單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可編倒計(jì)時裝置

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1、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題 目: 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可編倒計(jì)時裝置 初始條件： 1. Protues軟件或Xl1000實(shí)驗(yàn)箱； 2. 課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)資料：“Xl1000說明書以及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)”“、單片微型計(jì)算機(jī)”等； 3. 先修課程：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、Protues電路設(shè)計(jì)教程及單片機(jī)原理及應(yīng)用等課程 要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求） 1. 課程設(shè)計(jì)時間：1周； 2. 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可編倒計(jì)時裝置； 要求：按秒倒計(jì)時，鍵盤預(yù)置分、秒各兩位數(shù)，鍵控啟動計(jì)時，數(shù)碼管顯示倒計(jì)時。計(jì)時器歸零時輸出一音頻信號。 3. 本課程設(shè)

2、計(jì)統(tǒng)一技術(shù)要求：研讀輔導(dǎo)資料對應(yīng)章節(jié)，對選定的設(shè)計(jì)題目進(jìn)行理論分析，針對具體設(shè)計(jì)部分的原理分析、建模、必要的推導(dǎo)和可行性分析，畫出程序設(shè)計(jì)框圖，編寫程序代碼（含注釋），上機(jī)調(diào)試運(yùn)行程序，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果（含計(jì)算結(jié)果和圖表），并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)； 4. 課程設(shè)計(jì)說明書按學(xué)?！罢n程設(shè)計(jì)工作規(guī)范”中的“統(tǒng)一書寫格式”撰寫，具體包括： ① 目錄； ② 設(shè)計(jì)原理； ③ 系統(tǒng)硬件線路設(shè)計(jì)圖； ④ 程序框圖； ⑤ 資源分配表； ⑥ 源程序 ⑦ 性能分析 ⑧ 課程設(shè)計(jì)的心得體會（至少500字）； 時間安排： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月

3、 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 目錄 1.設(shè)計(jì)原理…………………………………………………………..2 1.1倒計(jì)時原理…………………………………………………2 1.2數(shù)碼管顯示原理…………………………………………..2 1.3矩陣鍵盤工作原理………………………………………..2 1.4小喇叭工作原理……………………………………………3 1.5led燈顯示原理……………………………………………..3 2.系統(tǒng)硬件線路設(shè)計(jì)圖……………………………………………4 2.1單片機(jī)部分………………………………………………..4 2.2數(shù)碼管

4、部分……………………………………………….4 2.3矩陣鍵盤部分……………………………………………5 2.4小喇叭及LED部分…………………………………….5 2.5X1000實(shí)驗(yàn)箱連線………………………………………6 3.程序框圖………………………………………………………7 4.資源分配表……………………………………………………9 5.源程序………………………………………………………….9 6.性能分析……………………………………………………….14 7.總結(jié)與心得……………………………………………………15 8.本科生課程設(shè)計(jì)成績評定表………………………………….16

5、 1.設(shè)計(jì)原理 1.1倒計(jì)時原理 利用定時器T0工作于方式1下，為16位定時計(jì)數(shù)方式，由TH提供高8位，TL提供低8位的計(jì)數(shù)初值，最大計(jì)數(shù)為65536個脈沖，當(dāng)時，工作于定時方式，以振蕩源的12分頻信號作為計(jì)數(shù)脈沖；當(dāng)時，工作于計(jì)數(shù)方式，對外部脈沖輸入端輸入的脈沖計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)脈沖能否加到計(jì)數(shù)器上，受啟動信號的控制，當(dāng)GATE=0時只要TR=1則定時/計(jì)數(shù)器啟動工作。當(dāng)GATE=1時，TR=1和同時滿足才能啟動，此時啟動受到雙重控制。每啟動定時、計(jì)數(shù)前，需預(yù)置計(jì)數(shù)初值。啟動后計(jì)數(shù)器立即加1計(jì)數(shù)，TL低8位的計(jì)數(shù)滿回零后向TH進(jìn)位，當(dāng)16位計(jì)數(shù)滿回零后，中斷溢出標(biāo)志TF置1，產(chǎn)生中斷請

6、求，表示定時時間到或計(jì)數(shù)次數(shù)到。若允許中斷ET=1且CPU開中斷（EA=1）,則CPU響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序，同時TF自動清零。TMOD=0x01設(shè)置定時器T0工作與方式1且為定時方式，由于每個計(jì)數(shù)脈沖的周期為1us，故若將定時器設(shè)置為10ms需接受10000次脈沖，所以要從初值55536處開始計(jì)數(shù)，為定時器賦初值為TH=0xd8,TL=0xf0。在此基礎(chǔ)上以count--作為倒計(jì)時程序，設(shè)置count從100開始減1即可實(shí)現(xiàn)時間間隔為1s的倒計(jì)時。 1.2數(shù)碼管顯示原理 數(shù)碼管實(shí)際上是由7個發(fā)光二極管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個，我們分別把他命名為A,B,C,D,E,F,

