第一篇：單片機課程設計報告-按鍵控制定時器選播多段音樂要點
Proteus 仿 真 大 作 業
課題：按鍵控制定時器選播多段音樂 系部： 電子工程系
班級： 計算機控制技術1201班 姓名： 張坤 指導老師：馬磊娟 2014.11.06
前 言
Proteus技術是計算機控制技術的核心課程，經過一年的學習本人對于其也有了一定的理解此次大型作業的布置正好可以驗證自己所學如何能否實際應用
本次設計中的硬件設計涉及8051輸入/輸出(I/O)端口獨立式鍵盤、TFT彩屏顯示等應用，而軟件設計采用C51語言編寫。因此我的課程設計基本涵蓋了課程的重要內容，較好的檢測我的學習效果。
Proteus課程設計是一個工程項目，在這一工程中包括選題、繪制電路圖+編制程序、Proteus仿真、系統仿真與調試、系統正常運行等流程。在老師的安排下，我嚴格按照這一流程開展項目，并最終完成本項目—基于單片機的推箱子游戲設計。接下來我將具體介紹我們在開展項目中遇到的問題和解決方案的設計。
前 言................................................................................................................................2 摘要..................................................................................................................................4 硬件設計方案..................................................................................................................5 1.單片機及晶振模塊.............................................................................................5 2.數碼管顯示模塊...................................................................................................7 3.按鍵控制模塊.......................................................................................................8 4.揚聲器模塊...........................................................................................................8 程序：......................................................................................................................9 原理圖：........................................................................................................................12 安裝與調試：................................................................................................................13 心得與體會：................................................................................................................14 元件清單如下：............................................................................................................15 參考文獻：....................................................................................................................16
摘要
本課程設計是按鍵控制定時器選擇多段音樂，以AT89S52為系統的操作核心，以一個數碼管顯示播放音樂的序號，通過按鍵來選擇音樂（本課程設計中含3首音樂）。
硬件設計方案
1.單片機及晶振模塊
該設計選用的是Atmel公司生產的AT89S52型單片機，由石英晶體振蕩器產生單片機工作時所需的時鐘信號，振蕩器采用的是12M的晶振，使其機器周期為1us，方便發音程序的計算和編譯。
AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51 產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。
AT89S52具有以下標準功能： 8k字節Flash，256字節RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數據指針，三個16 位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。
AT89S52的引腳分布
：
2.數碼管顯示模塊
該部分只用了一個數碼管，用來顯示播放的音樂序列，數碼管的7個管腳都接了1K的上拉電阻。數碼管顯示的歌曲序列為0,1,2。
3.按鍵控制模塊
此模塊只用了兩個按鍵，按鍵K1用來控制歌曲的開始和停止，接P1.0口，按鍵K2用于選擇歌曲，接P3.2口。按下K1，開始播放音樂，隨著改變數碼管的顯示值（0、1、2），將出現對應的音樂。
4.揚聲器模塊
揚聲器上接了一個三極管，用于放大聲音。
程序：
#include
uchar Song_Index=0,Tone_Index=0;//當前音樂段索引，音符索引 //數碼管段碼表 uchar
code DSY_CODE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
//標準音符頻率對應的延時表 uchar
code HI_LIST[]={0,226,229,232,233,236,238,240,241,242,244,245,246,247,248};
uchar code LO_LIST[]={0,4,13,10,20,3,8,6,2,23,5,26,1,4,3};//三段音樂的音符 uchar code Song[][50]= {
{1,2,3,1,1,2,3,1,3,4,5,3,4,5,5,6,5,3,5,6,5,3,5,3,2,1,2,1,-1}, {3,3,3,4,5,5,5,5,6,5,3,5,3,2,1,5,6,53,3,2,1,1,-1}，{3,2,1,3,2,1,1,2,3,1,1,2,3,1,3,4,5,3,4,5,5,6,5,3,5,3,2,1,3,2,1,1,-1} };
//三段音樂的節拍 uchar code Len[][50]= {
{1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,2,-1}, {1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,2,2,-1}，{1,1,2,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,2,2,-1} };
//外部中斷0
void EX0_INT()interrupt 0 {
TR0=0;//播放結束或者播放中途切換歌曲時停止播放 Song_Index=(Song_Index+1)%3;//跳到下一首的開頭 Tone_Index=0;
P2=DSY_CODE[Song_Index];//數碼管顯示當前音樂段號 }
//定時器0中斷函數 void T0_INT()interrupt 1 {
TL0=LO_LIST[Song[Song_Index][Tone_Index]];TH0=HI_LIST[Song[Song_Index][Tone_Index]];SPK=~SPK;} //延時
void DelayMS(uint ms){ uchar t;
while(ms--)for(t=0;t<120;t++);} //主程序 void main(){ P2=0xc0;SPK=0;
TMOD=0x00;//T0方式0 IE=0x83;IT0=1;IP=0x02;while(1){
while(K1==1);//未按鍵等待 while(K1==0);//等待釋放 TR0=1;//開始播放
