XX大學(xué)課程設(shè)計報告課題名稱多通道秒表定時計數(shù)器設(shè)計學(xué)院專業(yè)班級姓名學(xué)號時間目錄一、課程設(shè)計目的和要求1、設(shè)計的目的…………32、設(shè)計的要求…………3（1）總體要求…………3（2）具體要求…………3二、設(shè)計的步驟和思路………………51、設(shè)計的步驟…………52、設(shè)計的思路…………5三、硬件的設(shè)計………………………61、信號輸入電路………………………62、數(shù)碼管的驅(qū)動模塊的電路……………………..…63、LED燈的驅(qū)動模塊電路……………7四、軟件設(shè)計………….81、單片機選擇…………82、系統(tǒng)軟件設(shè)計分析…………………83、主要功能實現(xiàn)的程序………………9（1）通道號的設(shè)置……………………9（2）定時值的設(shè)置……………………9五、調(diào)試說明…………11六、心得體會…………14七、致謝………………15八、參考文獻…………16九、附錄………………17一、課程設(shè)計目的和要求1、設(shè)計的目的單片機課程作為獨立的教學(xué)環(huán)節(jié)，是自動化及相關(guān)專業(yè)集中實踐性環(huán)節(jié)系列之一，是學(xué)習(xí)完〈〈單片機原理及應(yīng)用〉〉課程后，并在進行相關(guān)課程設(shè)計基礎(chǔ)上進行的一次綜合聯(lián)系。單片機課程設(shè)計過程中，我們通過查閱資料，接口設(shè)計、程序設(shè)計、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，完成一個基于MCS-51系列單片機，涉及多種資源應(yīng)用，并具有綜合應(yīng)用功能的小應(yīng)用課程設(shè)計，不但使我們能熟練掌握課堂上所學(xué)知識，而且還能使我們在設(shè)備和軟件方面得到較全面的提高和鍛煉，也提高了我們運用綜合知識解決實際的能力。課程設(shè)計以學(xué)生認知為主體，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，重視學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)，根據(jù)具體課題安排時間確定課題的設(shè)計、編程和調(diào)試內(nèi)容，分團隊開展課程設(shè)計活動，按時完成每部分工作。堅持獨立完成，實現(xiàn)課題規(guī)定的各項指標，并寫出設(shè)計報告。要求學(xué)生自己查閱資料和充分利用所學(xué)知識，根據(jù)所要設(shè)計系統(tǒng)所要達到的功能，劃分軟硬件功能、選擇器件、編寫相關(guān)程序，用Proteus在計算機上繪圖并用Keil進行程序邊編寫進行防真，再對整個系統(tǒng)做調(diào)試運行，培養(yǎng)學(xué)生在遇到問題時能進行獨立、系統(tǒng)、認真的思考，并進一步培養(yǎng)學(xué)生在團隊中的合作精神，不斷調(diào)試修改，直至達到設(shè)計的要求和取得滿意的效果，最后編寫系統(tǒng)說明書，其內(nèi)容包括系統(tǒng)的功能介紹，使用范圍，主要性能指標，使用方法，注意事項等。2、設(shè)計的要求（1）總體要求本次課程設(shè)計主要以軟件仿真為主，在為期兩周的工程實踐中，將占據(jù)主要時間，要求完成的任務(wù)主要包括以下幾點：1)獨立完成設(shè)計任務(wù)；2)繪制系統(tǒng)硬件總框圖；3)繪制系統(tǒng)原理電路圖；4)制定編寫設(shè)計方案，編制軟件框圖，完成詳細完整的程序清單和注釋；5)制定編寫調(diào)試方案，編寫課程設(shè)計任務(wù)書；6)寫出設(shè)計工作小結(jié)。（2）具體要求該課程設(shè)計要求基于AT89C51設(shè)計一個4位的LED數(shù)碼管作為“4通道的秒表定時器”。設(shè)計使顯示時間為0～99秒；當各通道定時時間到時，點亮對應(yīng)的LED燈；設(shè)計一個具有4個按鍵的鍵盤：K1：“設(shè)置”/“定時啟動”；K2：“通道”/“定時設(shè)置”；K3：“加一”；K4：“減一”； 4）@設(shè)計每到一秒鐘有聲音或LED提示提醒功能，可通過按鈕打開及關(guān)閉該提醒功能。（3）設(shè)計提示1）用6為7段LED數(shù)碼管作為顯示設(shè)備，最高為顯示通道號，低2位顯示時間。2）可采用定時器，定時時間100ms。3）參考Protuse仿真效果圖。二、設(shè)計的步驟和思路1、設(shè)計的步驟（1）制定相應(yīng)的設(shè)計方案；（2）硬件的初步設(shè)計；（3）選擇設(shè)計所用元器件和參數(shù)；（4）在Proteus7.5中設(shè)計和連接電路圖；（5）軟件的初步設(shè)計；（6）編寫程序?qū)崿F(xiàn)其功能；（7）在keil_v4中進行調(diào)試運行；（8）硬件和軟件聯(lián)合調(diào)試。