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1、1本科学生设计性实验报告学号 姓名 学院 物理与电子 专业、班级 实验课程名称 简易秒表设计 教师及职称 开课学期 2013 至 2014 学年 下 学期填报时间 2014 年 6 月 5 日云南师范大学教务处编印2摘要：单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，安全性高，使用方便等优点。本次设计内容为以 89C51 单片机为核心的秒表，它采用键盘输入，单片机技术控制。设计内容以硬件电路设计，软件设计和 PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机
2、地结合起来，使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示，在现实生中应用广泛。一、实验设计方案实验名称 简易秒表设计实验时间 2014.6.18 实验室 114 实验室实验目的：1、熟悉 Keil C51 软件的使用方法及 proteus 仿真软件的使用；2、综合运用所学的理论知识（数码管、按键） ，通过实践加强对所学知识的理解，具备设计单片机应用系统的能力。3、通过本次试验，增强自己的动手能力。认识单片机在日常生活中的应用的广泛性，实用性。实验要求：制作简易秒表，用三个按键分别实现秒表的启动、停止与复位，利用八位共阳级的数码管显示时间（从左到右依次显示秒，分钟，小时，当秒数到达 6
3、0s 时向分钟进一，当分钟达到 60min 时向小时进一，当小时达到 24h 时全部清零从头开始） 。1 系 统 设 计 思 路 及 描 述该实验设计要求进行计时并在数码管上显示时间，则可利用 MCS-51 系列单片机的芯片 AT89C51的 P3.5,P3.3,P3.2, 作为按键的入口；当 开 关 按 键 P33 由上 向 下 拨 时 开 始 计 时 ， 若 拨 P32“暂停”按键则数码管暂停； “复位”按 键P35 当 由 上 向 下 拨 时 数 码 管 清 零 ， 又可重新开始计时。八位数码管用来显示数据，其中，低两位显示秒的个位和十位，空一格中间两位显示分钟的个位和十位， 在 空 一
4、 格 最 后 的 两 位 数 码 管 显 示 小 时 的 个 位 和 十 位 ， 秒位是满六十进一，分钟也是满六十进一，小时是满二十四自动清零并开始重新从零计数2 七段数码管基本使用方法介绍七段数码管是单片机系统中常用的显示器元件，可以用来显示单片机系统的工作状态、运算结果等各种信息。七段数码管有八个 LED 发光二极管分别构成其 7 个字段和一个小数点，通过不同的字段和小数点亮灭组合可以显示数字09、字符 AF、H、L、P、R、U、Y、 “”符号以及小数点“.”等图形。 组成七段数码管的八个 LED 发光二极管的连接方法通常是将其中一极接在一起形成一个公共极，剩下一个极作为个字段的控制极。将
5、八个 LED 发光二极管的阳极连在一起构成的公共极的七段数码管称为共阳极七段数码管，而将这八个LED 发光二极管的阴极连在一起构成的公共极称为共阴极七段数码管。要点亮共阳极数码管对应的字段，需要公共极接高电平，同时对应段控制极接低电平，通常应用中将 ag、dp 控制极依次有序地接到高位控制线，由此我们可以得到3共阳极数码管的字型码。 共 阳 极 ， 共 阴 极 数 码 管 的 字 符 码 表2 程序设计此次选用 C51 来编程，首先要有初始化程序，通过初始化程序，将对主程序所用到的变量、常量以及各个参数和所调用的子函数定义，其次还有显示程序、按键扫描及处理程序、时钟程序。4系统软件流程图开 始
6、赋初值宏定义运算，查表输出P1 输出数字变量自增运算时间判断返回开始/功能：简易秒表程序#include unsigned char msec,sec=0,fen=0,shi=0; /定义 msec 为 50ms 计数变量，sec为秒变量，fen 为分钟变量， shi 为小时变量sbit S1=P35;sbit S2=P33;sbit S3=P32;void delay(unsigned char i); /延时函数/函数名：T0_INT/函数功能：定时器 0 中断函数，定时 50ms 到，自动执行该函数，判断是否中断 20 次/形式参数：无/返回值：无void T0_INT(void) in
7、terrupt 1/定时器 0 中断类型号为 15TH0=0x3c; /50ms 定时初值 TH0=(65536-50000)/256;TL0=0xb0; /TL0=(65536-50000)%256;msec+; /中断次数增 1if(msec=20) /中断次数到 20 次吗？msec=0; /是，1 秒计时到，50ms 计数单元清零sec+; /秒单元加 1if(sec=60) /到 60 秒吗？sec=0; /是，秒单元清零fen+;if(fen=60)fen=0;shi+;if(shi=24)shi=0;void main() /主函数unsigned char led=0xc0,0
