单片机定时器控制设计

项目一单片机定时器控制系统设计任务一单片机最小系统设计实践内容51单片机最小系统电路介绍1、51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用1030UF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。2、51单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHZ或者110592MHZ，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。3、51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用1533PF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好4P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10K。设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期TCY就是定时时间T。设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHZ时，最高计数频率不超过1/2MHZ，即计数脉冲的周期要大于2MS。单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括单片机、晶振电路、复位电路下面给出一个51单片机的最小系统电路图说明复位电路由电容串联电阻构成,由图并结合“电容电压不能突变“的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位一般教科书推荐C取10U,R取82K当然也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍晶振电路典型的晶振取110592MHZ因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合/12MHZ产生精确的US级时歇,方便定时操作单片机一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机特别注意对于31脚EA/VPP,当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行这一点是初学者容易忽略的任务要求会使用WAVE软件1、WAVE软件的开发环境；2、WEVE软件的快速入门；1、文件菜单鼠标单击；1）文件的操作2）项目的操作项目文件包括仿真器设置，模块文件，包含文件。仿真器设置仿真器类型、仿真头POD类型、CPU类型、显示格式和产生的目标文件类型。设置仿真器方法在项目窗口中双击第一行，将打开仿真器设置窗口，对仿真器进行设置；按鼠标右键，在弹出菜单中选择【仿真器设置主菜单仿真器|仿真器设置。3）调入目标文件、反汇编功能等调入目标文件（已编译好的文件）目标文件格式二进制BIN由编译器生成的二进制文件，也就是程序的机器码英特尔格式HEX由英特尔定义的一种格式,用ASCII码来存储编译器生成的二进制代码,这种格式包括地址，数据和校验。2、编辑菜单鼠标单击3、项目菜单鼠标单击4、执行菜单鼠标单击4、编辑观察窗观察变量或表达式的值，可将需要检查和修改的值或表达式放到观察。5、窗口菜单鼠标单击6、外设菜单鼠标单击7、仿真器菜单鼠标单击3、WAVE软件新建程序会分析单片机片内RAM的状态掌握用PROTEL软件制图任务二LED数码管设计实践内容（一）数码管静态显示1、用PROTEUS软件画硬件电路图1数码管静态显示原理图2、元件清单元器件名称元器件库名称数量元器件名称元器件库名称数量CRYSTAL12MHZMISCELLANEOUS11位共阳数码管7SEGMPX4CA1AT89C51MICROPROCESSORIC1排阻（220）RESISTORS1CAP33PF（电解电容）CAPACITORS2按键BUTTON1CAP10F（瓷片电容）CAPACITORS13、参考程序INCLUDEUNSIGNEDINTA600000/定义无符号变量AVOIDMAINWHILE1P30XC0/显示“0”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30XF9/显示“1”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30XA4/显示“2”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30XB0/显示“3”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30X99/显示“4”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30X92/显示“5”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30X82/显示“6”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30XF8/显示“7”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30X80/显示“8”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30X90/显示“9”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30X88/显示“A”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30X83/显示“B”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30XC6/显示“C”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30XA1/显示“D”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30X86/显示“E”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行P30X8E/显示“F”WHILEA/延时，当A减到0时，向下运行2、如何修改程序，使程序更加简短，试写出程序（2）数码管的动态显示1、绘制如下电路R28470RXTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0/AD0391/18P02/AD2373/36P04/AD4355/54P06/AD637/72P1012P12334P14556P16778P30/RXD101/TP32/IN012/IT13P34/014P37/RD176/W65/T15P27/A1528P20/A8211/9P2/A0233/14P24/A2255/1366/47U1AT89C51X1CRYSTALC13PC23P2、元器件清单元器件名称元器件库名称数量元器件名称元器件库名称数量CRYSTAL12MHZMISCELLANEOUS14位共阴数码管7SEGMPX4CC1AT89C51MICROPROCESSORIC1排阻（220）RESISTORS1CAP33PF（电解电容）CAPACITORS2按键BUTTON1CAP10F（瓷片电容）CAPACITORS13、参考程序INCLUDESBITP2_0P20SBITP2_1P21SBITP2_2P22SBITP2_3P23SBITP2_4P24SBITP2_5P25SBITP2_6P26SBITP2_7P27/UNSIGNEDCHARCODELED_CODE210X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6F,0XBF,0X86,0XDB,0XCF,0XE6,0XED,0XFD,0X