Tone_Index=0;//從第0個音符開始
//播放過程中按下K1可提前停止播放（K1=0）。
//若切換音樂段會觸發外部中斷，導致TR0=0，播放也會停止 while(Song[Song_Index][Tone_Index]!=-1&&K1==1&&TR0==1){
DelayMS(300*Len[Song_Index][Tone_Index]);//播放延時（節拍）Tone_Index++;//當前音樂段的下一音符索引 }
TR0=0;//停止播放
while(K1==0);//若提前停止播放，按鍵未釋放時等待 } }
原理圖：
安裝與調試：
安裝過程： 檢查印刷電路板有無斷路、短路，若有，首先處理好。2 焊接順序：先焊單片機，在焊接各分塊電路，先焊平面的，后焊立體的，原則是有利于焊接。要求臥裝水平、豎裝垂直、相同元件等高。要特別注意元器件的安裝方向！焊接要點：將元件整形后插入對應位置，電路板平放在臺面上，一手握烙鐵對焊盤和引腳同時接觸預熱，另一手持焊錫絲與焊盤處烙鐵接觸，使錫絲熔化，當錫絲熔化一定量時（多了不好少了不行），立即將錫絲離去，烙鐵繼續保持少許時間，讓焊錫圍繞焊盤自由流動，形成一個完全覆蓋焊盤的鐘形（忌諱球形）焊點。切勿將焊錫先溶化在烙鐵上再去焊接，這樣錫絲里的助焊劑在未焊接前先揮發了，不利于焊接，而且焊點沒有光澤。剪腳：元件焊好后，將多余引腳剪掉，剪腳后的焊點應露出引腳0.5-1mm。本課設要求引腳露出2mm，以利于元件重復使用。檢查各元件是否出現焊接錯誤情況以及短路、斷路情況。6 將5V直流電源接入單片機以及其他各分模塊電源端。若發現元器件發熱或者有異味，應立即切斷電源檢查。
7.正常電路LED燈以及數碼管會工作在較為穩定、準確的狀態，可據此來進一步檢測電路連接是否、存在問題
調試過程：接上5V電源后，按下K1鍵，會有音樂，隨著K2的按下，音樂也隨之改變。過程較為順利。心得與體會：
在這次課程設計中，我們把學習的單片機理論知識運用到了實踐中，加深了我們對單片機理解，同時熟悉了單片機的使用，加強了我們的動手能力。在電路的焊接方面，也學到了一些知識，如怎樣使排版好看，不要雜亂無章。焊接時，要注意很多的細節，排線走線都要小心，很容易造成短路。
元件清單如下：
22pf的電容兩個 12MHZ晶振一個 10K電阻一個 10uf電容一個 2個按鍵 1個共陽數碼管 8個1K的電阻 1個蜂鳴器 1個89S52單片機
參考文獻：
[1 ].謝維成、楊加國 單片機原理與應用及c51程序設計.北京：清華大學出版社
[2].閻石.數字電子技術基礎.北京：高等教育出版社，2006 [3].譚浩強 C程序設計（第三版）.北京：清華大學出版社 [4].童詩白 模擬電子技術基礎.北京：清華大學出版社 [5].王一群 怎樣用電腦設計電子線路 福建 科學出版社 [6].王宏研，張鑫 電子綜合設計實驗教程 山東大學出版社
[7].陳永甫.多功能集成電路555經典應用實例第一集.北京：電子工業出版社
[8].王新閑.通用集成電路速查手冊.山東：山東科學出版社，2005 [9].崔瑞雪、張增良.電子技術動手實踐.北京：北京航空航天出版社，2007
第二篇：單片機課程設計音樂鬧鐘定時器
目錄：
0、任務書...............................................................................2
1、系統總體設計方案規劃與選定.......................................2
2、硬件設計...........................................................................5
3、軟件設計...........................................................................6
4、調試...................................................................................8
5、新增功能及實現方法.......................................................8
6、小結與體會.......................................................................9
7、參考文獻...........................................................................9
8、附錄.................................................................................10
單片機課程設計
0.任務書
基于51單片機設計一個電子數字鐘，顯示時、分、秒，且具有鬧鐘功能。用8255接口實現4*8鍵盤及8位LED顯示。
32個鍵：0~9共10個鍵，調時（設置當前時間）鍵；設定鬧鐘（定時）鍵；走時鍵；光標左右移動各一個鍵。
要求鍵復位后，應該最后面的LED上顯示H（待命狀態）。
1.系統總體設計方案規劃與選定
1.1主控制芯片選擇
方案一：采用ARM微處理，做主控芯片，計算速度快，缺點；成本高，控制較復雜，不容易焊接。
方案二：采用80C51單片機做主控制器，由單片機來完成采集和信號處理等底層的核心計算，做主控芯片，成本低，易控制，易實現。
經過以上兩個方案比較，在此題方案二明顯優于方案一，故采用80C51單片機做主控制器。
1.2定時模塊選擇
方案一：采用時鐘芯片DS1302。
DS1302 可以用于數據記錄，特別是對某些具有特殊意義的數據點的記錄，能實現數據與出現該數據的時間同時記錄，且較單片機計時簡單節約硬件資源，但存在時鐘精度不高，易受環境影響，出現時鐘混亂等缺點。
方案二：采用單片機內部的定時系統，外接晶振進行分頻脈沖計數。
單片機課程設計
此系統采用12MHz晶振。
由于方案二使用簡單，比方案一更適用該系統設計，所以選擇方案二。
1.3 LED顯示及計時模塊選擇
方案一：74LS192計數器——74LS47七點顯示譯碼器
74LS192芯片是一塊可預置數可逆計數芯片，功能強大。將74LS192芯片CPU引腳接高電平可實現減法計數，以倒計時顯示?？赏ㄟ^74LS47與LED共陽極數字顯示器配合使用。
方案二：使用移位寄存器74HC595與譯碼器相連
74HC595具有8位移位寄存器和一個存儲器，使用時可直接與數字顯示器相連。
方案三：使用8255擴展LED顯示計時模塊
8255是一個可編程并行接口芯片，有一個控制口和三個8位數據口，外設通過數據口與單片機進行數據通信，各數據口的工作方式和數據傳送方向是通過用戶對控制口寫控制字控制的。我們用到了A與B口分別進行對數碼顯示管的片選和段選，且B口同時作為鍵盤掃描模塊的輸入口，與數碼顯示模塊分時復用。故采用方案三
1.4蜂鳴器的選擇
方案一：電磁式蜂鳴器
電磁式蜂鳴器主要是利用通電導體會產生磁場的特性，用一個固定的永久磁鐵與通電導體產生磁力推動固定在線圈上的鼓膜。電磁式由于音色好，所以多用于語音、音樂等設備。對于不同提示音且考慮實際，此種較好。
方案二：壓電式蜂鳴器
單片機課程設計
壓電式蜂鳴器用的是壓電材料，即當受到外力導致壓電材料發生形變時壓電材料會產生電荷。同樣，當通電時壓電材料會發生形變。壓電式結構簡單耐用但音調單一音色差，適用于警報器等設備。
由于鬧鈴為音樂鬧鈴，所以使用電磁式蜂鳴器更為合適。
2.硬件設計
2.1 芯片的選擇
2.1.1 單片機80C51 2.1.1.1單片機80C51的組成
80c51單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數據存儲器(RAM)、定時/計數器、并行接口、串行接口和中斷系統等幾大單元及數據總線、地址總線和控制總線等三大總線，現在我們分別加以說明：
中央處理器：
中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數據寬度的處理器，能處理8位二進制數據或代碼，CPU負責控制、指揮和調度整個單元系統協調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。
數據存儲器(RAM)8051內部有128個8位用戶數據存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數據，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數據，所以，用戶能使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數據，運算的中間結果或用戶定義的字型表。
程序存儲器(ROM)：
8051共有4096個8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數據或表格。