7、G,H。在Xl1000實(shí)驗(yàn)箱接法為共陽極接法，我們獲得0123456789字符所對應(yīng)的HEX代碼即為0x28,0x7e,0xa2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7a,0x20,0x60 。由于所有數(shù)碼管顯示端和控制端都接在一起，為了顯示出時鐘倒計(jì)時的效果，我們需要采用動態(tài)掃描以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。在單片機(jī)里，首先顯示一個數(shù)，然后關(guān)掉，顯示第二數(shù)數(shù)，再關(guān)掉，那么將看到連續(xù)的數(shù)字顯示，輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約1ms）,由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝作用，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。

8、 1.3矩陣鍵盤工作原理 矩陣按鍵部分由16個輕觸按鍵按照4x4的方式排列將行線所接的單片機(jī)I/O口作為輸出端，將列線所接的I/O口作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出的是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有按鍵按下了。確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下有許多方法，在此次設(shè)計(jì)中采用了一種行列反轉(zhuǎn)掃描法。相較于行掃描法跟為簡單。利用行列的變化，確定出其交點(diǎn)出的按鍵的按下與否。 1.4小喇叭工作原理 聲音是由震動所產(chǎn)生的，一定頻率的震動就產(chǎn)生了一定頻率的聲音。在倒計(jì)時結(jié)束時，根據(jù)計(jì)時結(jié)束后每一位都是0，啟動設(shè)

9、置好的一定頻率的脈沖，將脈沖傳送到實(shí)驗(yàn)箱上的小喇叭，即可實(shí)現(xiàn)小喇叭的報(bào)警。 1.5led燈顯示原理 在實(shí)驗(yàn)要求的基礎(chǔ)之上引入了幾個led燈作為現(xiàn)象燈，對應(yīng)于倒計(jì)時秒高位為5,4,3,2,時依次點(diǎn)亮，且有一個燈在計(jì)時結(jié)束后伴隨著小喇叭報(bào)警聲不停閃爍。顯示原理，即是在相應(yīng)的時間點(diǎn)給led低電平可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮，給予方波脈沖實(shí)現(xiàn)閃爍。 2.系統(tǒng)硬件線路設(shè)計(jì)圖 2.1單片機(jī)部分 2.2數(shù)碼管部分 2.3矩陣鍵盤部分 2.4小喇叭及LED部分 2.5X1000實(shí)驗(yàn)箱連線 3.程序框圖 分高位顯

10、示 開始 鍵盤掃描 flag1=1 鍵盤掃描 flag2=1 分低位顯示 鍵盤掃描 flag3=1 秒高位顯示 鍵盤掃描 flag4=1 秒低位顯示 鍵盤掃描 flag5=1 Y N N N N Y Y N N N N N Y Y 啟動倒計(jì)時 分秒公式計(jì)算 單片機(jī)賦初值 動態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示 單片機(jī)重新賦初值 秒信號進(jìn)行減計(jì)數(shù) 檢測 minute==0&&second==0 分秒顯示值處理 檢測 Second==0 flag6=1 second=60 minute-- 關(guān)閉數(shù)碼管 音頻輸出 檢測秒高位

11、為5,4,3,2,1 對應(yīng)led=0 對應(yīng)led=1 結(jié)束 Y N Y N N Y 4.資源分配表 單片機(jī)P0口：連接8段數(shù)碼管的顯示端，即JP51連接JP5,P0.0連接B,P0.1連接F,P0.2連接A，P0.3連接G，P0.4連接D，P0.5連接H，P0.6連接E，P0.7連接C。 單片機(jī)的P2口：連接8段數(shù)碼管的控制端,即JP52連接JP8,P2.0到P2.7依次連接控制端的0到7。 單片機(jī)的P1口：連接矩陣鍵盤，即JP44連接JP50。 單片機(jī)的P3口：P3.2連接小喇叭，P3.2連接JP16。P3.3到P3.7連接8路指示燈中的任意5路。 5.

