项目4 设计制作9.9秒表（课件）- 《单片机技术与应用教程（第2版）》同步教学（清华大学版）

项目4 设计制作9.9秒表 项目3 设计制作9.9秒表 1 本项目学习目标 1）巩固C51指数组应用； 2）熟悉MCS-51系列单片机定时/计时器工作 方式； 3）掌握MCS-51系列单片机定时器的应用； 4）进一步熟练C51程序设计； 5）巩固数码管显示技术 项目3 设计制作9.9秒表 项目描述 1.项目名称 设计制作9.9秒表 2.项目要求 1）用KeilC51、Proteus作开发工具； 2）用AT89C51单片机作控制； 3）数码管作显示； 4）能以0.1秒为单位进行计时，秒表从 “9.9”秒，开始倒计时，当9.9秒到，数码管显示“0.0”。 5）发挥扩充功能：计时到“0.0”后以闪烁方式提示。 项目3 设计制作9.9秒表 ３.设计制作任务 项目描述 1）拟定总体设计制作方案； 2）设计硬件电路； 3）编制软件流程图及设计相应源程序； 4）仿真调试秒表； 5）安装元件，制作秒表，调试功能指标； 6）完成项目报告。 项目3 设计制作9.9秒表 相关知识 1 .定时/计数器作定时器使用 1）定时/计数器方式寄存器TMOD设置 TMOD为T1、T2的工作方式寄存器，其格式如下： 例如，设置T1工作于方式1、作定时器用、且与外部中断无关，则M1=0、M0=1，C/（/T）=0、GATE=0，则高4位应为0001；T0未用，一般将其设为0000，TMOD赋值语句为： TMOD=0x10; 项目3 设计制作9.9秒表 相关知识 2）定时器/计数器控制寄存器TCON设置 TCON的作用是控制定时器/计数器的启动、停止，标志定时器的溢出和中断情况。其中与定时器/计数器相关的位如下： TR0：T0运行控制位。当GATE=1，/INT0为高电平时，TR0置1启动T0；当GATE=0时，TR0置1启动T0。 TF0：T0溢出标志位。当T0计数满产生溢出时，由硬件自动置TF0=1。 项目3 设计制作9.9秒表 在中断允许时，向CPU发出T1的中断请求，进入中断服务程序后，由硬件自动清0。在中断屏蔽时，TF0可作查询测试用，此时只能由软件清0。 TR1：T1运行控制位。其功能及操作同TR0。 TF1：T1溢出标志位。其功能及操作况同TF0。 TCON的字节地址为88H，可位寻址,例如：TR1=0;启动T1计数。 相关知识 项目3 设计制作9.9秒表 相关知识 作定时器使用时，计数器对内部机器周期计数，每过一个机器周期，计数器加1。计满溢出时，若计数值为N，定时器的定时时间为： t=Tc（机器周期）×N。 MCS-51单片机的一个机器周期由12个振荡脉冲组成，则机器周期为： Tc=12/ fosc 如果单片机系统采用12M晶振，则计数周期（即机器周期）为： Tc=12/（12×106）=1us 若计数值为N，则定时N微秒。 2. 计数初值的计算 项目3 设计制作9.9秒表 相关知识 定时/计数器T0和T1是加法计数器，每来一个计数脉冲，计数器的值加1，加满则溢出（溢出值即计数最大值，常用M表示），如果要计N个单位就溢出，则首先应向计数器值初值X。 X=M（最大计数值）- N（计数值） 项目3 设计制作9.9秒表 相关知识 3 作定时器的初始化 在作定时器使用时，必须确定工作方式、中断允许、定时计数初值，这个过程称为定时器初始化。 确定工作方式——对TMOD赋值。 预置定时或计数的初值——将初值写入TH0、TL0或TH1、TL1。 根据需要开启定时器/计数器中断——直接对IE寄存器赋值。 启动定时器/计数器工作——将TR0或TR1置“1”。 项目3 设计制作9.9秒表 案例：编程输出周期20ms方波。 主程序流程图 中断服务程序流程图 项目3 设计制作9.9秒表 相关知识 #include<reg51.h> sbit CLK=P3^3; /**********T1初始化函数**********/ void T1_Init (void) { TMOD=0x10; TH1=(65536-100)/256; TL1=(65536-100)%256; TR1=1; } 项目3 设计制作9.9秒表 相关知识 /*T1溢出中断初始化函数*/ void T1_int_init (void) { EA=1; ET1=1; } /***T1中断函数***/ void T1_int(void) interrupt 3 using 0 { TH1=(65536-100)/256; TL1=(65536-100)%256; CLK=!CLK; } 项目3 设计制作9.9秒表 /***************主函数***************/ main() { T1_Init (); T1_int_init(); while(1) { ; } } 相关知识 项目3 设计制作9.9秒表 相关知识 /**********定时器中断服务函数*********/ void time_t0（） interrupt 1 { TH0=（65536-10000）/256； TL0=（65536-10000）%256； count--； } 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 1. 9.9秒表总体设计思路 基本功能实现思路是： 用AT89C51单片机作控制，12MHz时钟，用AT89C51内的一个定时/计数器作定时器，定时10ms产生中断，10次中断即0.1秒。每秒0.1秒，让9.9秒减1，实现倒计时，倒计时数据经处理后用数码管显示，总体框图如图4-3所示总体结构框图如图所示。 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 9.9秒表总体结构框图 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 2.