單片機課程設計
定時/計數器(ROM)：
8051有兩個16位的可編程定時/計數器，以實現定時或計數產生中斷用于控制程序轉向。
并行輸入輸出(I/O)口：
8051共有4組8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于對外部數據的傳輸。
2.1.1.2
MCS-51的引腳說明：
MCS-52系列單片機中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結構，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復用?，F在我們對這些引腳的功能加以說明：
MCS-51的引腳說明：
MCS-52系列單片機中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結構，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復用。
單片機課程設計
圖1 80C51的引腳
2.1.1.3 MCS-51單片機內部定時器計數器、中斷系統簡介（1）定時器計數器
1、MCS-51系列中51子系列有兩個16位的可編程定時計數器可：定時計數器T0和定時計數器T1。它由加法計數器、方式寄存器TMOD、控制寄存器TCON等組成。方式寄存器用于設定定時計數器T0和T1的工作方式，控制寄存器用于對定時計數器啟動、停止進行控制。
2、每個定時計數器既可以對系統時鐘計數實現定時，也可以外部信號計數實現計數功能通過編程設定來實現。
3、每個定時計數器都有多種工作方式，其中T0有四種工作方式，T1有三種工作方式，T2有三種工作方式。通過編程可設定工作于某種方式。四種工作方式為：13位定時計數器、16位定時計數器、8位自動重置定時 6
單片機課程設計
計數器、兩個8位定時計數器（只有T0有）
4、每一個定時計數器定時計數時間到時產生溢出，使相應的溢出位置位，溢出可通過查詢或中斷方式處理。
（2）中斷系統
1、MCS-51單片機提供5個硬件中斷源，2個外部中斷源，2個定時計數器T0和T1的溢出中斷TF0和TF1，1個串行口發送TI和接收RI中斷。
2、MCS-51單片機中沒有專門的開中斷和關中斷指令，對各個中斷源的允許和屏蔽是由內部的中斷允許寄存器IE的各位來控制的。中斷允許寄存器IE的字節地址為A8H，可以進行位尋址。系統復位時，中斷允許寄存器IE的內容為00H，如果要開放某個中斷源，則必須使IE中的總控置位和對應的中斷允許位置“1”。
3、MCS-51單片機有5個中斷源，為了處理方便，每個中斷源有兩級控制，高優先級和低優先級。通過由內部的中斷優先級寄存器IP來設置，中斷優先級寄存器IP的字節地址為B8H，可以進行位尋址。如果某位被置“1”，則對應的中斷源被設為高優先級；如果某位被清零，則對應的中斷源被設為低優先級。對于同級中斷源，系統有默認的優先權順序，從高到低優先權順序為外部中斷0、定時計數器T0中斷、外部中斷
1、定時計數器T1中斷、串行口中斷。通過設置中斷優先級寄存器IP能夠改變系統默認的優先級順序。
4、MCS-51單片機響應中斷的條件為：中斷源有請求且中斷允許。
2.1.2 八位一體七段數碼管
單片機課程設計
數碼管使用條件：
a、段及小數點上加限流電阻。
b、使用電壓：段：根據發光顏色決定； 小數點：根據發光顏色決定。c、使用電流：靜態：總電流 80mA（每段 10mA）；動態：平均電流 4-5mA 峰值電流 100mA 上圖為七段數碼管引腳圖，其中共陽極數碼管引腳圖和共陰極相同。LED數碼管根據LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。右圖是共陰和共陽極數碼管的內部電路，它們的發光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。
將多只LED的陰極連在一起即為共陰式，而將多只LED的陽極連在一起即為共陽式。以共陰式為例，如把陰極接地，在相應段的陽極接上正電源，該段即會發光。當然，LED的電流通常較小，一般均需在回路中接上限流電阻。假如我們將“b”和“c”段接上正電源，其它端接地或懸空，那么“b”和“c”段發光，此時，數碼管顯示將顯示數字“1”。而將“a”、“b”、“d”、“e”和“g”段都接上正電源，其它引腳懸空，此時數碼管將顯示“2”。其它字符的顯示原理類同。
單片機課程設計
2.1.3 并行接口擴展芯片8255 8255內部包括三個并行數據輸入/輸出端口，兩個工作方式控制電路，一個讀/寫控制邏輯電路和8位總線緩沖器。
各部分功能概括如下：（1）端口A、B、C A口：是一個8位數據輸出鎖存器/緩沖器和一個8位數據輸入鎖存器。B口：是一個8位數據輸入/輸出鎖存器/緩沖器和一個8位數據輸入鎖存器。C口：是一個8位數據輸出鎖存器/緩沖器和一個8位數據輸入緩沖器（輸入不鎖存）。
通常A口、B口作為數據輸入/輸出端口。C口作為控制/狀態信息端口，它在“方式控制字”的控制下可分為兩個4位端口，每個端口有一個4位鎖存器，分別與A口、B口配合使用，作為控制信號輸出或狀態信息輸入端口。
（2）工作方式控制電路
工作方式控制電路有兩個，一個是A組控制電路，另一個是B組控制電路。
單片機課程設計
這兩組控制電路具有一個控制命令寄存器，用來接受中央處理器發來的控制字，以決定兩組端口的工作方式，也可根據控制字的要求對C口按位清“0”或者按位置“1”。
A組控制電路用來控制A口和C口的上半部分（PC7-PC4）。B組控制電路用來控制B口和C口的下半部分（PC3-PC0）。
（3）總線數據緩沖器
總線數據緩沖器是一個三態雙向8位緩沖器，作為8255與系統總線之間的接口，用來傳送數據、指令、控制命令以及外部狀態信息。
（4）讀/寫控制邏輯電路
讀/寫控制邏輯電路接受CPU發來的控制信號RD、WR、RESET、地址信號A1-A0等，然后根據控制信號的要求，將端口數據讀出，發往CPU，或者將CPU送來的數據寫入端口。
2.2 電路的組成
2.2.1 數碼管顯示電路
數碼管顯示器成本低，配置靈活，與單片機接口簡單，在單片機應用系統中廣泛應用。
數碼管的工作原理如下：
數碼管是由8個發光二極管構成的顯示器件。在數碼管中，若將二極管的陽極連在一起，稱為共陽極數碼管；若將二極管的陰極連在一起，稱為共陰極數碼管。本次課程設計用到的8個數碼管均是共陽極的。當發光二極管導通時，它就會發光。每個二極管就是一個筆劃，若干個二極管發光時，就
單片機課程設計
構成了一個顯示字符。將單片機的I/O口控制相應的芯片與數碼管的a-g相連，高電平的位對應的發光二極管亮，這樣，由I/O口輸出不同的代碼，就可以控制數碼管顯示不同的字符。8個數碼管均采用動態顯示方式，顯示當前的時間。
2.2.2 鍵盤掃描電路
鍵盤掃描電路圖
鍵盤可分為兩類：非編碼鍵盤和編碼鍵盤；常見的非編碼鍵盤有兩種結構：獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。本次課程設計使用矩陣式鍵盤。
矩陣鍵盤的工作原理：按鍵設置在行、列線交點上，行、列線分別連接到按鍵開關的兩端。列線通過上拉電阻接到+5V 電源上。無按鍵按下時，列線處于高電平的狀態，而當有按鍵按下時，列線電平與此列線相連的行線電平決定。
行列掃描法原理：第一步，使列線為編程的輸入線，行線是輸出線，拉低所有的行線，判斷列線的變化，如果有按鍵按下，按鍵按下的對應列線被拉低，否則所有的列線都為高電平。第二步，在第一步判斷有鍵按下后，延時10ms消除機械抖動，再次讀取列值，如果此列線還處于低電平狀態則進入下一步，否則返回第一步重新判斷。第三步，開始掃描按鍵位置，采用 11
單片機課程設計
逐行掃描，分別拉低第一行，第二行，第三行，第四行，無論拉低哪一行其他三行都為高電平，讀取列值找到按鍵的位置，分別把行值和列值儲存在寄存器里。第四步，從寄存器中找到行值和列值并把其合并，得到按鍵值，對此按鍵值進行編碼，與已經設定好的鍵碼表進行一一對比，如果不等，則繼續比較，如果相等，則利用轉移指令實現鍵盤掃描到按鍵功能的轉移。
2.2.3 音樂鬧鈴電路
蜂鳴器電路
2.2.3.1 蜂鳴器
蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型，他廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電話 12
單片機課程設計
機等電子產品中作發聲器件。
2.2.3.2 單片機驅動
單片機上面使用的蜂鳴器一般都是無源電磁式的蜂鳴器（如下圖所示）。它由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場，振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發聲。
蜂鳴器發聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場來驅動振動膜發聲的，因此需要一定的電流才能驅動它，單片機IO引腳輸出的電流較小，單片機輸出的TTL電平基本上驅動不了蜂鳴器，因此需要增加一個電流放大的電路。