2、設(shè)計的思路為使數(shù)碼管同時顯示通道號和定時值（0～99秒），選用4位7段LED數(shù)碼管，當定時時間到時點亮對應(yīng)的LED燈，課程中我們選用LED-BLUE燈，并設(shè)計有四位按鍵的鍵盤，分別為K1、K2、K3、K4來控制定時啟動/停止、通道號和定時時間的切換設(shè)置、通道號/定時時間加一、通道號/定時時間減一。通過這四個按鍵來控制整個電路的運行、LED燈的點亮和數(shù)碼管的顯示。具體控制如下：（1）通道號為1～4，對應(yīng)LED燈為LED1～LED4，執(zhí)行程序前可任意選擇通道號；定時值可在0～99S內(nèi)任意設(shè)置；（2）當程序運行初始化化后，如果K2按下，則切換至通道號的設(shè)置，通過K3、K4來增加或減小通道號；當選擇好通道號后如果按下K2則切換至定時值的設(shè)置，通過K3、K4來增加或減小定時值；當定時值設(shè)置好之后按下K1則程序執(zhí)行所選通道的秒表定時；當定時時間到時，對應(yīng)通道的LED燈點亮；（3）當程序運行初始化后直接按下K3、K4進行定時時間的設(shè)置，通過K3、K4來增加或減小定時值；當設(shè)置好之后按下K1后直接執(zhí)行一通道的秒表定時；當定時時間到時，對應(yīng)通道的LED燈點亮；（4）當程序運行初始化后直接按下K3、K4進行定時時間的設(shè)置，通過K3、K4來增加或減小定時值；當設(shè)置好之后按下K2則切換至通道號的設(shè)置，通過K3、K4來增加或減小通道號；當設(shè)置好后按下K1則執(zhí)行對應(yīng)通道的定時；當定時時間到時，對應(yīng)通道的LED燈點亮；（5）當程序運行初始化后直接按下K3、K4進行定時時間的設(shè)置，通過K3、K4來增加或減小定時值；當設(shè)置好之后按下K2則切換至通道號的設(shè)置，通過K3、K4來增加或減小通道號；當設(shè)置好后按下按下K2則又切換至定時時間的設(shè)置，通過K3、K4來增加或減小定時值;依次可不斷循環(huán)通道號和定時時間的切換設(shè)置，直至達到自己所想要的定時時間,此時按下K1則執(zhí)行對應(yīng)通道的秒表定時，當定時時間到時點亮對應(yīng)的LED燈。三、硬件的設(shè)計硬件電路設(shè)計框圖如下圖所示，主要由：4個按鍵的鍵盤、單片機、數(shù)碼管、4個LED燈。根據(jù)硬件系統(tǒng)電路設(shè)計框圖，對各部分模塊的原理進行分析，編寫個子模塊程序，最終將其組合。1、信號輸入電路獨立式按鍵就是各按鍵相互獨立，每個按鍵各接入一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵按下了。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單。但每個按鍵需要占用一個輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時，需要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。消除鍵抖動。一般按鍵在按下的時候有抖動的問題，即鍵的簧片在按下時會有輕微的彈跳，需經(jīng)過一個短暫的時間才會可靠地接觸。若在簧片抖動時進行掃描就可能得出不正確的結(jié)果。因此，在程序中要考慮防抖動的問題。最簡單的辦法是在檢測到有鍵按下時，等待（延遲）一段時間再進行“行掃描”，延遲時間為10～20ms。這可通過調(diào)用子程序來解決，當系統(tǒng)中有顯示子程序時，調(diào)用幾次顯示子程序也能同時達到消除抖動的目的。2、數(shù)碼管的驅(qū)動模塊的電路3、LED燈的驅(qū)動模塊電路四、軟件設(shè)計1、單片機選擇AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4Kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ROM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元。功能強大AT89C51單片機可提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。此設(shè)計中就采用AT89C51。2、系統(tǒng)軟件設(shè)計分析模塊的劃分：（1）鍵盤的設(shè)置、啟動、停止、加一、減一；（2）數(shù)碼管顯示通道號和定時時間；（3）定時時間到后對應(yīng)通道號的LED燈點亮。