課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目: 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可編倒計(jì)時(shí)裝置初始條件：1. Protues軟件或Xl1000實(shí)驗(yàn)箱；2. 課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)資料：“Xl1000說明書以及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)”“、單片微型計(jì)算機(jī)”等；3. 先修課程：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、Protues電路設(shè)計(jì)教程及單片機(jī)原理及應(yīng)用等課程要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1. 課程設(shè)計(jì)時(shí)間：1周；2. 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可編倒計(jì)時(shí)裝置；要求：按秒倒計(jì)時(shí)，鍵盤預(yù)置分、秒各兩位數(shù)，鍵控啟動(dòng)計(jì)時(shí)，數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)器歸零時(shí)輸出一音頻信號。3. 本課程設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)要求：研讀輔導(dǎo)資料對應(yīng)章節(jié)，對選定的設(shè)計(jì)題目進(jìn)行理論分析，針對具體設(shè)計(jì)部分的原理分析、建模、必要的推導(dǎo)和可行性分析，畫出程序設(shè)計(jì)框圖，編寫程序代碼（含注釋），上機(jī)調(diào)試運(yùn)行程序，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果（含計(jì)算結(jié)果和圖表），并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)；4. 課程設(shè)計(jì)說明書按學(xué)校“課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范”中的“統(tǒng)一書寫格式”撰寫，具體包括： 目錄； 設(shè)計(jì)原理； 系統(tǒng)硬件線路設(shè)計(jì)圖； 程序框圖； 資源分配表； 源程序 性能分析 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)（至少500字）；時(shí)間安排：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目錄1.設(shè)計(jì)原理.21.1倒計(jì)時(shí)原理21.2數(shù)碼管顯示原理.21.3矩陣鍵盤工作原理.21.4小喇叭工作原理31.5led燈顯示原理.32.系統(tǒng)硬件線路設(shè)計(jì)圖42.1單片機(jī)部分.42.2數(shù)碼管部分.42.3矩陣鍵盤部分52.4小喇叭及LED部分.52.5X1000實(shí)驗(yàn)箱連線63.程序框圖74.資源分配表95.源程序.96.性能分析.147.總結(jié)與心得158.本科生課程設(shè)計(jì)成績評定表.161.設(shè)計(jì)原理1.1倒計(jì)時(shí)原理利用定時(shí)器T0工作于方式1下，為16位定時(shí)計(jì)數(shù)方式，由TH提供高8位，TL提供低8位的計(jì)數(shù)初值，最大計(jì)數(shù)為65536個(gè)脈沖，當(dāng)時(shí)，工作于定時(shí)方式，以振蕩源的12分頻信號作為計(jì)數(shù)脈沖；當(dāng)時(shí)，工作于計(jì)數(shù)方式，對外部脈沖輸入端輸入的脈沖計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)脈沖能否加到計(jì)數(shù)器上，受啟動(dòng)信號的控制，當(dāng)GATE=0時(shí)只要TR=1則定時(shí)/計(jì)數(shù)器啟動(dòng)工作。當(dāng)GATE=1時(shí)，TR=1和同時(shí)滿足才能啟動(dòng)，此時(shí)啟動(dòng)受到雙重控制。每啟動(dòng)定時(shí)、計(jì)數(shù)前，需預(yù)置計(jì)數(shù)初值。啟動(dòng)后計(jì)數(shù)器立即加1計(jì)數(shù)，TL低8位的計(jì)數(shù)滿回零后向TH進(jìn)位，當(dāng)16位計(jì)數(shù)滿回零后，中斷溢出標(biāo)志TF置1，產(chǎn)生中斷請求，表示定時(shí)時(shí)間到或計(jì)數(shù)次數(shù)到。若允許中斷ET=1且CPU開中斷（EA=1）,則CPU響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序，同時(shí)TF自動(dòng)清零。TMOD=0x01設(shè)置定時(shí)器T0工作與方式1且為定時(shí)方式，由于每個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的周期為1us，故若將定時(shí)器設(shè)置為10ms需接受10000次脈沖，所以要從初值55536處開始計(jì)數(shù)，為定時(shí)器賦初值為TH=0xd8,TL=0xf0。在此基礎(chǔ)上以count-作為倒計(jì)時(shí)程序，設(shè)置count從100開始減1即可實(shí)現(xiàn)時(shí)間間隔為1s的倒計(jì)時(shí)。1.2數(shù)碼管顯示原理數(shù)碼管實(shí)際上是由7個(gè)發(fā)光二極管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)，我們分別把他命名為A,B,C,D,E,F,G,H。在Xl1000實(shí)驗(yàn)箱接法為共陽極接法，我們獲得0123456789字符所對應(yīng)的HEX代碼即為0x28,0x7e,0xa2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7a,0x20,0x60 。