2.2.4 復位電路
RESET/Vpd為復位信號復用腳，當80C51通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現24個時鐘周期以上的高電平，系統即初始復位。初始化后，程序計數器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統即從0000H地址開始執行程序。然而，初始復位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態，80C51的初始態。
上電復位：上電復位電路是—種簡單的復位電路，只要在RST復位引腳接一個電容到VCC，接一個電阻到地就可以了。上電復位是指在給系統上電時，復位電路通過電容加到RST復位引腳一個短暫的高電平信號，這個復 13
單片機課程設計
位信號隨著VCC對電容的充電過程而回落，所以RST引腳復位的高電平維持時間取決于電容的充電時間。為了保證系統安全可靠的復位，RST引腳的高電平信號必須維持足夠長的時間。
電路圖如下：
上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現的。只要Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實現自動上電復位。
3軟件設計 4.調試
5.新增功能及實現方法
5.1定時器產生音樂的原理
音樂的產生主要是通過單片機的I/O口輸出高低不同的脈沖信號來控制蜂鳴器發音。要想產生音頻脈沖信號，需要算出某一音頻的周期(1/頻率)，然后將此周期除以2，即為半周期的時間。利用單片機定時器計時這個半個周期時間，每當計時到后就將輸出脈沖的I/O口反相，然后重復計時此半周期時間再對I/O口反相，這樣就能在此I/O口上得到此頻率的脈沖。
單片機課程設計
通常，利用單片機的內部定時器0，工作在方式1下，改變計數初值TH0和TL0來產生不同頻率。
對于音樂的節拍，每個音符使用1個字節，字節的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的節拍。如果1拍為0.4S，1/4拍為0.1S，只要設定延遲時間就可求得節拍的時間。假設1/4拍為1DELAY，那么1拍應為4DELAY，以此類推。所以只要求得1/4拍的DELAY,其余的節拍就是它的倍數。
總而言之，一首樂曲是由音階和節拍兩大要素構成。一首樂曲演奏的原理是：不同音階分別對應不同的頻率，發出不同的音調，而節拍則控制發出音調時間的長短；若將樂曲的音調連續發出，并使其按相應的節拍變化，即可演奏一首樂曲。根據這一特點，我們采用單片機輔以相應的接口來設計音樂播放器。
5.2實現方法
利用定時器產生音樂，添加了音樂鬧鐘功能，能在鬧鐘時間到來時蜂鳴器發出《祝你生日快樂》歌，但缺點是在響鈴時間里，無法正常顯示時間。在此次課程設計中，產生的音樂是利用查表法來改變定時器T1的初值，即改變音高，而通過延時來確定每個音符的長短，即確定音長。
6.小結與體會 7.參考文獻
【1】《單片機原理、接口及應用——單片機嵌入式系統技術基礎（第2版）》，肖看、李群芳，清華大學出版社
【2】《單片機原理及應用》，霍孟友，機械工程出版社
【3】《51系列單片機設計實例（第二版）》，樓然苗、李光飛，北京航
單片機課程設計
空航天大學出版社
8.附錄
8.1 源程序代碼ORG 0000H LJMP START
ORG 000BH LJMP T0INT;T0中斷服務程序
ORG 001BH LJMP TIM0
;;;;;主程序;;;;;;;;START:LCALL CLEA
START1:LCALL SCAN LCALL BELLSCAN LCALL KEYSCAN SJMP START1
CLEA:MOV R0,#70H MOV R7,#0EH CLEAR:MOV @R0,#00H INC R0 DJNZ R7,CLEAR;70H~7CH賦值0 MOV TMOD,#11H MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#03CH SETB EA SETB ET0 SETB EX0 SETB TR0 CLR IT0 MOV 72H,#10 MOV 75H,#10 MOV 68H,#55H MOV 69H,#01H MOV 6AH,#00H CLR P1.0 RET
;延時子程序1MS DL1MS: MOV R6,#14H DL1: MOV R7,#19H DL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 RET
DL10MS:ACALL SCAN ACALL SCAN ACALL SCAN RET
;《祝你生日快樂》音樂鬧鈴程序BELLSCAN:MOV A,6AH
CJNE A,7AH,BELLOUT
MOV A,69H
CJNE A,79H,BELLOUT
MOV A,68H
CJNE A,78H,BELLOUT
LCALL MUSIC BELLOUT:RET MUSIC:
MOV IE,#8AH MOV 30H,#00H
NEXT1:MOV A,30H MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV R2,A JZ END0 ANL A,#0FH MOV R5,A MOV A,R2 SWAP A ANL A,#0FH
單片機課程設計
JNZ SING CLR TR1 LJMP D1 SING:DEC A MOV 22H,A RL A MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,@A+DPTR MOV TH1,A MOV 21H,A MOV A,22H RL A INC A MOVC A,@A+DPTR MOV TL1,A MOV 20H,A SETB TR1 D1:LCALL DELAY INC 30H LJMP NEXT1 END0:CLR TR1 LCALL BELLOUT
TIM0:PUSH ACC PUSH PSW MOV TL1,20H MOV TH1,21H CPL P1.0 POP PSW POP ACC RETI
DELAY:MOV R7,#02H D2:MOV R4,#187 D3:MOV R3,#248 DJNZ R3,$ DJNZ R4,D3 DJNZ R7,D2 DJNZ R5,DELAY RET
TABLE1:DW 64260,64400,64521,64580
DW 64684,64777,64820,64898 DW 64968,65030,65058,65110 DW 65157,65178,65217
TABLE:;1
DB 82H,01H,81H,94H,84H DB 0B4H,0A4H,04H
DB 82H,01H,81H,94H,84H DB 0C4H,0B4H,04H;2
DB 82H,01H,81H,0F4H,0D4H DB 0B4H,0A4H,94H
DB 0E2H,01H,0E1H,0D4H,0B4H DB 0C4H,0B4H,04H DB 00H
SCAN:;把記的數送給偏移量
MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#80H
MOVX @DPTR,A;寫控制字,在顯示程序中A口輸出，B口輸出
MOV A,78H;秒 MOV B,#0AH DIV AB MOV 71H,A MOV 70H,B
MOV A,79H;分
MOV B,#0AH DIV AB MOV 74H,A MOV 73H,B
MOV A,7AH;時
MOV B,#0AH DIV AB MOV 77H,A
MOV 76H,B;
單片機課程設計
T0中斷允許
;循環掃描顯示,數碼管顯示程序,數碼管為共陽型
MOV R1,#70H MOV R5,#80H;位選
MOV R3,#08H SCAN1:MOV A,R5 MOV DPTR,#7FFCH MOVX @DPTR,A;送A口位選
MOV A,@R1 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR
MOV DPTR,#7FFDH MOVX @DPTR,A;送B口字形碼
LCALL DL1MS
INC R1;字形碼偏移量
MOV A,R5 RR A;位選碼
MOV R5,A DJNZ R3,SCAN1;8次
MOV DPTR,#7FFCH MOV A,#00H MOVX @DPTR,A;A口清位選
RET TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH;對應于“0”~“9”、“_”
;定時器T0中斷服務程序 T0INT:PUSH ACC
CLR ET0;停
CLR TR0;停T0工作
MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#03CH SETB TR0;開T0工作