程序流程圖如下：3、主要功能實現(xiàn)的程序（1）通道號的設(shè)置ucharset_thax() //設(shè)置通道函數(shù){key_set();if(set_2==2){ delay(10); if(k3==0)//K3加1{delay(30);if(k3==0){ delay(300);sec++;if(sec==5){sec=1;}} } if(k4==0)//K4減1{delay(30);if(k4==0){ delay(300);sec--;if(sec==0){sec=4;}} }} a=sec; returna;}（2）定時值的設(shè)置voidset_time()//設(shè)置時間函數(shù){key_set();if(set_2==1){ delay(10); if(k3==0)//K3加1{delay(30);if(k3==0){ delay(300);minu++;if(minu==100){minu=1;}} } if(k4==0)//K4減1{delay(30);if(k4==0){ delay(300);minu--;if(minu==-1){ minu=99; }} }}}五、調(diào)試說明仿真結(jié)果和分析：1、未啟動仿真時，初始狀態(tài)：2、開始啟動仿真后：3、通過按下K2切換至一、二、三、四通道和定時值的設(shè)置：4、定時時間到后對應(yīng)通道號LED燈點亮：六心得體會在兩個周的學(xué)習(xí)工作中，通過查閱相關(guān)資料了解了直流調(diào)速系統(tǒng)，加深了對直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)的認識，熟悉了單片機在控制系統(tǒng)中的運用。并且在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，利用已有的直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計，嘗試了自己的一些研究。并且使我將以前所學(xué)的知識系統(tǒng)化，理論化，實用化。對如何使用已有知識及獲取相關(guān)資料方面的能力又有了提高。根據(jù)課題要求，利用所學(xué)的相關(guān)知識，查詢相關(guān)的資料。根據(jù)課程條件，找到適合的方案，找到需要的元器件。根據(jù)課程設(shè)計的要求和自己所要增加的功能寫好程序流程圖，在程序流程圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)芯片的功能寫出相應(yīng)的程序。然后再進行程序調(diào)試和相應(yīng)的修改，以達到能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的功能的目的。除編寫實現(xiàn)設(shè)計要求外的程序，還要根據(jù)課程設(shè)計的實際情況，添加些額外程序來使系統(tǒng)更加的穩(wěn)定，如開關(guān)的去抖（采用延遲）。程序要盡量做到由各個子程序組成，在有些程序后面最好加注釋，這樣在程序出錯的檢查過程中可以更容易查找的到，也更簡潔，更明白易懂。該課程設(shè)計的程序可以參考MCS-51系列單片機，也可自己根據(jù)自己熟悉的方法來編程如單片機C語言或匯編語言。在設(shè)計控制開關(guān)時，注意2個中斷的打開和關(guān)閉的先后順序，否則就會出錯。這次的單片機課程設(shè)計重點是理論與實際的相結(jié)合。該設(shè)計從頭到尾都要自己參與，熟悉了整個設(shè)計的過程，更充分的鍛煉了自己。在此要感謝我的指導(dǎo)老師，感謝老師給我這樣的機會鍛煉。在整個設(shè)計過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個設(shè)計還不是很完善，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。七、致謝為期兩個周的課程設(shè)計也接近了尾聲。此次課程設(shè)計的完成離不開老師和同學(xué)對我的幫助，使我對單片機的工作原理和使用更近了一步。首先要感謝我敬愛的指導(dǎo)教師。他們在學(xué)術(shù)上的精心指導(dǎo)和嚴格要求，在系統(tǒng)研究和調(diào)試過程中給予的及時幫助。這些使我組的課程設(shè)計得以順利完成，并激勵著我們在今后的人生道路上不斷開拓進取，勇往直前。在此，我們再一次對諸位老師的培養(yǎng)和關(guān)懷表示誠摯的謝意！同時我們也非常感謝所有教導(dǎo)過我的老師們，他們不但在課程設(shè)計中指導(dǎo)我們學(xué)習(xí)和生活，而且在完成論文期間給我許多幫助和建議，他們兢兢業(yè)業(yè)、對工作認真負責(zé)的態(tài)度為我們做出了好的表率，時刻鞭策著我們向他們學(xué)習(xí)。非常感謝我的同學(xué)們，在與他們共同的學(xué)習(xí)、工作、生活過程中，他們給予了我及時的幫助和建議，開拓了我的思路。