8、xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /定义数字 09 字型显示码/unsigned char temp;TMOD=0x01; /定时器 0 工作方式 1TH0=0x3c; /50ms 定时初值 /50ms 定时初值 TH0=(65536-50000)/256;TL0=0xb0; /TL0=(65536-50000)%256;EA=1; /开总中断ET0=1; /开定时器 T0 中断P3=0xff; /P3 口做输入while(1)P2=0x01; /选中 P2.0 控制的数码管P1=ledsec%10; /显示秒个位6delay(10);P
9、2=0x02; /选中 P2.1 控制的数码管P1=ledsec/10; /显示秒十位delay(10);P2=0x04;P1=0xbf;delay(10);P2=0x08; /选中 P2.0 控制的数码管P1=ledfen%10; /显示分钟个位delay(10);P2=0x10; /选中 P2.1 控制的数码管P1=ledfen/10; /显示分钟十位delay(10);P2=0x20; /选中 P2.0 控制的数码管P1=0xbf;delay(10);P2=0x40; /选中 P2.0 控制的数码管P1=ledshi%10; /显示小时个位delay(10);P2=0x80; /选中 P
10、2.1 控制的数码管P1=ledshi/10; /显示小时十位delay(10);/temp=P3; /读入 P3 口引脚状态并取反/temp=temp /屏蔽掉无关位，保留三位按键状态 00x0xx00/if(temp=0) /判断有无按键按下/if(temp=0x04) /按下停止键if(S3=0) /按下停止键TR0=0; /停止计数/if(temp=0x08) /按下启动键if(S2=0) /按下启动键TR0=1; /启动计数/if(temp=0x20) /按下复位键if(S1=0) /按下复位键 TR0=0;sec=0;fen=0;shi=0;msec=0; / /函数名：delay
11、/函数功能：实现软件延时/形式参数：unsigned char i;/ i 控制空循环的外循环次数，共循环 i*255 次7/返回值：无void delay(unsigned char i) /延时函数，无符号字符型变量 i 为形式参数unsigned char j,k; /定义无符号字符型变量 j 和 kfor(k=0;ki;k+) /双重 for 循环语句实现软件延时for(j=0;j255;j+);3.仿真图如下4实验设备及材料(1)装有 keil 软件、下载软件和 Proteus 仿真软件的电脑一台。(2)单片机开发板一块。5实验方法步骤及注意事项(1)根据题目要求画出流程图，对实验有
12、总体概念；(2)程序的设计；(3)通过仿真图来测试、修改、优化程序；（4）设计电路板，做出实物图；(5)总结分析实验过程中出现的问题，在以后的实验中该如何避免类似的问题在发生，该实验还有那些可以优化的地方。6参考文献1王东锋 陈园园 郭向阳,单片机 C 语言应用 100 例，电子工业出版社2胡汉才单片机及其接口技术北京：清华大学出版社，200083陈谊.编程和接口技术大全北京：机械工业出版社4 谷树忠等. Protel2004 实用教程原理图与 PCB 设计(第 2 版). 北京:电子工业出版社,2009. 5 潘永雄. 新编单片机原理与应用(第二版). 西安：西安电子科技大学出版社，2009
13、. 6 马忠梅. 单片机的 C 语言应用程序设计（第 3 版）. 北京：北京航空航天大学出版社,2003. 7 潘新民,王燕芳. 微型计算机控制技术实用教程. 北京:北京电子工业出版社,2006.教师对实验设计方案的意见签名：年 月 日三实验总结1实验总结及其心得体会通过这次实验设计最大的帮助就是对于很多在上课遗留的问题，我们通过这个机会得到的解决，从最简单的各个元器件的作用，到各个电路的功能，我们都从慢慢的摸索当中，学到了很多的东西。我们相信在这个设计中，会对我们以后学习，工作有着很重要的影响。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。实验设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，也是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程 ”千里之行始于足下” ，通过这次实验设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行实验设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础2本实验的关键环节及改进措施该实验关键的地方在于程序的设计，在程序中对中断和延时的处理。最关键的地方就是精确的延时，我们的延时可能还不能做到百分之百的精确，这就是我们以后努力的方向。 指导教师评语及评分：签名： 年 月 日