INC 7BH;7BH存放20
MOV A,7BH
CJNE A,#14H,OUTT0;20
MOV 7BH,#00H
INC 78H;78H秒
MOV A,78H
CJNE A,#3CH,OUTT0;60
MOV 78H,#00H
INC 79H
;79H分
MOV A,79H
CJNE A,#3CH,OUTT0;60
MOV 79H,#00H
INC 7AH
;7AH時
MOV A,7AH
CJNE A,#18H,OUTT0;24
MOV 7AH,#00
OUTT0:SETB ET0;開T0中斷允許
POP ACC RETI
;;;;;;鍵盤掃描子程序;;;;;;;;
KEYSCAN:MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#82H
MOVX @DPTR,A;寫控制字,此時A口輸出,B口輸入
MOV DPTR,#7FFEH MOV A,#00H
MOVX @DPTR,A;C口寫0
單片機課程設計
MOV DPTR,#7FFDH MOVX A,@DPTR MOV B,A
;B口輸入
CJNE A,#0FFH,HAVE KEYOUT: RET
HAVE: LCALL DL10MS1 MOVX A,@DPTR CJNE A,B,KEYOUT;延時一段時間再檢測有鍵按下才開始掃描處理
INC DPTR MOV A,#0FEH MOV B,A MOVX @DPTR,A;C口輸出行值
MOV DPTR,#7FFDH MOVX A,@DPTR;B口輸入列值
CJNE A,#0FFH,KEYLIE0
MOV A,B RL A MOV B,A MOV DPTR,#7FFEH MOVX @DPTR,A;C口輸出行值
MOV DPTR,#7FFDH MOVX A,@DPTR;B口輸入列值
CJNE A,#0FFH,KEYLIE1
MOV A,B RL A MOV B,A
MOV DPTR,#7FFEH
MOVX @DPTR,A;C口輸出行值
MOV DPTR,#7FFDH
MOVX A,@DPTR;B口輸入列值
CJNE A,#0FFH,KEYLIE2
MOV A,B RL A
MOV DPTR,#7FFEH
MOVX @DPTR,A;C口輸出行值
MOV DPTR,#7FFDH
MOVX A,@DPTR;B口輸入列值
CJNE A,#0FFH,KEYLIE3 ACALL KEYOUT;
KEYLIE0:MOV R2,#00H;R2 鍵碼 行值，第1行八個數
LJMP KEYGET
KEYLIE1:MOV R2,#08H;第2行，八個數 LJMP KEYGET
KEYLIE2:MOV R2,#10H;第3行，八個數 LJMP KEYGET
KEYLIE3:MOV R2,#18H;第4行，八個數 LJMP KEYGET
KEYGET:MOV B,A
;B中存放B口讀入的列值
MOV DPTR,#KEYTAB MOV A,#0 NEXT: PUSH ACC
MOVC A,@A+DPTR CJNE A,B,AGAIN
POP ACC;A是偏移值，即列值 ADD A,R2;A中存放鍵碼
單片機課程設計
MOV B,A RL A
ADD A,B;PC偏移量
MOV LJMP KEYFUN30 LJMP KEYFUN31 RET KEYTAB:DB
0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FH DPTR,#KEYFUNTAB JMP @A+DPTR
AGAIN: POP ACC INC A CJNE A,#8,NEXT ACALL KEYOUT
KEYFUNTAB: LJMP KEYFUN00 LJMP KEYFUN01 LJMP KEYFUN02 LJMP KEYFUN03 LJMP KEYFUN04 LJMP KEYFUN05 LJMP KEYFUN06 LJMP KEYFUN07 LJMP KEYFUN08 LJMP KEYFUN09 LJMP KEYFUN10 LJMP KEYFUN11 LJMP KEYFUN12 LJMP KEYFUN13 LJMP KEYFUN14 LJMP KEYFUN15 LJMP KEYFUN16 LJMP KEYFUN17 LJMP KEYFUN18 LJMP KEYFUN19 LJMP KEYFUN20 LJMP KEYFUN21 LJMP KEYFUN22 LJMP KEYFUN23 LJMP KEYFUN24 LJMP KEYFUN25 LJMP KEYFUN26 LJMP KEYFUN27 LJMP KEYFUN28 LJMP KEYFUN29
;0 1 2 3 4 5 6 7
RET
DL10MS1:MOV R4,#20 DL3: MOV R5,#7DH DL4: NOP NOP
DJNZ R5,DL4 DJNZ R4,DL3 RET
KEYFUN00:MOV @R0,#00H MOV A,7EH
CJNE A,#0FFH,CALCU
RET
KEYFUN01:MOV @R0,#01H MOV A,7EH
CJNE A,#0FFH,CALCU RET
KEYFUN02:MOV @R0,#02H MOV A,7EH
CJNE A,#0FFH,CALCU RET
KEYFUN03:MOV @R0,#03H MOV A,7EH
CJNE A,#0FFH,CALCU RET
KEYFUN04:MOV @R0,#04H MOV A,7EH
CJNE A,#0FFH,CALCU RET
KEYFUN05:MOV @R0,#05H MOV A,7EH
CJNE A,#0FFH,CALCU RET
KEYFUN06:MOV @R0,#06H MOV A,7EH
CJNE A,#0FFH,CALCU RET
單片機課程設計
KEYFUN07:MOV @R0,#07H MOV A,7EH CJNE A,#0FFH,CALCU RET KEYFUN08:MOV @R0,#08H MOV A,7EH CJNE A,#0FFH,CALCU RET KEYFUN09:MOV @R0,#09H MOV A,7EH CJNE A,#0FFH,CALCU RET CALCU: MOV A,71H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,70H MOV 78H,A MOV A,74H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,73H MOV 79H,A MOV A,77H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,76H MOV 7AH,A RET
KEYFUN10://調時鍵 CLR TR0
MOV R0,#77H;R0指向時的偏移量
MOV 7DH,#00H;閃爍標志位
LCALL FLASH
RET FLASH:MOV A,@R0 MOV @R0,#0BH;R0(此時77H)指向熄滅的偏移量
MOV 7CH,#3DH;7CH單元存放循環次數 RE: LCALL OFFSCAN DJNZ 7CH,RE;調用OFFSCAN60次，半秒
MOV @R0,A;R0（此時77H）指向原來的偏移量
MOV 7CH,#3DH RE1: LCALL OFFSCAN
DJNZ 7CH,RE1;調用OFFSCAN60次，半秒 LCALL KEYSCAN;鍵盤掃描
MOV A,7DH CJNE A,#0FFH,FLASH;判斷閃爍標志位
RET OFFSCAN: PUSH ACC MOV R1,#70H MOV R5,#80H;位選
MOV R3,#08H OFFSCAN1:MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#80H
MOVX @DPTR,A;寫控制字
MOV A,R5 MOV DPTR,#7FFCH MOVX @DPTR,A;A口輸出位選
MOV A,@R1 MOV DPTR,#OFFTAB MOVC A,@A+DPTR
MOV DPTR,#7FFDH
MOVX @DPTR,A;B口輸出字形碼
LCALL DL1MS
INC R1
;R1指向下一個單元
MOV A,R5 RR A MOV R5,A;位選
DJNZ R3,OFFSCAN1;8次
單片機課程設計
MOV DPTR,#7FFCH MOV A,#00H MUL AB ADD A,73H MOV 69H,A MOVX @DPTR,A;A口位選清零
POP ACC RET OFFTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH,0FFH,89H RET //調時鍵按下
KEYFUN11:INC R0 RET KEYFUN12:DEC R0 RET KEYFUN13://走時鍵
MOV 7DH,#0FFH SETB TR0
RET KEYFUN14://鬧鈴鍵 MOV R0,#77H MOV 7EH,#0FFH;改變顯示單元，不改變計數單元