设计硬件原理图 用AT89C51单片机作控制，系统时钟12MHZ，采用上电复位方式，3位一体的共阴极数码管作显示，AT89C51的一个I/O口（P1）作显示数据输出端口，一个I/0口（P2）作数码管位选控制端口，T0作频率测试输入端，参考电路如图所示。 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 2.设计硬件原理图 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 3.设计9.9秒表程序 1）程序设计思路 定时计数器工作于定时状况，12MHz时钟下，机器周期为1us，定时器T0工作于方式1，初值为65536-10000，每计10000个机器周期，定时器中断1次，耗时10ms，中断10次则耗时0.1s。在中断服务程序让中断次数加1，每中断10次。秒数从初值“9.9”秒开始减0.1秒即可实现倒计时。当秒数为0，则停止计数，数码管显示亮、灭交替可实现闪烁显示“0.0”。参考主程序流程图，中断服务程序如图所示。 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 3.设计9.9秒表程序 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 4.主要参考程序 /************************ 函数名称：延迟函数 ***********************/ void delay(unsigned char time) { unsigned char i,j; for(i=0;i<time;i++) for(j=0;j<120;j++) ; } /************************ 函数名称：定时器初始化函数 ***********************/ void T0_init（void） { TMOD=0x01; TH0=（65536-10000）/256; TL0=（65536-10000）%256; TR0=1; } 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 /************************ 函数名称：中断初始化函数 ***********************/ void int_init（void） { EA=1; ET0=1; } /************************ 函数名称：数据处理函数 ***********************/ void dat_change(unsigned char dat) { dat_display[1]=dat/10; dat_display[0]=dat%10; } 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 /************************************** 函数名称：显示函数 *************************************/ void display(unsigned char SEG_dat,unsigned char bit_code,bit fg) { P1 =0x00; if(fg) P1 =SEG_dat|0x80; else P1 =SEG_dat; P2 =bit_code; delay(5); } /************************************** 函数名称：0.1秒判断函数 *************************************/ void seconds_01（void） { if（count==10） { count=0; seconds--; } } 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 /************************************** 函数名称：9.9秒判断函数 ***************************************/ void seconds_99（void） { if（seconds==0） { TR0=0; } } /*************定时器t0中断服务函**********/ void time_t0（）interrupt 1 { TH0=（65536-10000）/256; TL0=（65536-10000）%256; count++; } 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 4.调试仿真频率计 （1）利用keil uVisison2的调试功能，根据错误提示，双击提示找到错误代码，排除各种语法错误。 （2）通过对端口、寄存器、存储空间赋值，存储空间或、端口、寄存器观察，单步运行调试子程序和主程序。 （3）编译成hex文件。 （4）用Proteus按设计原理图，添加电阻（RES）、电容（CAP）、晶振（CRYSTAL）、AT89C51、2位数码（7SEG-MPX2-CA）管等元件、仿真信号源。设计仿真模型。设置好元件属性，以仿真信号源提供测试信号，进行仿真调试。 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 5.安装元器件，烧录、调试样机 （1） 仿真调试成功后，按原理图把元件安装焊接在实验板上，并进行动态和静态检测。 （2）烧录hex文件，运行程序，如不能运行，先排除各种故障（供电、复位、时钟，内外存储空间选择、软硬件端口运用一致等）。 项目3 设计制作9.9秒表 项目实施 （3）测试9.9秒表，观察计时时间和标准秒表运行的时间是否一致，分析是否达到性能指标。 （4）如没有达到性能指标，根据性能指标，调整电路或元件参数、优化程序，重新调试、编译、下载、运行程序，测试性能指标。 项目3 设计制作9.9秒表 项目四 结束 谢 谢！ 项目3 设计制作9.9秒表 $$