定时与计数演示灯设计.docx
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定时与计数演示灯设计.docx
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定时与计数演示灯设计
课程设计说明书
课程名称:
单片机原理及应用
设计题目:
定时与计数演示灯设计
院系:
电子信息与电气工程系
学生姓名:
学号:
专业班级:
指导教师:
日
课程设计任务书
设计题目
定时与计数演示灯设计
学生姓名
所在院系
电子信息与电气工程系
专业、年级、班
设计要求:
一、基本要求:
1、采用两个定时器,实现定时与计数功能,并显示结果。
二、技术参数要求:
1、具有电源开关机指示灯,有复位按键;
2、单片机P1端口接8只LED;
3、T0设置为定时方式,T1设置为计数方式。
T0定时时间为50ms,计满产生的输出信号由P1.7口LED显示。
同时,将该信号输入到T1作为T1的计数输入脉冲。
4、T1初始值为100,则计满所需时间为50ms×2×100,即10s,计满输出信号由P1.0口LED显示,因此P1.0端口的点亮熄灭交替。
学生应完成的工作:
1.根据要求设计硬件原理图。
2.根据硬件原理图和要实现的功能,设计程序流程图并编写,调试程序。
3.按硬件原理图进行软件仿真。
4.编写调试程序调试电路板。
5.课程设计说明书的书写。
6.上交实物板和课程设计说明书。
7.本人主要负责电路原理图。
参考文献阅读:
[1]张毅刚.单片机原理及应用.北京:
高等教育出版社,2009.1
[2]徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计.北京:
北京航空航天大学出版社,2007.8
[3]于永,戴佳,常江.51单片机实例精讲.北京:
电子工业出版社,2006.4
[4]赵亮,侯国瑞.单片机C语言编程与实例.西安:
人民邮电出版社,2003.
[5]朱宇光.单片机应用新技术教程.西安:
电子工业出版社,2004.
工作计划:
5月4号课程设计任务书下达;5月5号结合指导老师,完成硬件电路的设计;5月6号程序编写;5月7号进行软硬件联机调试;5月8号—5月9号课程设计说明书的书写;5月10号领元器件;5月11号焊接电路板;5月12号—5月13号程序的烧写和电路板调试;5月14号交课程设计说明书和焊接电路板。
任务下达日期:
指导教师(签名):
学生(签名):
定时与计数演示灯设计
摘要:
采用晶振和两个33pF电容组成时钟电路,用于产生系统工作室所必需的时钟控制信号;利用变压器、桥堆2W10一个1000Uf电容、7805、拨动开关、一个LED和一个5.1千欧的电阻组成电源电路,为系统提供+5V的稳定电压;使用一个22Uf电容、一个300欧电阻、按键和一个1千欧电阻组成复位电路,用于系统初始化操作;用单片机(AT89C52)、八个1千欧电阻、八个LED、时钟电路、复位电路和电源电路组成一个操作简单,使用方便,能实现定时与计数功能,并显示结果的定时计数系统。
关键词:
电源电路时钟电路复位电路定时器计数器
目录
1.设计背景……………………………………………………………………1
1.1课题的提出……………………………………………………………1
1.2研究单片机的意义……………………………………………………1
2.设计方案……………………………………………………………………2
2.1设计方案选择…………………………………………………………2
2.2单片机设计独立式键盘控制灯移动方案……………………………2
3.方案实施……………………………………………………………………2
3.1硬件部分设计方案……………………………………………………2
3.2软件部分设计方案……………………………………………………5
4.结果与结论…………………………………………………………………7
4.1结果……………………………………………………………………7
4.2结论……………………………………………………………………7
5.收获与致谢…………………………………………………………………7
6.参考文献……………………………………………………………………7
7.附件…………………………………………………………………………8
7.1仿真图…………………………………………………………………8
7.2元器件清单……………………………………………………………9
