河北工程大学课程设计厨房提醒器

1、信息与电气工程学院课程设计说明书（2010/2011学年第 二学期）课程名称 ： 单片机应用 题 目 ：数字钟设计专业班级 ： 电气08级3班 学生姓名 ： 李海忠 学 号： 080060303 指导教师 ： 岑毅南等 设计周数 ： 两周 设计成绩 ： 2011年7月8日目 录 一、课程设计目的.1 二、课程设计正文.2 1.任务要求说明.21.1、主要任务.21.2、技术要求.21.3、设计思路.21.4、所需器件.31.5、硬件设计.3 1.5.1.STC90C52AD说明.3 1.5.2.数码管说明.4 1.5.3.74LS245说明.5 2.单元模块设计.5 2.1时间显示模块.5 2

2、.2 按键调时模块.6 2.3 显示驱动模块.7 3.原理简介.7 3.1电路原理图.7 3.2、原理介绍.8 4.参数计算.8 5.系统软件设计.8 5.1开发软件Keil C51 uVision3简介.8 5.2单片机程序烧写软件.9 5.3参考程序 .10 6、软硬件调试.18 三、课程设计总结.18 四、参考文献.19 附录一、系统原理图 附录二、PCB图1、 课程设计目的1进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。2掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。3通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的 计算方法。4通过实际程序设计和调试，逐

3、步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。2、 课程设计正文1任务及要求说明1.1主要任务用STC90C52AD作为控制单元，实现数字钟的设计。1） 设计键盘输入电路2） 设计显示电路3） 合理分配地址，编写系统程序4） 利用Protel设计硬件电路原理图并进行软硬件联机调试1.2 技术要求技术要求1、 用P1口控制4只段码管，用2位数码管进行分针时间显示，用2位数码管进行秒针时间显示。2、 可以调整时间，且调整位闪烁提示。3、 设置调节切换键、确认键、加1键和减1键。1.3设计思路1、时

4、间的显示：单片机P0.0P0.3控制位选，可分别选通四只共阴数码管。P2.6控制段选，可点亮选通的数码管。P1.0P1.6控制段码管，将数据送给74LS245驱动数码管显示时间。2、时间的调整：设置4个按钮，分别由P2.0P2.3控制，其编号分别是1到4。1为调节切换键，2为加1键，3为减1键，4为确认开始键。1.4 设计所需器材电阻： 1K (4个) 10K（8个） 3.3k(4个) 300（8个）按键开关：4个瓷石电容：22pF （2个）独石电容：0.22F（5个）电解电容：10F（3个） 1.0F（2个） 47F（4个）晶振：12MHZ（1个）三极管：NPN(3个)共阴极数码管：4个底座

5、：DIP40（1个）DIP16(1个)万能电路板：1个芯片：STC90C52（1片） MAX232(1片) 发光二极管：3个接线端子：1个1.5 硬件设计1.5.1.STC90C52AD说明AT89C51的引说明和功能说明如下：XTAL1 ：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，些引脚应接地。 XTAL2 ：接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。 RST ：STC90C52AD的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片又时，只要将此引

6、脚电位提升到高电位，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。 P0口(P0.0P0.7)是一个8位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低8位）和数据总线复用。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO口用。P0口每一个引脚可以推动8个LSTTL负载。 P2口(P2.0P2.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，当访问外部程序存储器时，它是高8位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO口用。每一个引脚可以推动4个LSTL负载。 P1口(P1.0P1.7)口是具有内部提

7、升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，其输出可以推动4个LSTTL负载。仅供用户作为输入输出用的端口。 P3口(P3.0P3.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。1.5.2 74LS245说明74LS245是我们常用的芯片，用来驱动led或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。 74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。 当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动

8、器。 当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由 B 向 A 传输;（接收） DIR=“1”，信号由 A 向 B 传输；（发送）当CE为高电平时，A、B均为高阻态。 由于P2口始终输出地址的高8位，接口时74LS245的三态控制端1G和2G接地，P2口与驱动器输入线对应相连。P0口与74LS245输入端相连,E端接地，保证数据线畅通。8051的/RD和/PSEN相与后接DIR，使得RD且PSEN有效时，74LS245输入（P0.1D1），其它时间处于输出（P0.1D1）。1.5.3数码管LED显示器由8段发光二极管组成，排列成8字形状，称为8段LED显示器，器件内部接线图如图所示：为了

