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正文內(nèi)容

基于單片機(jī)的多功能秒表的課程設(shè)計(編輯修改稿)

2024-10-02 14:51 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 表示數(shù)碼管的四個位。 圖 22 四位共陰數(shù)碼管 6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 本系統(tǒng)中,硬件電路主要有電源電路,時鐘電路,復(fù)位電路,顯示電路,以及一些按鍵電路等。 電源電路 電源電路是指提供給用電設(shè)備電力供應(yīng)的電源部分的電路設(shè)計、使用的電路形式和特點。電源有交流電源也有直流電源。 電源電路是系統(tǒng)最基 本的部分,任何電路都離不開電源部分,由于三端集成穩(wěn)壓器件所組成的穩(wěn)壓電源線路簡單、性能穩(wěn)定、工作可靠、調(diào)整方便,已逐漸取代分立元件,在生產(chǎn)中被廣泛采用。 時鐘電路 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路是一個高增益反相放大器,引線 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入和來自反向振蕩器的輸出,該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。這里,我們選用 51 單片機(jī) 12MHZ的內(nèi)部振蕩方式,電容器 C C2 起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用, C1 和 C2 可在 20100PF 之間取 ,這里取 33P,接線時要使晶體振蕩器 X1 盡可能接近單片機(jī)。電路見圖 31 所示: 圖 31 時鐘電路 7 復(fù)位電路 采用上電和和按鍵復(fù)位電路。上電后,由于電容充電,使RST 持續(xù)一段高電平時間。當(dāng)單片機(jī)已在運行之中時,按下復(fù)位鍵也能使用使 RST 持續(xù)一段時間的高電平,從而實現(xiàn)上電加開關(guān)復(fù)位的操作。這不僅能使單片機(jī)復(fù)位,而且還能使單片機(jī)的外圍芯片也同時復(fù)位。當(dāng)程序出現(xiàn)錯誤時,可以隨時使電路復(fù)位。電路見圖 32 所示: 圖 32 復(fù)位電路 顯示電路 我們采用的是數(shù)碼管顯示電 路。在用數(shù)碼管顯示時,我們有靜態(tài)和動態(tài)兩種選擇,靜態(tài)顯示程序簡單,顯示穩(wěn)定,但是占用端口比較多;動態(tài)顯示所使用的端口比較少,可以節(jié)省單片機(jī)的 I/O 口。在設(shè)計中,我們采用 LED 動態(tài)顯示,用 P0 口驅(qū)動顯示。由于 P0 口的輸出級是開漏電路,用它驅(qū)動時需要外接上拉電阻才能輸出高電平。電路見圖 33 所示: 8 圖 33 顯示電路 鍵盤電路 通過 1/0 口連接,將每個按鈕的一端接到單片機(jī)的 I/O 口,另一端接地,這是最簡單的辦法。如圖 34 所示是實驗板上按鈕的接法,其功能很簡單,五個鍵定義如下: 按鍵 1:開始 /暫停計時 按鍵 2:記錄時刻 按鍵 3:上翻記錄時刻 按鍵 4:下翻記錄時刻 按鍵 5:清零當(dāng)前記錄時刻 9 圖 34 鍵盤電路 4 軟件設(shè)計 在軟件設(shè)計中,一般采用模塊化的程序設(shè)計方法,它具有明顯的優(yōu)點。把一個多功能的復(fù)雜的程序劃分為若干個簡單的、功能單一的程序模塊,有利于程序的設(shè)計和調(diào)試,提高了程序的閱讀性和可靠性,使程序的結(jié)構(gòu)層次一目了然。 各程序模塊都要完成一個明確的任務(wù),實現(xiàn)某個具體的功能,如:加計數(shù)、減計數(shù)、延時、快加、快減,計數(shù)和顯示等,在具體需要時調(diào)用相應(yīng)的模塊即可 ,設(shè)計流程框圖見圖 41 所示: 10 開始 初始化化 =0?? =0?? =0?? =0?? =0?? 停止 下翻 上翻 夠 8 個個 ? N Y 記錄 N N N N N Y Y Y Y Y 清零 圖 41 設(shè)計流程框圖 11 5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 因為整個系統(tǒng)都是數(shù)字電路,因此可以用仿真軟件來對其進(jìn)行調(diào)試。本次實際的電子秒表系統(tǒng)是用于測量較短而且較精準(zhǔn)的時間,它具體有以下一些功能: ( 1)整個系統(tǒng)由六個小開關(guān)控制。 ( 2)系統(tǒng)在用之前能清零,即電子秒表開始計時之前,其他時間顯示零。 ( 3)若不需要計時或需要中途暫停計時,則秒表能及時停止計時,但能保留停止計時之前所計的時間。 用 PROTEUS將編譯生成的秒表 .HEX 文件下到單片機(jī)中,點擊運行按相應(yīng)的操作鍵即可看到下圖的 效果: 圖 51 仿真結(jié)果 經(jīng) proteus 軟件仿真后,系統(tǒng)運行良好,結(jié)果正確。 12 6 總結(jié) 經(jīng)過一個星期的課程設(shè)計,過程有曲折也有順利。在此期間我也失落過,也曾一度熱情高漲。在老師的指導(dǎo)下,我們順利完成了課程設(shè)計的實物設(shè)計。讓我學(xué)到了以下幾點: 1 將學(xué)習(xí)的理論知識通過實驗融會貫通 ,讓我對它的理解更加深刻,對程序的編譯過程了解透徹。 2 本次課程設(shè)計以合作設(shè)計為主,因此培養(yǎng)了學(xué)習(xí)的積極性,讓我能夠配合同伴去分析問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,更增強(qiáng)與老師同學(xué)交流溝通和合作完成任務(wù)的能力。 3 由于這次課程設(shè)計不僅設(shè)計編程方面的知識,還涉及了其它學(xué)科的知識,例如 PROTEUS 等的基本知識。程序是用匯編語言來編寫的
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