单片机课程设计说明书.doc

一：课题名称：
99秒马表
二：设计人员
张建科 赵成峰
三：指导老师
王丽 孙少杰 柴学平
四：设计时间：
2009年12月21日----2010年1月2日
五：确定方案
课程设计为学生提供了一个动手动脑的平台，在这里，你可以检验你一学期以来的学习情况，同时可以展现我们的才华，尤其是锻炼我们的创新能力和学识与实践相结合的能力，可以说，课程设计给了我们成长的一个机会。当然，做好一个课程设计不全是要把我们所学到的东西全部运用在上面，最重要的是灵活的运用我们所学到的知识，并且讲究制作的效率和质量。一个好的课程设计不仅仅是我们以前的一个总结和检验，更是为我们以后的学习创造机会和条件。以往每次做完课程设计，都会给我们带来浓厚的兴趣，为我们以后的学习增加积极性和动力，可以说做课程设计对我们的学习和成长起到了承前启后的作用。
马表在实际生活中的运用十分广泛，比如在赛跑等各类运动项目中。本次课程设计我们经过查阅很多资料以及深思熟虑，我们决定制作一个99马表，一方面是由于我们的能力有限，对于电路的连接，电路图的制作，电路的焊接等各个方面都不懂，马表的制作过程简单、易懂为我们的成功的制作提供了保障。另一方面，马表在实际生活中经常能够见到，并且它的操作简单，我们对它的一些功能和工作原理以及它所用的元器件都有一些了解，综合很多原因，我们最终决定制作一个马表。
六：系统的仿真实现
1、功能说明
此次课程设计所包含的功能有：
①开始时，显示“00”，第一次按T1后就开始计时，至99时返回，重新从00开始计时。
②第2次按T1后，计时停止。
③第3次按T1后，计时归零
2、设计要求
1、采用单片机为核心器件，构成电子秒表系统。
2、用两个单LED数码管分别显示马表的个位和是十位。
3、上电时，数码管显示00，当按开关时开始计数。
3、系统设计与实施
课题的设计思路是：由AT89C51产生时钟信号，利用7448芯片与LED数码管相连接，实现时钟的显示。
4、用Prateus画出电路图
①包括单片机最小系统

图3-1 单片机最小系统
②单片机输出显示电路

图3-2 输出显示电路
③晶振电路

图3-3 晶振电路图
5、画出软件系统流程图
显示00
T1=0?
消除抖动
T1=1？
显示初值
T1=2?
开始计时
T1=3？
数码管归零
结束

图3-4 软件系统流程图

6、在Peil中，编写程序，并进行编译，反复调试，直到生成HEX文件。
①电路初值显示代码如下：
ORG 00H
START: ANL P2,#00H ;显示00
JB P3.5,$ ;T1=0？有键按下？
CALL DELAY1 ;消除抖动
JNB P3.5,$ ;T1=1？放开？
MOV R0,#00 ;计时指针初值
②电路的操作控制代码如下：
L1: MOV A,R0 ;计时指针载入ACC
MOV P2,A ;输出至P2显示
MOV P5,#10 ;延时1秒
A1: MOV R6,#200
CALL DELAY
DJNZ R5,A1
MOV A,R0 ;计时指针加1
ADD A,#01H
DA A ;做十进制调整
MOV R0,A ;存回计时指针寄存器
JMP L1 ;重复计时
L2: CALL DELAY1 ;第2次按消除抖动
JB P3.5,L3 ;放开了？是则跳至L3停止计时
JMP L2
L3: JB P3.5,$ ;第3次按T1？
CALL DELAY1 ;消除抖动
L4: JB P3.5,START ;放开了？是则跳至START归零
JMP L4
③电路输出显示代码如下：
DELAY:
D1: MOV R7,#248 ;0.5毫秒
JNB P3.5,L2 ;第2次按T1？
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
RET
DELAY1:MOV R6,#60 ;30毫秒
D2: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D2
RET
END

7、在Prateus中进行系统联调，根据运行结果再次修改完善系统
本次课程设计模拟电路的运行图如下：

图3-3 仿真电路的运行图
七：实物制作
1. 要元器件参数的调试，性能
本次课程设计所用的元器件及性能如下表：
序号
器件名称
性能
数量
1
AT89C51 芯片

1个
2
7448芯片

2个
3
数码管
共阴极
2个
4
电阻
470
14个
5
晶振
12MHZ立式
1个
6
电容
20P
2个
7
10U
1个
表4-1 元器件及其性能
2. 主要元器件布局
元器件的布局及焊接的效果图如下：