9、显示数字或符号，要为LED显示器提供代码，即字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计8段，因此提供的字形代码的长度正好是一个字节。简易计算器用到的数字09的共阴极字形代码如下表：显示字符0123456789段码0x7b0x110x670x570x1d0x5e0x7e0x130x7f0x5f共阴数码管段码表2.单元模块设计2.1、时间显示模块时间显示模块2.2 按键调时模块按键调时模块2.3 显示驱动模块 显示驱动模块3 .原理简介3.1电路原理图电路原理图3.2、原理介绍（1） 初始时,4个数码管显示全为0，并且秒显示数码管最后一位每秒钟加1.此时，单片机内部定时器0计时，每100m

10、s溢出一次，十次中断秒显加一。单片机P1口不断向245送数据驱动数码管显示。（2） 按下S1时，系统进入调节切换模式，定时器0关闭，计时停止。按S1一下调分，按S1两下条秒。S2、S3分别为加数和减数。S4为确认开始键，按下后系统计时开始。（3） 进入调整时间模式时，数码管闪烁显示提示。4.参数计算1、定时器初值计算定时器0设为16位定时器。外部为6兆的晶体振荡器，故而可知一个机器周期是2微秒。定时器0高八位和第八位分别装入初值TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256。每100ms定时器溢出一次，中断十次刚好1s，秒显示加1.5.系统软件设计5.

11、1开发软件Keil C51 uVision3简介Keil uVISION2 是众多单片机应用开发软件中优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS-51 架构的芯片，它集编辑，编译，仿真等于一体，同时还支持、PLM、汇编和C语言的程序设计，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强大的功能。Keil C51集成开发环境主要由菜单栏、工具栏、源文件编辑窗口、工程窗口和输出窗口五部分组成。工具栏为一组快捷工具图标，主要包括基本文件工具栏、建造工具栏和调试工具栏，基本文件工具栏包括新建、打开、拷贝、粘贴等基本操作。建造工具栏主要包括文件编译、目标文件编译连接、所有目标文件编译连接、目标选项和

12、一个目标选择窗口。调试工具栏位于最后，主要包括一些仿真调试源程序的基本操作，如单步、复位、全速运行等。在工具栏下面，默认有三个窗口。左边的工程窗口包含一个工程的目标（target）、组（group）和项目文件。右边为源文件编辑窗口，编辑窗口实质上就是一个文件编辑器，我们可在这里对源文件进行编辑、修改、粘贴等。下边的为输出窗口，源文件编译之后的结果显示在输出窗口中，会出现通过或错误（包括错误类型及行号）的提示。如果通过则会生成“HEX”格式的目标文件，用于仿真或烧录芯片。基本环境如图2-1所示：MCS-51单片机软件Keil C51开发过程为：建立一个工程项目，选择芯片，确定选项。建立汇编源文件

13、或C源文件。用项目管理器生成各种应用文件。检查并修改源文件中的错误。编译连接通过后进行软件模拟仿真或硬件在线仿真。 Keil C51软件的运行界面5.2单片机程序烧写软件STC90C52AD系列单片机大部分具有在系统可编程特性，单片机在用户系统上即可在线烧录用户程序，而无需将单片机从已经生产好的产品上拆下，在用通用编程器进行烧写程序。大部分STC90C50AD系列单片机在销售给用户之前已经在单片机系统内部固化了ISP系统引导程序配合PC端得控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，故无需编程器烧写程序。 5.3参考程序 #include<reg52.h>#define uint

14、 unsigned int#define uchar unsigned charsbit S1=P20;sbit S2=P21; sbit S3=P22;sbit S4=P23;sbit DULA=P26;void delay(uint t);void display(uint k,m,n,p,q);void fenjia(); void miaojia();void fenjian();void miaojian();void tiaozheng();void tiaobiao();void init_t0(); uint NUM; uint SEC;uint flag1=0;uint i=

15、0;uchar code seg_table1=0x7b,0x11,0x67,0x57,0x1d,0x5e,0x7e,0x13,0x7f,0x5f; void main()NUM=0; SEC=0;init_t0();while(1)while(!flag1)display(SEC,0x01,0X02,0X04,0X08); if(S4=0)delay(30);if(S4=0) flag1=1;if(S1=0) delay(30); if(S1=0)TR0=1; if(flag1)while(flag1)tiaobiao();void delay(uint t)uint x,y;for(x=t

16、;x>0;x-)for(y=120;y>0;y-)void display(uint k,m,n,p,q) /秒显示最低位0x01,第二位0x02,第三位0x04,第四位0x08uchar miao,shimiao,fen,shifen;shifen=k/600; fen=k%600/60;shimiao=k%60/10;miao=k%10;P0=m; /把最低为数码管选中DULA=1;P1=seg_table1miao;DULA=0;delay(1);P0=n; /选中第二个数码管DULA=1;P1=seg_table1shimiao;DULA=0;delay(1);P0=p;

