=0)(功能鍵)delay(10);if(key2=0) while(!key2);temp2+;(功能鍵每按一次temp2力口一次，如圖1-7當(dāng)temp2=1時(shí)，D4 燈亮，表示切換到秒。當(dāng)temp2=2時(shí)，D3燈亮，表示切換到秒分。當(dāng)temp2=3時(shí)，D4 燈亮，表示切換到時(shí)。)if(temp2=1) P1=0xdf;if(temp2=2) P1=0xbf;if(temp2=3) P1=0x7f;if(temp2=4) temp2=0;P1=0xff;(關(guān)閉所有的燈)if(key4=0)(清零鍵并且能關(guān)閉報(bào)警)delay(10);if(key4=0) while(!key4);hour=0;min=0;sec=0;TR0=0;TR1=0;beep=1;(關(guān)閉聲報(bào)警)led=1;(關(guān)閉光報(bào)警)void main()(主函數(shù))TMOD=0x11;(設(shè)置定時(shí)器 T0、T1為工作方式1,軟啟動(dòng)00010001 )TH0=(65536-45872)/256;(裝初值為 50msTL0=