时钟计时器.docx
- 文档编号:9856456
- 上传时间:2023-05-21
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:807.31KB
时钟计时器.docx
《时钟计时器.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《时钟计时器.docx(21页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
时钟计时器
单片机课程设计报告书
课题名称
时钟计时器设计
姓名
毛家顺
学号
2011221105200252
姓名
张力
学号
2011221105200163
姓名
唐超
学号
2011221105200254
院系
物理学与电子技术学院
专业
电子信息工程
指导教师
周艳玲张丹
2013年12月19日
基于MSP430单片机时钟计时器设计
摘要MSP430系列是一个16位的,具有精简指令集结构和超低功耗的混合信号处理器(单片机)。
具有处理能力强、运算速度快、片类资源丰富等有点。
本设计采用MSP430G2553单片机来实现时钟计时器的各种功能。
在硬件电路设计中,通过数据线连接单片机和电脑的USB接口及低压差稳压器,将5V电压转化为不超过3.6V的电压给单片机供电;用四个独立的按键作为控制输入;用四位一体共阴数码管显示时间;用蜂鸣器实现报时功能。
在软件设计中,完成了显示扫描程序、按键控制程序以及系统主程序的设计。
关键词MSP430G2553时钟计时器设计共阴数码管
按键蜂鸣器
MCUclocktimerdesignbasedonMSP430
AbstractTheMSP430seriesisa16bit,withmixedsignalprocessorRISCstructureandultralowpower(SCM).Hasthestrongprocessingability,fastcomputationalspeed,bladeisrichinresources,point.ThisdesignusesMSP430G2553microcontrollertoachievethevariousfunctionsoftheclocktimer.Inthehardwarecircuitdesign,USBinterfaceandalowvoltageisconnectedwiththesinglechipandcomputerthroughadatalinedropoutvoltageregulator,the5Vvoltageinto3.6Vvoltagetonomorethanonechipcomputerpowersupply;fourindependentkeyasthecontrolinput;withfourinonecommoncathodeLEDdisplaytime;toachievetimekeepingfunctionwithbuzzer.Inthesoftwaredesign,completedthedisplayprogram,thedesignprocedureandthemainprogramofthecontrolbutton.
KeywordsMSP430G2553clocktimerdesign
commoncathodeLEDkeybuzzer
目录
1设计目的
2设计的主要内容和要求
3整体设计方案
4硬件电路的设计
5软件设计
6系统仿真
7系统调试及结果分析
8设计总结
9参考文献
1、设计目的
(1)随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术。
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字时钟计时器就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
时钟计时器它广泛应用于各种场所,同时,它以其小巧,价格低廉,走时精度高,使用方便,功能多,便于集成化,而受到广大消费者的喜爱。
(2)将所学的单片机知识运用到实践中去并进一步巩固其中理论知识,培养学生的工程设计能力以及分析和解决问题的能力;
(3)使学生进一步掌握设计电子电路的方法要点,提高电子电路的而设计以及实践能力;
2、设计的主要内容和要求
(1)了解MSP430G2553的内部构造、时钟系统构成以及单片机工作原理,设计电路图,完成相应的硬件和软件设计,对程序和硬件进行调试,完成课程设计报告;
(2)时钟计时器要求:
(2.1)基础部分:
用msp430g2553单片机及四位一体共阴数码管显示分、秒,能整分提醒(短蜂鸣、次数代表整分时间)。
(2.2)扩展部分:
使用按键开关可实现分和秒调整,省电(关闭显示)及定时设定提醒(蜂鸣器)等功能。
3、整体设计方案
(1)设计总体结构图如下图3.1所示:
图3.1总体结构图
(2)MSP430G2553功能框图如下图3.2所示:
图3.2MSP430G2553功能框图
(3)系统各功能模块简介:
(3.1)单片机模块:
选择MSP430G2553单片机作为核心控制器,选用其内部12kHZ低频晶体振荡器VLO作为单片机时钟源,选用TIMER0作为本设计的定时器,通过TIMER0中的CCRO=12000,实现定时1S,利用定时器中断实现计时功能;