MOV 7DH,#00H;開FLASH標志位
LCALL FLASH RET
KEYFUN15://鬧鐘時間確認鍵，寫入計數比較單元
MOV A,71H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,70H MOV 68H,A
MOV A,74H MOV B,#0AH
MOV A,77H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,76H MOV 6AH,A RET
KEYFUN16:RET
KEYFUN17:MOV 7DH,#00H MOV 70H,#0CH
MOV 71H,#0BH
MOV 72H,#0BH
MOV 73H,#0BH
MOV 74H,#0BH
MOV 75H,#0BH
MOV 76H,#0BH
MOV 77H,#0BH;送熄滅符以及H符
MOV R0,#70H
LCALL FLASH
RET
KEYFUN18:MOV 7DH,#0FFH;關閉閃爍 LCALL CLEA RET KEYFUN19:RET KEYFUN20:RET KEYFUN21:RET KEYFUN22:RET KEYFUN23:RET KEYFUN24:RET KEYFUN25:RET KEYFUN26:RET KEYFUN27:RET KEYFUN28:RET KEYFUN29:RET KEYFUN30:RET KEYFUN31:RET ACALL KEYOUT END
單片機課程設計
8.2電路圖
總體電路圖
第三篇：《單片機原理及接口技術》課程設計報告——多通道秒表定時器(DOC)
《單片機原理及接口技術》
課程設計報告
課程設計名稱：多通道秒表定時計數器設計
院 系：自動控制與機械工程學院
專業：電氣工程及其自動化
班級：2012級電氣二班
姓名：黃瑞
學號：201204170209
時間：2014年6月
目錄
一、課程設計目的和要求.....................................................................................................3
1、設計的目的.................................................................................................................3
2、設計的要求.................................................................................................................3
（1）總體要求.........................................................................................................3（2）具體要求.........................................................................................................4（3）設計提示.........................................................................................................4
二、設計的步驟和思路.........................................................................................................5
1、設計的步驟.................................................................................................................5
2、設計的思路.................................................................................................................5
三、硬件的設計.......................................................................................................................6
1、信號輸入電路.............................................................................................................7
2、數碼管的驅動模塊的電路.........................................................................................7
3、LED燈的驅動模塊電路............................................................................................8
四、軟件設計...........................................................................................................................8
1、單片機選擇.................................................................................................................8
2、系統軟件設計分析.....................................................................................................9
3、主要功能實現的程序...............................................................................................10（1）通道號的設置...............................................................................................10（2）定時值的設置...............................................................................................11
五、調試說明.........................................................................................................................12
1、未啟動仿真時，初始狀態：...................................................................................13
2、開始啟動仿真后：...................................................................................................13
3、通過按下K2切換至一、二、三、四通道和定時值的設置：............................14
4、定時時間到后對應通道號LED燈點亮：.............................................................15 六
心得體會.........................................................................................................................16
七、致謝.................................................................................................................................17 八、參考文獻.......................................................................................................................17