1.设计背景
1.1课题的提出
定时器与技术演示灯设计是采用单片机内的定时器与计数器实现对灯点亮熄灭,并显示结果的计时计数装置,其原理广泛应用于个人家庭,车站,码头,办公室,比赛场等场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,是得定时与计数给人们生活带来了极大的方便,而且扩大了原来定时器与计数器的定时计数功能。
诸如自动报警洗衣机,定时广播,食品生产线中的食品保鲜和成品的计数装箱,自动启闭路灯等,所有这些,都是以定时器与计数器为基础的,因此研究定时器与计数器及扩大其应用,有着非常现实的意义。
1.2研究单片机的意义
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
独具魅力的单片机能使你体会到电脑的真谛,你可以用单片机亲自动手设计智能玩具,可以设计不同的应用程序实现不同的功能。
既有硬件制作又有软件设计,既动脑、又动手。
初级水平可开发智能玩具,用宏指令编程。
中级水平可开发一些智能控制器,如电脑鼠、智能车、各种遥控模型。
高级水平可开发机器人,如机器人足球赛,开发工业控制单元,网络通信等,并用汇编语言或高级语言设计应用程序。
围绕单片机及嵌入式系统形成的电子产业的未来,将会为电子爱好者提供广阔的天地,一个比当年无线电世界更广阔、更丰富、更持久、更具魅力的电子世界。
投身到单片机世界来,将使你一生受益。
2.设计方案
2.1设计方案选择
由于定时器与计数器的工作方式有好几种,所以我们要选择最适合我们设计要求的工作方式。
定时器的工作方式有几中,根据个种工作方式的特性,可计算出:
方式0最长可定时16.384ms;方式1为131.072ms;方式2为512us。
根据设计要求T0定时时间为50ms。
所以定时器选择工作方式1。
T1选择计数器工作模式,由于计数器的工作方式2能自动恢复初值,所以计数器选择工作方式2.
2.2定时与计数演示灯设计方案
本方案主要有硬件部分和软件部分构成。
2.2.1硬件部分设计方案
硬件部分主要由单片机最小系统和输入输出设备构成。
首先搭建单片机最小系统,包括电源电路,手动复位电路,时钟电路。
时钟电路用内部时钟方式,手动复位电路采用按键电平复位方式。
根据要求在P1口串接8个发光二极管作为输出设备,在P1.7口接如T1口,将信号输入到T1作为T1的计数输入脉冲,计数满后输出信号由P1.0口的LED显示,P1.0端口的灯点亮熄灭交替。
2.2.2程序部分设计方案
T0设置为定时方式,工作方式1。
T1设置为计数方式。
T0定时时间为50ms,计满产生的输出信号由P1.7口LED显示。
同时,将该信号输入到T1作为T1的计数输入脉冲。
T1初始值为100,则计满所需时间为50msX2X100,即10s,计满输出信号由P1.0口LED显示,因此P1.0端口的灯点亮熄灭交。
3.方案实施
3.1硬件部分设计方案
3.1.1时钟电路
该时钟电路采用内部时钟方式。
时钟电路用于产生MCS-51单片机工作时所必需的时钟信号。
MCS-51单片机的内部电路在时钟信号的控制下,严格地按时序执行指令进行工作。
MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。
这两个引脚跨接晶振和微调电容,就构成一个稳定的自激振荡器,图1是MCS-51内部时钟方式的振荡器电路。
各参数如图所示。
图3.1.1时钟电路
3.1.2复位电路
复位是单片机的初始化操作,除了进入系统的正常初始化之外,当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态,通过复位按键可使单片机重新启动。
复位电路只需给MCS-51复位引脚RST加上大于2个机器周期的高电平即可。
图2是时钟频率为6MHz,51单片机复位电路的典型接法。
各参数如下所示。
图3.1.2复位电路
由于6MHz晶振的机器周期是2us,要想复位成功,至少要提供两个周期也就是4us的高电平。
要用到的11.0592晶振的机器周期约为1us,要想在此晶振下正常复位,需提供至少两个机器周期,也就是约2us的高电平,由于4us>2us故6MHz的晶振复位电路各参数肯定能在11.0592MHz下使用,故上面的参数也适合于11.0592MHz的晶振电路。
3.1.3电源电路
图3.1.3电源电路
电源电路为电路的工作提供合适的电源。