(3.2)按键模块:
四个独立按键分别与单片机的4个接口相连,通过接口中断实现调分调秒功能;
(3.3)数码管显示模块:
采用四位一体共阴数码管实现显示分和秒的功能;
(3.4)蜂鸣器模块:
实现正分报时和定时闹铃功能;
4、硬件电路设计:
(1)单片机控制电路
(1.1)MSP430G2553单片机管脚图如图4.1所示:
图4.1MSP430G2553单片机管脚图
(1.2)MSP430G2553实物图如图4.2所示:
图4.2MSP430G2553单片机实物图
(1.3)MSP430G2553单片机通过P1.7口与蜂鸣器相连进行报时,通过P1.0-P1.6口与四位一体共阴数码管的段码端相连实现段选,通过P2.0-P2.3口与数码管的位码端相连实现位选,通过P2.4-P2.7口与独立按键相连利用端口中断实现调分调秒等功能;由于P2.6口和P2.7口不是默认的普通IO口,故需要设置取消其第二功能。
(2)数码管显示电路
(2.1)LED数码管的结构与工作原理
在单片机应用系统中,显示器可以反映系统的工作状态和运行结果。
比较常用的显示器是由8只发光二极管LED构成的八位数码管。
如下图4.3所示。
其中,a~g用于构成7笔字形,h用于构成小数点。
这种数码管有共阴极和共阳极两种。
共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连接在一起,通常将公共阴极接地,当某个发光二极管的阳极为高电平时,发光二极管点亮,相应的段被显示。
同样,共阳极LED显示器的发光二极管的阳极连接在一起,通常将公共阳极接正电压,当某个发光二极管的阴极接低电平时,发光二极管被点亮,相应的段位被显示。
而本设计采用四位一体共阴数码管LG3641AH来显示分和秒,
图4.3LED数码管
(2.2)LED显示方式
数码管有静态显示和动态显示两种方式。
a.LED静态显示方式
在静态显示方式下,每位的字选线(a~h)与一个8位端口相连。
只要在该位的字选线上出现字形码,就显示出相应的字符。
由于每一位数码管由一个单独的8位端口控制字选码,故在同一时间里每一位所显示的字符可以各不相同。
使用静态显示方式的优点在于软件处理比较容易,缺点是占用I/O口线太多,在实际应用中不是经常使用这种显示方式。
b.LED动态显示方式
在一组显示器中所含数码管个数较多时,为了简化电路,降低成本,一般采用动态显示方式。
这种显示方式是将所有数码管的各字段电极对应地并联在一起,由一个8位端口控制,这个端口送出的信号用来控制显示的字形,称为段或字选码。
而每个数码管的共阴极或共阳极极点分别由另一个端口的相位I/O口线控制,这个端口送出的信号用来选择第几位数码管工作,称为位码。
对于本设计而言采用LED动态显示方式比较合理。
(2.3)四位一体数码管LG3641AH实物及管脚图如图4.4和图4.5所示:
图4.4LG3641AH实物图
图4.5LG3641AH管脚图
(3)按键模块电路
本设计采用独立按键结构,直接用I/O口线即可构成独立按键电路,其特点是每个按键单独占用一根I/O口线,每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。
独立式按键的典型应用如图4.6所示。
独立式按键电路配置灵活,软件结构简单,但每个按键必须占用一根I/O口线,因此,在按键较多时,I/O口线浪费较大,不宜采用。
图4.6独立按键电路图
(4)蜂鸣器电路
其电路图如下图4.7所示:
图4.7蜂鸣器电路图
(5)总电路图如下图4.8所示:
图4.8总电路图
(6)实物图如下图4.9所示:
图4.9实物图
5、软件设计
(5.1)计数显示:
用数码管实时显示当前时间(分、秒);
(5.2)1s定时:
用定时/计数器实现1s精确定时;
(5.3)按键调整分、秒闪烁显示;
(5.4)声音报时:
整分、闹钟定时时间到时,蜂鸣器发出声音,并在程序内部定时提醒蜂鸣器;
(5.5)调节模式:
能使数码管进入省电模式(关闭显示),同时又可以打开显示;
(5.6)单片机管脚分配:
数码管的每一段与单片机的端口要一一对应,a-P1.0口,b-P1.1口,c-P1.2口,d-P1.3口,e-P1.4口,f-P1.5口,g-P1.6口;数码管的位选也要一一对应,且数码管分位要高于秒位,端口也是依次递增的,1对应数码管第一位,也就是分位的十位,对应的端口是P2.3口;2对应数码管第二位,也就是分位的各位,对应的端口是P2.2口;3对应数码管第三位,也就是秒位的十位,对应的端口是P2.1口;4对应数码管第四位,也就是秒位的个位,对应的端口是P2.0口。
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
uintmin,sec=0,i;
//数码管段选
ucharduanxuan[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,
0x6D,0x7D,0x07,0X7F,0X6F};
//延时程序
voiddelay(unsignedinta)
{
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 时钟 计时器
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)