九、附錄.................................................................................................................................18
一、課程設計目的和要求
1、設計的目的
單片機課程作為獨立的教學環節，是自動化及相關專業集中實踐性環節系列之一，是學習完〈〈單片機原理與接口技術〉〉課程后，并在進行相關課程設計基礎上進行的一次綜合聯系。
單片機課程設計過程中，我們通過查閱資料，接口設計、程序設計、安裝調試等環節，完成一個基于MCS-51系列單片機，涉及多種資源應用，并具有綜合應用功能的小應用課程設計，不但使我們能熟練掌握課堂上所學知識，而且還能使我們在設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。
課程設計以學生認知為主體，充分調動學生的積極性，重視學生自學能力的培養，根據具體課題安排時間確定課題的設計、編程和調試內容，分團隊開展課程設計活動，按時完成每部分工作。堅持獨立完成，實現課題規定的各項指標，并寫出設計報告。
要求學生自己查閱資料和充分利用所學知識，根據所要設計系統所要達到的功能，劃分軟硬件功能、選擇器件、編寫相關程序，用Proteus 在計算機上繪圖并用Keil進行程序邊編寫進行防真，再對整個系統做調試運行，培養學生在遇到問題時能進行獨立、系統、認真的思考，并進一步培養學生在團隊中的合作精神，不斷調試修改，直至達到設計的要求和取得滿意的效果，最后編寫系統說明書，其內容包括系統的功能介紹，使用范圍，主要性能指標，使用方法，注意事項等。
2、設計的要求
（1）總體要求
本次課程設計主要以軟件仿真為主，在為期兩周的工程實踐中，將占據主要時間，要求完成的任務主要包括以下幾點：
(1)獨立完成設計任務；
(2)繪制系統硬件總框圖；(3)繪制系統原理電路圖；
(4)制定編寫設計方案，編制軟件框圖，完成詳細完整的程序清單和注釋；(5)制定編寫調試方案，編寫課程設計任務書；(6)寫出設計工作小結。（2）具體要求
該課程設計要求基于AT89C51設計一個4位的LED數碼管作為“4通道的秒表定時器”。
1設計使顯示時間為0～99秒；
2當各通道定時時間到時，點亮對應的LED燈； 3設計一個具有4個按鍵的鍵盤：
K1：“設置”/“定時啟動”； K2：“通道”/“定時設置”； K3：“加一”； K4：“減一”；
4設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閉該提醒功能。（3）設計提示
(1）用6為7段LED數碼管作為顯示設備，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
圖1-1 Protuse仿真效果圖
二、設計的步驟和思路
1、設計的步驟
（1）制定相應的設計方案；
（2）硬件的初步設計；
（3）選擇設計所用元器件和參數；（4）在Proteus 7.5中設計和連接電路圖；（5）軟件的初步設計；（6）編寫程序實現其功能；（7）在keil_v4中進行調試運行；（8）硬件和軟件聯合調試。
2、設計的思路
為使數碼管同時顯示通道號和定時值（0～99秒），選用4位7段LED數碼管，當定時時間到時點亮對應的LED燈，課程中我們選用LED-BLUE燈，并設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燈的點亮和數碼管的顯示。具體控制如下：（1）通道號為1～4，對應LED燈為LED1～LED4，執行程序前可任意選擇通道號；定時值可在0～99S內任意設置；
（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置，通過K3、K4來增加或減小定時值；當定時值設置好之后按下K1則程序執行所選通道的秒表定時；當定時時間到時，對應通道的LED燈點亮；
（3）當程序運行初始化后直接按下K3、K4進行定時時間的設置，通過K3、K4
來增加或減小定時值；當設置好之后按下K1后直接執行一通道的秒表定時；當定時時間到時，對應通道的LED燈點亮；
（4）當程序運行初始化后直接按下K3、K4進行定時時間的設置，通過K3、K4來增加或減小定時值；當設置好之后按下K2則切換至通道號的設置，通過K3、K4來增加或減小通道號；當設置好后按下K1則執行對應通道的定時；當定時時間到時，對應通道的LED燈點亮；
（5）當程序運行初始化后直接按下K3、K4進行定時時間的設置，通過K3、K4來增加或減小定時值；當設置好之后按下K2則切換至通道號的設置，通過K3、K4來增加或減小通道號；當設置好后按下按下K2則又切換至定時時間的設置，通過K3、K4來增加或減小定時值;依次可不斷循環通道號和定時時間的切換設置，直至達到自己所想要的定時時間,此時按下K1則執行對應通道的秒表定時，當定時時間到時點亮對應的LED燈。
三、硬件的設計
硬件電路設計框圖如下圖所示，主要由：4個按鍵的鍵盤、AT89C51單片機、數碼管、4個LED燈。
根據硬件系統電路設計框圖，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。
圖3-1硬件電路設計框圖
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不會影響其他輸入線上的工作狀態。因此，通過檢測輸入線的電平狀態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，在按鍵數量較多時，需要較多的輸入口線且電路結構復雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。
圖3-2鍵控電路
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。這可通過調用子程序來解決，當系統中有顯示子程序時，調用幾次顯示子程序也能同時達到消除抖動的目的。
2、數碼管的驅動模塊的電路
圖3-3數碼管驅動模塊電路
3、LED燈的驅動模塊電路
圖
3-4LED燈的驅動電路
四、軟件設計
1、單片機選擇
AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內含4K bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存取數據存儲器（ROM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用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用場合，可靈活應用于各種控制領域。此設計中就采用AT89C51。單片機小系統的電路圖如圖所示：
圖4-1信號輸入電路
單片機AT89C51的主要特征：
①與 MCS－51 兼容，4K 字節可編程閃爍存儲 ②靈活的在線系統編程，掉電標識和快速編程特性； ③壽命為 1000 次寫/擦周期，數據保留時間可 10 年以上； ④全靜態工作模式：0HZ33HZ； ⑤三級程序存儲器鎖定；
⑥128×8 位內部 RAM，32 位可編 I/O 線；
⑦兩個 16 位定時器/計數器，5 個中斷源，4 個 8 位并行的 I/O 接口，個全雙工 I/O 接口。
2、系統軟件設計分析
模塊的劃分：
（1）鍵盤的設置、啟動、停止、加
一、減一；（2）數碼管顯示通道號和定時時間；
（3）定時時間到后對應通道號的LED燈點亮。程序流程圖如下：
開始 初始化 Y掃描K2鍵按N Y掃描K2鍵按下？ 通道號設定下？ N 通道號加一 Y掃描K3鍵按掃描K3鍵按Y下？下？ 定時時間加一 N N 通道號減一 Y掃描K4鍵按掃描K4鍵按Y下？下？ 定時時間減一 N N掃描K1鍵按N下？ Y數碼管計時 定時時間N到？ Y通道號對應的LED燈點亮 結束
圖4-1程序流程圖
3、主要功能實現的程序
1）通道號的設置
uchar set_thax()
//設置通道函數
{
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;
return a;}
2）定時值的設置
void set_time()//設置時間函數
{ 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;}
}
}
（11
if(k4==0)
//K4減1
{
delay(30);
if(k4==0)
{
delay(300);
minu--;
if(minu==-1)
{
}
}
}
} }
五、調試說明
仿真結果和分析：
minu=99;12
1、未啟動仿真時，初始狀態：
圖5-1未啟動仿真時，初始狀態
2、開始啟動仿真后：
圖5-2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置：