由于所有數(shù)碼管顯示端和控制端都接在一起，為了顯示出時(shí)鐘倒計(jì)時(shí)的效果，我們需要采用動(dòng)態(tài)掃描以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。在單片機(jī)里，首先顯示一個(gè)數(shù)，然后關(guān)掉，顯示第二數(shù)數(shù)，再關(guān)掉，那么將看到連續(xù)的數(shù)字顯示，輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約1ms）,由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝作用，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。1.3矩陣鍵盤工作原理矩陣按鍵部分由16個(gè)輕觸按鍵按照4x4的方式排列將行線所接的單片機(jī)I/O口作為輸出端，將列線所接的I/O口作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出的是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有按鍵按下了。確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下有許多方法，在此次設(shè)計(jì)中采用了一種行列反轉(zhuǎn)掃描法。相較于行掃描法跟為簡單。利用行列的變化，確定出其交點(diǎn)出的按鍵的按下與否。1.4小喇叭工作原理聲音是由震動(dòng)所產(chǎn)生的，一定頻率的震動(dòng)就產(chǎn)生了一定頻率的聲音。在倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，根據(jù)計(jì)時(shí)結(jié)束后每一位都是0，啟動(dòng)設(shè)置好的一定頻率的脈沖，將脈沖傳送到實(shí)驗(yàn)箱上的小喇叭，即可實(shí)現(xiàn)小喇叭的報(bào)警。1.5led燈顯示原理在實(shí)驗(yàn)要求的基礎(chǔ)之上引入了幾個(gè)led燈作為現(xiàn)象燈，對應(yīng)于倒計(jì)時(shí)秒高位為5,4,3,2,時(shí)依次點(diǎn)亮，且有一個(gè)燈在計(jì)時(shí)結(jié)束后伴隨著小喇叭報(bào)警聲不停閃爍。顯示原理，即是在相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)給led低電平可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮，給予方波脈沖實(shí)現(xiàn)閃爍。2.系統(tǒng)硬件線路設(shè)計(jì)圖2.1單片機(jī)部分 2.2數(shù)碼管部分2.3矩陣鍵盤部分2.4小喇叭及LED部分2.5X1000實(shí)驗(yàn)箱連線3.程序框圖分高位顯示開始鍵盤掃描flag1=1鍵盤掃描flag2=1分低位顯示鍵盤掃描flag3=1秒高位顯示鍵盤掃描flag4=1秒低位顯示鍵盤掃描flag5=1YNNNNYYNNNNNYY啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)分秒公式計(jì)算單片機(jī)賦初值動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示單片機(jī)重新賦初值秒信號進(jìn)行減計(jì)數(shù)檢測minute=0&&second=0分秒顯示值處理檢測Second=0flag6=1second=60minute-關(guān)閉數(shù)碼管音頻輸出檢測秒高位為5,4,3,2,1對應(yīng)led=0對應(yīng)led=1結(jié)束YNYNNY4.資源分配表單片機(jī)P0口：連接8段數(shù)碼管的顯示端，即JP51連接JP5,P0.0連接B,P0.1連接F,P0.2連接A，P0.3連接G，P0.4連接D，P0.5連接H，P0.6連接E，P0.7連接C。單片機(jī)的P2口：連接8段數(shù)碼管的控制端,即JP52連接JP8,P2.0到P2.7依次連接控制端的0到7。單片機(jī)的P1口：連接矩陣鍵盤，即JP44連接JP50。單片機(jī)的P3口：P3.2連接小喇叭，P3.2連接JP16。P3.3到P3.7連接8路指示燈中的任意5路。5.源程序#include <reg52.h>/包含頭文件#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/定義speaker端口sbit speaker=P32;/依次定義閃爍燈端口sbit led1=P33;sbit led2=P34;sbit led3=P35;sbit led4=P36;sbit led5=P37;/共陽數(shù)碼管 0-9編碼表 code unsigned char tab=0x28,0x7e,0xa2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7a,0x20,0x60; /定義秒和分顯示的高低位uchar Show_MH,Show_ML,Show_SH,Show_SL;/定義相關(guān)變量uchar minute,second,key1,key2,key3,key4,key5,MH,ML,SH,SL;/設(shè)置標(biāo)志位uchar flag1=1,flag2=1,flag3=1,flag4=1,flag5=1,flag6=0;/鍵盤掃描程序（行列翻轉(zhuǎn)法）uchar keyscan(void);/比較簡單的自減延時(shí)函數(shù)void delay(uint cnt)while(-cnt);/*主函數(shù)*/main() /*輸入分的高位*/while(flag1)key1=keyscan();/調(diào)用鍵盤掃描，P2=0xfe;/第1個(gè)數(shù)碼管顯示 switch(key1)/按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值case 0x7e:P0=tab0;MH=0;flag1=0;break;/0 case 0x7d:P0=tab1;MH=1;flag1=0;break;/1case 