经过变压器降压后的交流电通过桥堆2W10的整流变为直流电,电容C1、C2分别起到滤掉谐波分量、改善稳定性和瞬态响应的作用,前级输入通过三端稳压器7805后输出+5电压,D2(LED)作为电源的指示灯,R1作为限流电阻防止发光二极管电流过大被烧坏。
此电源电路为电路提供+5的工作的电压。
3.1.4LED电路
T0设置为定时方式,T1设置为计数方式。
T0定时时间为50ms,计满产生的输出信号由P1.7口LED显示。
同时,将该信号输入到T1作为T1的计数输入脉冲。
计满输出信号由P1.0口LED显示,因此P1.0端口的灯点亮熄灭交替。
图3.1.4LED电路
3.2软件部分设计方案
3.2.1程序流程图如下:
图3.2程序流程图
3.2.2程序:
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG000BH
LJMPITOP0
ORG001BH
LJMPITOP1
ORG0100H
MAIN:
MOVSP,#60H
LCALLPTOM
HERE:
LJMPHERE
PTOM:
MOVTMOD,#61H;T1为方式2计数器,T0为方式1定时器
MOVTL0,#0B0H;T0置初值
MOVTH0,#3CH
SETBTR0;启动T0
SETBET0;允许T0
SETBTR1;启动T1
SETBET1;允许T1
MOVTH1,#9CH;T1置初值
MOVTL1,#9CH
CLRP1.0
SETBP1.7
SETBEA;CPU开放中断
RET
ITOP0:
MOVTL0,#0B0H;重新给T0置初值
MOVTH0,#3CH
SETBP1.7;产生下降沿,为T1提供计数输入脉冲
NOP
NOP
CLRp1.7
RETI
ITOP1:
CPLP1.0
RETI
END
4.结果与结论
4.1结果
经过设计电路图和配套程序并进行仿真,能实现要求的功能,后进行实物焊接和程序烧制,对电路板进行调试。
波动电源开关,其指示灯会亮;单片机所接的LED全部点亮,按复位键,之后经过50ms,T0产生中断,P1.7端口所接的LED熄灭一次,然后又恢复点亮;同时T1开始工作,当T1计满100时,其产生中断,P1.0端口所接的LED熄灭,T1又重新计数,当再计满100时,P1.0端口所接的LED点亮;因此P1.0端口的LED点亮熄灭交替。
4.2结论
这次单片机课程设计过程中,程序的设计和电路板的焊接都不是很理想,有很多不足的地方,后经过我们指导老师的指点下都一一解决,对于不足的地方我们还要继续学习。
5.收获与致谢
通过这次实习,收获良多,对所学知识灵活运用,课本的知识运用在实物当中;对于团队合作的重要性有了更深刻的理解。
而课程设计让我对单片机的定时器和计数器的学习有了很大的帮助。
还有proteus和keil软件的使用,让我可以对他们进行简单的操作。
在此非常感谢学校,感谢电气系对我们课程设计的大力支持,感谢指导老师对我们认真的指导,感谢我们组的哥们姐们的互相帮助,感谢所有支持我的人。
6.参考文献
[1]张毅刚.单片机原理及应用.北京:
高等教育出版社,2009.1
[2]徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计.北京:
北京航空航天大学出版社,2007.8
[3]于永,戴佳,常江.51单片机实例精讲.北京:
电子工业出版社,2006.4
[4]赵亮,侯国瑞.单片机C语言编程与实例.西安:
人民邮电出版社,2003.
[5]朱宇光.单片机应用新技术教程.西安:
电子工业出版社,2004.
7.附件
7.1仿真图
图7.1仿真图
7.2元器件清单
表7.2元器件清单
元件名
型号
数量
单片机
STC89C52
1
晶振
11.0592MHZ
1
瓷片电容
33pF
2
电解电容
22uF
2
1000uF
1
指示灯
LED
9
电阻
5.1K
1
1K
10
300
1
7805
1
桥堆
2W10
1
TC插座
40脚
1
拨动开关
1
按键
1
万能板
1
排线
1
指导教师评语:
课程设计报告成绩:
,占总成绩比例:
30%
课程设计其它环节成绩:
环节名称:
考勤,成绩:
,占总成绩比例:
20%
环节名称:
综合,成绩:
,占总成绩比例:
50%
总成绩:
指导教师签字:
年月日
本次课程设计负责人意见:
负责人签字:
年月日
忽略此处..
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- 定时 计数 演示 设计