圖5-3通過按下K2切換至一、二、三、四通道和定時值的設置
4、定時時間到后對應通道號LED燈點亮：
圖5-4定時時間到后對應通道號LED燈點亮
六
心得體會
作為一名電氣工程及其自動化專業的大二學生，我覺得做單片機課程設計是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的大學時間里，我們大多數接觸的是專業課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業課的理論知識，如何去鍛煉我們的實踐能力？如何把我們所學的專業基礎課理論知識運用到實踐中去呢？我想做類似的課程設計就為我們提供了良好的實踐平臺。
在兩個周的學習工作中，通過查閱相關資料了解了直流調速系統，加深了對直流電機調速控制系統的認識，熟悉了單片機在控制系統中的運用。并且在所學知識的基礎上，利用已有的直流調速系統設計，嘗試了自己的一些研究。并且使我將以前所學的知識系統化，理論化，實用化。對如何使用已有知識及獲取相關資料方面的能力又有了提高。
根據課題要求，利用所學的相關知識，查詢相關的資料。根據課程條件，找到適合的方案，找到需要的元器件。
根據課程設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上，根據芯片的功能寫出相應的程序。然后再進行程序調試和相應的修改，以達到能夠實現所要求的功能的目的。
除編寫實現設計要求外的程序，還要根據課程設計的實際情況，添加些額外程序來使系統更加的穩定，如開關的去抖（采用延遲）。
該課程設計的程序可以參考MCS-51系列單片機，也可自己根據自己熟悉的方法來編程如單片機C語言或匯編語言。
在設計控制開關時，注意2個中斷的打開和關閉的先后順序，否則就會出錯。這次的單片機課程設計重點是理論與實際的相結合。該設計從頭到尾都要自己參與，熟悉了整個設計的過程，更充分的鍛煉了自己。
在此要感謝我的指導老師，感謝老師給我這樣的機會鍛煉。在整個設計過程中我懂得了許多東西，也培養了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習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造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個設計還不是很完善，但是在設計過程中所學到的東西是這次設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計也接近了尾聲。此次課程設計的完成離不開老師和同學對我的幫助，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教師。他們在學術上的精心指導和嚴格要求，在系統研究和調試過程中給予的及時幫助。這些使我組的課程設計得以順利完成，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和關懷表示誠摯的謝意！
同時我們也非常感謝所有教導過我的老師們，他們不但在課程設計中指導我們學習和生活，而且在完成論文期間給我許多幫助和建議，他們兢兢業業、對工作認真負責的態度為我們做出了好的表率，時刻鞭策著我們向他們學習。
非常感謝我的同學們，在與他們共同的學習、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。這使我在學習和生活中受益匪淺。
最后，向所有幫助過我的老師和同學致以最誠摯的謝意。
八、參考文獻
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九、附錄
#include
sbit QB1=P2^0;sbit QB2=P2^1;sbit QB3=P2^2;sbit QB4=P2^3;sbit k1=P1^0;//k1按鍵, sbit k2=P1^1;//k2按鍵, sbit k3=P1^2;//k3按鍵,加1 sbit k4=P1^3;//k4按鍵,減1 sbit led4=P3^0;//LED燈 sbit led3=P3^1;sbit led2=P3^2;sbit led1=P3^3;sbit what=P0;uchar sec=1,minu,mstcnt;// 定義初始量 uchar set_2=1,set_1=1;uchar mis,mig,ss,sg;uchar code table[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//共陰顯示
uchar code tabl[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66};int a;
void delay(uint);//延時函數 void key_change();// 掃描K1 void key_set();//
掃描K2 void disp(uchar,uchar,uchar,uchar);//顯示函數 void set_time();//設置時間函數 uchar set_thax();//設置通道函數 void timer0();void haap();
void main()//主函數 { EA=1;//系統允許有開放的中斷 ET0=1;//允許T0中斷
TR0=1;//開啟中斷，啟動定時器 TMOD=0x01;TH0=0x00;//選擇數碼管
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K2 key_change();//掃描K1 if(set_1==1)//設置顯示條件 {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;} } }
void haap()
//設置顯示函數{ if(set_1==1){ delay(10);key_set();if(set_2==1){ delay(10);
set_time();}
key_set();if(set_2==2){
delay(10);
set_thax();
} } }
void timer0()interrupt 1 using 0 //啟動函數{
TH0=0x01;TMOD = 0x01;
if(set_1==2)
{ delay(10);mstcnt++;
if(mstcnt==20){
mstcnt=0;
if(minu==0)
{
minu=0;
set_thax();
if(a==1)
{
led1=0;
led2=1;
led3=1;
led4=1;
}
else
{
if(a==2)
{
led1=1;
led2=0;
led3=1;
led4=1;
}
else { if(a==3)
}
}
}
else
{
minu--;
} } if(minu==0){ minu=0;
} } }
void key_change()//k1按鍵掃描 { if(k1==0){ delay(20);
{ led1=1;led2=1;led3=0;led4=1;
} else
if(a==4)
{
led1=1;
led2=1;
led3=1;
led4=0;
}
if(k1==0){ set_1++;while(k1!=1);if(set_1==4){set_1=1;} } } }
void key_set()//k2按鍵掃描 { if(k2==0){ delay(20);if(k2==0){ set_2++;while(k2!=1);if(set_2==3){set_2=1;} } } } void disp(uchar sg,uchar mis,uchar mig,uchar ss)//顯示函數{ QB1=0;QB2=1;QB3=1;QB4=1;P0=table[sg];//第1個數碼管顯示通道 delay(10);//延時一小會
QB1=1;QB2=1;QB3=0;QB4=1;P0=table[mis];//第3個數碼管顯示十位 delay(10);QB1=1;QB2=1;QB3=1;QB4=0;P0=table[mig];//第4個數碼管顯示個位
delay(10);QB1=1;QB2=1;QB3=1;QB4=1;P0=table[ss];//第2個數碼管不顯示 delay(10);}
void set_time()//設置時間函數 { 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;
}
} } } }
uchar set_thax()
//設置通道函數
{ 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;return a;}
void delay(uint k)//延時函數 { uint i,j;for(i=k;i>0;i--)for(j=80;j>0;j--);}
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