17、/选中第三个数码管DULA=1;P1=seg_table1fen; DULA=0;delay(1);P0=q; /选中第四个数码管DULA=1;P1=seg_table1shifen;DULA=0;delay(1);void init_t0()TMOD=0x01; /0000 0001 T0设为16为定时器TH0=(65536-50000)/256; /100ms溢出TL0=(65536-50000)%256;EA=1; /开总中断ET0=1; TR0=1; void t0() interrupt 1 TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;NU

18、M+; /每100ms加1if(NUM=10)NUM=0;SEC+;if(SEC=3600)SEC=0;/*调时函数*/void fenjia()if(S3=0)&&(SEC/600<=5)&&(SEC%600/60<=9) SEC=SEC+60;if(SEC/600=6)SEC=0;void miaojia()if(S3=0)&&(SEC%60/10<=5)&&(SEC%10<=9) SEC+;if(SEC%60/10=6)SEC=0;void fenjian() if(S2=0)&&(S

19、EC%600/60>0)|(SEC/600>0) SEC=SEC-60;void miaojian() if(S2=0)&&(SEC%10>0)|(SEC%60/10>0) SEC-;/*按键调时*/void tiaozheng()if(S4=0)if(i<=4)i+;if(i=4) i=0;while(!S4); void tiaobiao() if(S4=0)delay(30);if(S4=0)TR0=0; tiaozheng();while(!S4); if(i=1)if(S3=0)delay(30); if(S3=0)fenjia();wh

20、ile(!S3); if(S2=0)delay(30); if(S2=0)fenjian();while(!S2); display(SEC,0,0,0X04,0X08); delay(5);display(SEC,0,0,0,0);delay(10);display(SEC,0,0,0X04,0X08); if(i=2) if(S3=0)delay(30); if(S3=0)miaojia();while(!S3); if(S2=0)delay(30); if(S2=0)miaojian();while(!S2); display(SEC,0X01,0X02,0,0); delay(5);d

21、isplay(SEC,0,0,0,0);delay(10);display(SEC,0X01,0X02,0,0); if(i=3) flag1=0; 6.软硬件调试系统调试：根据系统设计方案，本系统的调试共分为两大部分：硬件调试，软件调试。（1）硬件调试 对各个模块的功能进行调试，主要调试各模块能否实现指定的功能。首先用数字万用表对实物板上的各元器件进行测试，在测试过程中，检验出一些错误，如数码管的两个引脚短接了，导致数码管显示不正确，将两引脚分开后，数码管正常工作。（2）软件调试软件调试采用单片机仿真器keil uVision及protus，将编好的程序进行调试，主要是检查语法错误。再进行仿

22、真，检验各个子程序是否正确执行，和硬件模块的协调性。三、课程设计总结 课设心得时间飞快，两个星期的课程设计已接近尾声。两个星期的课程设计让我学到了很多。学到的不仅仅是如何查找资料，画原理图、pcb，写程序及调试电路板，更有贯穿课程设计始终的团队精神。一项工程一个人很难完成，而必须依靠团队的力量。有了团结的队伍才能做出完美的设计，才能完成伟大的工程。在设计之前，我翻阅了上课时做的笔记，看了下老师上课时用的课件，又去图书馆查阅了一些资料。这样对单片机应用课程设计有了大体思路：首先，研读课程设计任务书，定制设计方案。其次，根据定制的方案绘制原理图并生成pcb。再次，根据原理图及pcb焊制电路板，写程

23、序并进行软硬件调试。最后，撰写报告。课程设计第一天，班长把各组的设计题目发到各组手中，我们的课设的题目是“数字钟设计”。看到题目后我很高兴，因为在创新实验室我曾经做过比这个复杂得多的数字钟。看完设计要求后，我就开始着手绘制原理图。不过绘图的时候问题出现了。我不知到老师那到底有什么器件，单片机最小系统好说，数码管驱动用什么器件就要看老师那有什么了。当时考虑了下驱动数码管用74HC245可以，用573可以，用三极管也行。于是我就大概画了个原理图。当时用的是两片74HC573，因为看到课设任务书上的要求是用P1口控制4只段码管。有了两片573单用P1口就能驱动数码管显示。天气很热，我们的工作也很累，汗水打湿了我们的衣衫，但我们却很开心。因为我们收获的不仅仅是一张原理图还有团队合作精神。实验课上我把画好的原理图给老师审查了一下，后来得知实验室没有573，于是我快速回实验室把两片573改成了一片245和四个三极管。等我再到老师办公室的时候得知器件领没了，得等下一批了。唉，