87,0XFF,0XEF,0X40/定义09以其带小数点和“”的显示码UNSIGNEDCHARLED_REG80,0,20,0,0,20,0,0/定义显示数码缓存器UNSIGNEDCHARHOUR/定义时钟变量UNSIGNEDCHARMIN/定义分钟变量UNSIGNEDCHARSEC/定义秒钟变量UNSIGNEDINTADJ_SEC0/定义秒钟调整变量DEFINESECOND500/定义1秒钟的字符常量/FUNCTIONDELAYUNSIGNEDCHARI功能延时程序/VOIDDELAYUNSIGNEDCHARIUNSIGNEDCHARJ,KFORK0KSECOND/判断1秒钟是否到ADJ_SEC0/到了1秒钟，秒调整变量清零SEC/秒钟变量加1IFSEC59/判断1分钟是否到SEC0/到了1分钟，秒钟变量清零MIN/分钟变量加1IFMIN59/判断1小时是否到MIN0/到了1小时，分钟变量清零HOUR/时钟变量加1IFHOUR23/判断24小时是否到HOUR0/24小时到了，时钟变量清零LED_REG0HOUR/10/提取时钟的十位LED_REG1HOUR10/提取时钟的个位LED_REG3MIN/10/提取分钟的十位LED_REG4MIN10/提取分钟的个位LED_REG6SEC/10/提取秒钟的十位LED_REG7SEC10/提取秒钟的个位/MIAN/VOIDMAINP00X00/P0端口输出低电平P20XFF/P2端口输出高电平WHILE1CLOCK/调用时钟函数LED_SHOW/调用显示函数DELAY5/调用延时函数（三）设计和制作一个简易时钟（数码管采用动态显示）1、元件清单2、用万用表检测数码管的公共端和位选端，并画出数码管的引脚图元件数量4位共阴数码管18线排线插座28线的排线1根3、电路原理图K1F2GE4D56C8DP7B9A0SPYRCHRSK4、修改参考程序2，调试并烧录程序，查看电路运行情况，并写出修改后的程序思考59分59秒的减计时程序如何设计（四）、函数的应用求三角形的面积INCLUDEINCLUDEFLOATAREAFLOATX,FLOATY,FLOATZFLOATP,SPXYZ/2SSQRTPPXPYPZRETURNSVOIDMAINFLOATA,B,C,SSCANF“F,F,F“,SAREAA,B,CPRINTF“THEAREAISFN“,S求两个数中的大者INCLUDEVOIDMAININTMAXFLOATX,FLOATYFLOATA,BINTCSCANF“F,F“,CMAXA,BPRINTF“CD“,CINTMAXFLOATX,FLOATYFLOATZZXYXYRETURNZ注有形参没有返回值以及既无形参也无返回值的函数在具体项目例程里面讲解。（五）数组的应用一维数组元素的引用INCLUDEVOIDMAININTI,A10FORI0I0IPRINTF“D“,AIPRINTF“N“注也可以将数组A用初始化赋值的方法实现上述功能。INCLUDEVOIDMAININTIINTA100,1,2,3,4,5,6,7,8,9FORI9I0IPRINTF“D“,AIPRINTF“N“字符数组的引用INCLUDEVOIDMAINCHARA10I,A,M,A,B,O,YINTIFORI0IVOIDMAININTICHARA10GETSAPRINTF“S“,APRINTF“N“问SCANF运用在S的输入中应注意的事项INCLUDEVOIDMAININTICHARA10SCANF“S“,APRINTF“S“,APRINTF“N“输入IAMABOY，观察得到结果是什么，为什么修改成如下格式呢INCLUDEVOIDMAININTICHARA10,B10,C10,D10SCANF“SSSS“,A,B,C,DPRINTF“SSSS“,A,B,C,DPRINTF“N“INCLUDEDEFINEN10INTFUNINTXIFX60RETURN1ELSERETURN0（六）数组作为函数的参数（1）计算一个班级的及格同学的个数VOIDMAININTCJN76,80,65,60,58,91,47,63,70,85INTCOUNT0,KFORK0KVOIDSORTINTX,INTNINTI,J,T,KFORI0IN1IKIFORJI1JNJIFXKXJKJIFKITXIXIXKXKTVOIDMAININTCJ1076,80,65,60,58,91,47,63,70,85INTISORTCJ,10PRINTF“排列的顺序应该为N“FORI0I10IPRINTF“D“,CJIPRINTF“N“任务要求了解LED显示的一般过程会设计简易的LED显示的方法掌握动态LED编码任务三键盘设计实践内容一、原理简介键盘接口电路是单片机系统设计非常重要的一环，作为人机交互界面里最常用的输入设备。我们可以通过键盘输入数据或命令来实现简单的人机通信。在设计键盘电路与程序前，我们需要了解键盘和组成键盘的按键的一些知识。1按键的分类一般来说，按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最常见的是触点式开关按键（如本学习板上所采用按键）。按键按照接口原理又可分为编码键盘与非编码键盘两类，这两类键盘的主要区别是识别键符及给出相应键码的方法。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别，非编码键盘主要是由软件来实现键盘的识别。全编码键盘由专门的芯片实现识键及输出相应的编码，一般还具有去抖动和多键、窜键等保护电路，这种键盘使用方便，硬件开销大，一般的小型嵌入式应用系统较少采用。非编码键盘按连接方式可分为独立式和矩阵式两种，其它工作都主要由软件完成。由于其经济实用，较多地应用于单片机系统中（本学习板也采用非编码键盘）。2按键的输入原理在单片机应用系统中，通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是把机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说，它能提供标准的TTL逻辑电平，以便与通用数字系统的逻辑电平相容。此外，除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外，其它按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据。当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应用系统应完成该按键所设定的功能。因此，键信息输入是与软件结构密切相关的过程。对于一组键或一个键盘，通过接口电路与单片机相连。单片机可以采用查询或中断方式了解有无按键输入并检查是哪一个按键按下，若有键按下则跳至相应的键盘处理程序处去执行，若无键按下则继续执行其他程序。3按键的特点与去抖机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。其抖动过程如图1（A）所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为510MS。从图中可以看出，在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错。即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施，可从硬件、软件两方面予以考虑。一般来说，在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。（本学习板采用软件去抖方式）。软件去抖的流程图如图1（B）所示。从按键的去抖流程图我们可以知道，检测到有键按下时，应延时等待一段时间（可调用一个5MS10MS的延迟子程序），然后再次判断按键是否被按下，若此时判断按键仍被按下，则认为按键有效，若此时判断按键没有被按下，说明为按键抖动或干扰，应返回重新判断。键盘真正被按下才可进行相应的处理程序，此时基本就算实现了按键输入，进一步的话可以判断按键是否释放。二、电路详解电路图如图2所示。图2从图2中可知独立式按键采用每个按键单独占用一根I/O口线结构。当按下和释放按键时，输入到单片机I/O端口的电平是不一样的，因此可以根据不同端口电平的变化判断是否有按键按下