這使我在學(xué)習(xí)和生活中受益匪淺。最后，向所有幫助過我的老師和同學(xué)致以最誠摯的謝意。八、參考文獻[1]陳伯石.電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.[2]鐘富昭.8051單片機典型模塊設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2007[3]張靖武.單片機系統(tǒng)的PROTEUS設(shè)計與仿真[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007[4]楊恢先.單片機原理及應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2006[5]孟慶濤.圖解電子控制電路[M].北京：人民郵電出版社，2006[6]謝維成.單片機原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006[7]周潤景.基于PROTEUS的電路及單片機系統(tǒng)設(shè)計與仿真[M].北京：北京航空航天出版社，2006[8]李光飛.單片機課程設(shè)計實例指導(dǎo)[M].北京:北京航空航天出版社，2004[9]杜坤梅.電機控制技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002[10]李廣第.單片機基礎(chǔ)（修訂版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001[11]陳光東.單片微型計算機原理與接口技術(shù)（第二版）[M].武昌：華中科技大學(xué)出版社，1999[12]何耀三.電氣傳動的微機控制[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，1997[13]薛鈞義.MCS-51/96系列單片微型計算機及其應(yīng)用[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1997九、附錄#include<reg52.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitQB1=P2^0; //選擇數(shù)碼管sbitQB2=P2^1; sbitQB3=P2^2;sbitQB4=P2^3;sbitk1=P1^0;//k1按鍵,sbitk2=P1^1;//k2按鍵,sbitk3=P1^2;//k3按鍵,加1sbitk4=P1^3;//k4按鍵,減1sbitled4=P3^0; //LED燈sbitled3=P3^1;sbitled2=P3^2;sbitled1=P3^3;sbitwhat=P0;ucharsec=1,minu,mstcnt;//定義初始量ucharset_2=1,set_1=1;ucharmis,mig,ss,sg;ucharcodetable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//共陰顯示ucharcodetabl[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66};inta;voiddelay(uint);//延時函數(shù)voidkey_change(); // 掃描K1voidkey_set();// 掃描K2voiddisp(uchar,uchar,uchar,uchar);//顯示函數(shù)voidset_time();//設(shè)置時間函數(shù)ucharset_thax();//設(shè)置通道函數(shù)voidtimer0();voidhaap();voidmain()//主函數(shù){EA=1;//系統(tǒng)允許有開放的中斷ET0=1;//允許T0中斷TR0=1;//開啟中斷，啟動定時器TMOD=0x01;TH0=0x00;TL0=0x01;while(1){ sg=sec%10;//通道個位mis=minu/10;//顯示時間十位mig=minu%10;key_set(); //掃描K2key_change();//掃描K1if(set_1==1)//設(shè)置顯示條件{haap();}if(k1==1&&k2==1)//正常顯示{delay(10);if(k1==1&&k2==1){sg=sec;disp(sg,mis,mig,ss); } } key_change();if(set_1==2) //啟動條件{ timer0(); } key_change(); if(set_1==3) {minu=0;}}}voidhaap() //設(shè)置顯示函數(shù){if(set_1==1){ delay(10); 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