图4-1 元器件的布局图

图4-2 电路的成品效果图
3. 焊接电路，对各接点测试导通性，确保电路连通后，再往MCV里烧写程序
电路焊接完成后，就需要网AT89c51芯片中烧写程序，完成最终作品。少些程序虽然是一个很简单的工作，但是它却是整个课程设计过程中要求最高的一项工作，如果前期工作不够踏实，不管是电路的问题还是焊接的问题，都会导致制作的失败，所以说烧写程序也是前期工作的一个检测。同时，只有烧写程序成功，才会保证了本次课程设计的成功。
4. 测试并修改完善
一切工作结束之后，最重要的工作就是测试并完善系统。在整个课程设计的过程中，前期的设想都是虚假的，很多都不能期的意向的成果，很多元器件的测量个使用上都存在严重的不足，所以我们在一些工作完成时，我们要做好检测工作，同时对整个设计过程中出现的问题做一总结，以免在以后的学习和生活中再次发生。同时我们还要检测处正确的元器件是性能数据，看看是否可以用其他的元器件能不能取得同样的效果？修改相关数据看看能不能取得同样的效果？能不能在电路中加入其他电路系统？
八：总结
课程设计对提高我们的动手动脑能力有很大的帮助，在这次课程设计当中，我从中体会到了很多，同时也收获了很多，大大的提高了我学习的兴趣。
第一个让我感兴趣的是Prateus画图工具。刚开始，我们大多数人对画图工具一点也不了解，所以王老师就为我们仔细的讲解并让我们做好联系，不知不觉中我就对这个画图工具产生了浓厚的兴趣，不只是它好玩，在这个软件中，有很多我没有见过的元器件，同时在此过程中，随着我对这个画图工具的掌握，我的计算机的运用方面也有了很大的提高，让我对一致向往的3D MAX制作产生了更大的兴趣。
接下来让我头疼的是生成HEX文件，要生成这个文件，需要很多的步骤，从中好牵扯很多东西，我一致无法掌握这种方法，看着身边的同学们一个一个成功的生成HEX文件，并加以运行，我感到很失落。最后在老师和同学们的帮助下，我才对这中方法有了进一步的了解。我知道，要想深刻的了解一个软件的运用或者其他一些方法和技巧，都要勤动手，在实践中达到理解并学会灵活的运用。所以，不管在宿舍还是教室当中，我都在仿照资料书上面的实例在一个一个的实践，最终牢牢的掌握了这个方法。
在整个课程设计当中，最重要的一步就是实物的制作，也就是电路的焊接。这个对于我来说是一个很艰难的工作，因为我以前从来没有接触过这方面的东西。刚开始的适合，我在熟悉电路的同时我一直在学习电路的焊接，在真正焊接的时候，我感觉到无所适从，有时候由于线路的连接，有时候由于焊锡等各方面的原因，经常造成短路或其他不良情况出现，最后在同学和老师的帮助下，经过多次调试和检测，终于完成了我们这次课程设计。
实践出真知，我们要想成为一个真正合格的大学生，要想成为21世纪的一名合格人才，我们的学习不能仅仅局限于书本，我们应该积极创新，积极探索。在这次课程设计过程中，我感觉到我付出了很多，很多问题我都无所适从，根本不知道从哪里入手解决，但我带回了最宝贵、最值得珍惜的收获。近两周的时间，我在课堂上留下的是汗水，带走的是知识。
本次课程设计原则上是三个人一组，我和赵成峰一组，经过同学们和老师的帮助和讲解，我终于做成了我们本次课程设计。我更深的感觉到了团体力量的强大，没有老师和同学们的帮助和支持，我根本不可能完成。在这里我想在此过程中帮助过我的同学和老师郑重的说声谢谢！！
九：致谢
在整个电路设计的过程中，不管是在电路图的设计、仿真模拟电路的设计、元器件的布局、电路的焊接等各个方面都存在很多问题，在老师和各位同学们的帮助下，我们都迎刃而解，取得了很好的成果。在此过程中，不管是从老师身上还是从各位同学们的身上我都学习到了很多很多，尤其是老师不辞辛劳，认真的为我们讲解每一个知识点，让我受益匪浅，让我们认识到了学习的乐趣，同时也让我因为这次课程设计的圆满完成感到自豪，在这里，我向各位老师及帮助过我的同学们表示深深的感谢！！

参考文献：
[1] 51单片机技术和应用系统开发案例精选；江志宏主编；清华大学出版社；
[1] 51单片机开发入门与典型实例；王守中主编；人民邮电出版社；
[3] 51单片机应用设计百例；兰吉昌主编；化学工业出版社；
[4] 51单片机原理与实践；高卫东主编；背景航空航天大学出版社；
[5] 8051单片机典型模型设计与应用；钟富昭主编；人民邮电出版社；
[6] 8051单片机实践与应用；吴金戍主编；清华大学出版社；
[7] 单片机技术基础教程与实践；夏路易主编；电子工业出版社；
[8] 单片机设计与开发；全国电子专业考试教材委员会主编；科学出版社；
[9] 单片机应用系统设计：入门向导与设计实例；韩志军主编；机械工业出版社；
[10] 单片机原理及接口技术；刘德营主编；中国水利水电出版社；

附录：
程序设计代码如下：
ORG 00H
START: ANL P2,#00H ;显示00
JB P3.5,$ ;T1=0？有键按下？
CALL DELAY1 ;消除抖动
JNB P3.5,$ ;T1=1？放开？
MOV R0,#00 ;计时指针初值
L1: MOV A,R0 ;计时指针载入ACC
MOV P2,A ;输出至P2显示
MOV P5,#10 ;延时1秒
A1: MOV R6,#200
CALL DELAY
DJNZ R5,A1
MOV A,R0 ;计时指针加1
ADD A,#01H
DA A ;做十进制调整
MOV R0,A ;存回计时指针寄存器
JMP L1 ;重复计时
L2: CALL DELAY1 ;第2次按消除抖动
JB P3.5,L3 ;放开了？是则跳至L3停止计时
JMP L2
L3: JB P3.5,$ ;第3次按T1？
CALL DELAY1 ;消除抖动
L4: JB P3.5,START ;放开了？是则跳至START归零
JMP L4
DELAY:
D1: MOV R7,#248 ;0.5毫秒
JNB P3.5,L2 ;第2次按T1？
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
RET
DELAY1:MOV R6,#60 ;30毫秒
D2: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D2
RET
END

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