12、源程序 #include //包含頭文件 #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //定義speaker端口 sbit speaker=P3^2; //依次定義閃爍燈端口 sbit led1=P3^3; sbit led2=P3^4; sbit led3=P3^5; sbit led4=P3^6; sbit led5=P3^7; //共陽數(shù)碼管 0-9編碼表 code unsigned char tab[]={0x28,0x7e,0xa2,0x62,0x74,0x61,0

13、x21,0x7a,0x20,0x60}; //定義秒和分顯示的高低位 uchar Show_MH,Show_ML,Show_SH,Show_SL; //定義相關(guān)變量 uchar minute,second,key1,key2,key3,key4,key5,MH,ML,SH,SL; //設(shè)置標(biāo)志位 uchar flag1=1,flag2=1,flag3=1,flag4=1,flag5=1,flag6=0; //鍵盤掃描程序（行列翻轉(zhuǎn)法） uchar keyscan(void); //比較簡單的自減延時函數(shù) void delay(uint cnt) {while(--cnt

14、);} //********************************主函數(shù)*********************************// main() { //**********************輸入分的高位**********************************// while(flag1) { key1=keyscan();//調(diào)用鍵盤掃描， P2=0xfe;//第1個數(shù)碼管顯示 switch(key1)//按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值 { case 0x7e:{P0=tab[0];MH=

15、0;flag1=0;};break;//0 case 0x7d:{P0=tab[1];MH=1;flag1=0;};break;//1 case 0x7b:{P0=tab[2];MH=2;flag1=0;};break;//2 case 0x77:{P0=tab[3];MH=3;flag1=0;};break;//3 case 0xbe:{P0=tab[4];MH=4;flag1=0;};break;//4 case 0xbd:{P0=tab[5];MH=5;flag1=0;};break;//5 } delay(30000

16、); } //******************************輸入分的低位****************************// while(flag2) { key2=keyscan();//調(diào)用鍵盤掃描， P2=0xfd;//第2個數(shù)碼管顯示 switch(key2)//按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值 { case 0x7e:{P0=tab[0];ML=0;flag2=0;};break;//0 case 0x7d:{P0=tab[1];ML=1;flag2=0;};break;//1

17、 case 0x7b:{P0=tab[2];ML=2;flag2=0;};break;//2 case 0x77:{P0=tab[3];ML=3;flag2=0;};break;//3 case 0xbe:{P0=tab[4];ML=4;flag2=0;};break;//4 case 0xbd:{P0=tab[5];ML=5;flag2=0;};break;//5 case 0xbb:{P0=tab[6];ML=6;flag2=0;};break;//6 case 0xb7:{P0=tab[7];ML=7;flag2=0;};

18、break;//7 case 0xde:{P0=tab[8];ML=8;flag2=0;};break;//8 case 0xdd:{P0=tab[9];ML=9;flag2=0;};break;//9 } delay(30000); } //******************************輸入秒的高位*****************************// while(flag3) { key3=keyscan();//調(diào)用鍵盤掃描， P2=0xf7;//第3個數(shù)碼管顯示 switch(

19、key3)//按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值 { case 0x7e:{P0=tab[0];SH=0;flag3=0;};break;//0 case 0x7d:{P0=tab[1];SH=1;flag3=0;};break;//1 case 0x7b:{P0=tab[2];SH=2;flag3=0;};break;//2 case 0x77:{P0=tab[3];SH=3;flag3=0;};break;//3 case 0xbe:{P0=tab[4];SH=4;flag3=0;};break;//4 case 0xbd:{P0=tab

20、[5];SH=5;flag3=0;};break;//5 } delay(30000); } //********************************輸入秒的低位******************************// while(flag4) { key4=keyscan();//調(diào)用鍵盤掃描， P2=0xef;//第4個數(shù)碼管顯示 switch(key4)//按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值 { case 0x7e:{P0=tab[0];SL=0;flag4=0;};break;//0

21、 case 0x7d:{P0=tab[1];SL=1;flag4=0;};break;//1 case 0x7b:{P0=tab[2];SL=2;flag4=0;};break;//2 case 0x77:{P0=tab[3];SL=3;flag4=0;};break;//3 case 0xbe:{P0=tab[4];SL=4;flag4=0;};break;//4 case 0xbd:{P0=tab[5];SL=5;flag4=0;};break;//5 case 0xbb:{P0=tab[6];SL=6;flag4=0;};break;//

22、6 case 0xb7:{P0=tab[7];SL=7;flag4=0;};break;//7 case 0xde:{P0=tab[8];SL=8;flag4=0;};break;//8 case 0xdd:{P0=tab[9];SL=9;flag4=0;};break;//9 } delay(30000);//延時 } //*****************************按鍵啟動倒計(jì)時************************8***// while(flag5) { key5=keyscan();

23、//調(diào)用鍵盤掃描 switch(key5)//檢測鍵控信號 case 0xe7:flag5=0; delay(30000); } //******************************分秒計(jì)算式*********************************// minute=MH*10+ML; second=SH*10+SL; //*****************************單片機(jī)賦初值****************************// TMOD=0x01;//定時器0設(shè)置 10ms

24、in 12M crystal TH0=0xd8; TL0=0xf0; IE= 0x82;//打開中斷T0 TR0=1; //***************************數(shù)碼管動態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示********************// while(1)// { P0=Show_MH;//顯示分十位 P2=0xfe; delay(300); P0=Show_ML; //顯示分個位 P2=0xfd; delay(300); P0=0xf7; //顯示分隔符 P

25、2=0xfb; delay(300); P0=Show_SH;//顯示秒十位 P2=0xf7; delay(300); P0=Show_SL; //顯示秒個位 P2=0xef; delay(300); } } //**************************************************************************// void tim(void) interrupt 1 using 1//定時器T0中斷服務(wù)程序 {static uchar coun

26、t; uchar g,control2,control3,control4,control5; //**********************************單片機(jī)賦初值************************// TH0=0xd8;//賦初值55536 TL0=0xf0; count++; //*************************100x10ms=1s,實(shí)現(xiàn)秒信號減計(jì)數(shù)****************// if (count==100) { count=0; second--;//秒減1 //*****檢測是否計(jì)時結(jié)束并對顯示值處理

27、*********// if(minute==0 && second==0) { Show_MH=tab[minute/10];//十位顯示值處理 Show_ML=tab[minute%10]; //個位顯示處理 Show_SH=tab[second/10];//十位顯示值處理 Show_SL=tab[second%10]; //個位顯示處理 delay(30000); flag6=1;//轉(zhuǎn)向音頻輸出 } //***********檢測秒位是否計(jì)時結(jié)束并對顯示值處理*************

28、// else if(second==0 ) { Show_MH=tab[minute/10];//十位顯示值處理 Show_ML=tab[minute%10]; //個位顯示處理 Show_SH=tab[second/10];//十位顯示值處理 Show_SL=tab[second%10]; //個位顯示處理 second=60; minute--; } //***************顯示值處理****************// else { Show_MH=ta

29、b[minute/10];//十位顯示值處理 Show_ML=tab[minute%10]; //個位顯示處理 Show_SH=tab[second/10];//十位顯示值處理 Show_SL=tab[second%10]; //個位顯示處理 } //*****************計(jì)時結(jié)束數(shù)碼管關(guān)閉，喇叭響起，指示燈閃爍************// while(flag6) { flag6=1; P0=0;//關(guān)閉數(shù)碼管 for(g=0;g<200;g++)//音頻輸出

30、 { delay(80); speaker=!speaker; led1=!led1; } speaker=1; led1=1; delay(20000); } //當(dāng)秒高位變化時5個LED輪流閃爍 control2=second/10; control3=second/10; control4=second/10; control5=second/10; if (control2==2) led2=0; else led2=1; if (

31、control3==3) led3=0; else led3=1; if (control4==4) led4=0; else led4=1; if (control5==5) led5=0; else led5=1; } } //鍵盤掃描函數(shù)，使用行列反轉(zhuǎn)掃描法 uchar keyscan(void) { uchar cord_h,cord_l;//行列值 P1=0x0f; //行線輸出全為0 cord_h=P1&0x0f; //讀入列線值 if(cord_h!=0x0f) //先

32、檢測有無按鍵按下 { delay(100); //去抖 if(cord_h!=0x0f) { cord_h=P1&0x0f; //讀入列線值 P1=cord_h|0xf0; //輸出當(dāng)前列線值 cord_l=P1&0xf0; //讀入行線值 return(cord_h+cord_l);//鍵盤最后組合碼值 } } return(0xff); //返回該值 } 6

33、.性能分析 實(shí)現(xiàn)了可編倒計(jì)時裝置，能夠按秒倒計(jì)時，鍵盤預(yù)置分、秒各兩位數(shù)，鍵控啟動計(jì)時，數(shù)碼管顯示倒計(jì)時。計(jì)時器歸零時輸出一音頻信號并有指示燈閃爍提示計(jì)時完畢。并在秒高位為5，4，3，2時分別有不同的指示燈點(diǎn)亮。 7.總結(jié)與心得 本科生課程設(shè)計(jì)成績評定表 姓 名 孫連城 性 別 男 專業(yè)、班級 電信0804 課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可編倒計(jì)時裝置 課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄： 成績評定依據(jù)： 最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定） 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 16