0x7b:P0=tab2;MH=2;flag1=0;break;/2case 0x77:P0=tab3;MH=3;flag1=0;break;/3case 0xbe:P0=tab4;MH=4;flag1=0;break;/4case 0xbd:P0=tab5;MH=5;flag1=0;break;/5delay(30000); /*輸入分的低位*/while(flag2) key2=keyscan();/調(diào)用鍵盤掃描，P2=0xfd;/第2個(gè)數(shù)碼管顯示 switch(key2)/按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值 case 0x7e:P0=tab0;ML=0;flag2=0;break;/0 case 0x7d:P0=tab1;ML=1;flag2=0;break;/1 case 0x7b:P0=tab2;ML=2;flag2=0;break;/2 case 0x77:P0=tab3;ML=3;flag2=0;break;/3 case 0xbe:P0=tab4;ML=4;flag2=0;break;/4 case 0xbd:P0=tab5;ML=5;flag2=0;break;/5 case 0xbb:P0=tab6;ML=6;flag2=0;break;/6 case 0xb7:P0=tab7;ML=7;flag2=0;break;/7 case 0xde:P0=tab8;ML=8;flag2=0;break;/8 case 0xdd:P0=tab9;ML=9;flag2=0;break;/9 delay(30000); /*輸入秒的高位*/while(flag3) key3=keyscan();/調(diào)用鍵盤掃描，P2=0xf7;/第3個(gè)數(shù)碼管顯示switch(key3)/按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值case 0x7e:P0=tab0;SH=0;flag3=0;break;/0 case 0x7d:P0=tab1;SH=1;flag3=0;break;/1case 0x7b:P0=tab2;SH=2;flag3=0;break;/2case 0x77:P0=tab3;SH=3;flag3=0;break;/3case 0xbe:P0=tab4;SH=4;flag3=0;break;/4case 0xbd:P0=tab5;SH=5;flag3=0;break;/5 delay(30000); /*輸入秒的低位*/while(flag4) key4=keyscan();/調(diào)用鍵盤掃描，P2=0xef;/第4個(gè)數(shù)碼管顯示switch(key4)/按下相應(yīng)的鍵顯示相對應(yīng)的碼值case 0x7e:P0=tab0;SL=0;flag4=0;break;/0 case 0x7d:P0=tab1;SL=1;flag4=0;break;/1case 0x7b:P0=tab2;SL=2;flag4=0;break;/2case 0x77:P0=tab3;SL=3;flag4=0;break;/3case 0xbe:P0=tab4;SL=4;flag4=0;break;/4case 0xbd:P0=tab5;SL=5;flag4=0;break;/5case 0xbb:P0=tab6;SL=6;flag4=0;break;/6case 0xb7:P0=tab7;SL=7;flag4=0;break;/7case 0xde:P0=tab8;SL=8;flag4=0;break;/8case 0xdd:P0=tab9;SL=9;flag4=0;break;/9delay(30000);/延時(shí) /*按鍵啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)*8*/ while(flag5)key5=keyscan();/調(diào)用鍵盤掃描switch(key5)/檢測鍵控信號 case 0xe7:flag5=0;delay(30000);/*分秒計(jì)算式*/minute=MH*10+ML;second=SH*10+SL;/*單片機(jī)賦初值*/TMOD=0x01;/定時(shí)器0設(shè)置 10ms in 12M crystalTH0=0xd8;TL0=0xf0;IE= 0x82;/打開中斷T0TR0=1;/*數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示*/ while(1)/ P0=Show_MH;/顯示分十位 P2=0xfe; delay(300); P0=Show_ML; /顯示分個(gè)位 P2=0xfd; delay(300); P0=0xf7; /顯示分隔符 P2=0xfb; delay(300); P0=Show_SH;/顯示秒十位 P2=0xf7; delay(300); P0=Show_SL; /顯示秒個(gè)位 P2=0xef; delay(300); /*/void tim(void) interrupt 1 using 1/定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序static uchar count;uchar g,control2,control3,control4,control5;/*單片機(jī)賦初值*/TH0=0xd8;/賦初值55536TL0=0xf0;count+;/*100x10ms=1s,實(shí)現(xiàn)秒信號減計(jì)數(shù)*/if (count=100)count=0;second-;/秒減1/*檢測是否計(jì)時(shí)結(jié)束并對顯示值處理*/ if(minute=0 && second=0)Show_MH=tabminute/10;/十位顯示值處理 Show_ML=tabminute%10; /個(gè)位顯示處理Show_SH=tabsecond/10;/十位顯示值處理 Show_SL=tabsecond%10; /個(gè)位顯示處理delay(30000);flag6=1;/轉(zhuǎn)向音頻輸出/*檢測秒位是否計(jì)時(shí)結(jié)束并對顯示值處理*/else if(second=0 )Show_MH=tabminute/10;/十位顯示值處理 Show_ML=tabminute%10; /個(gè)位顯示處理Show_SH=tabsecond/10;/十位顯示值處理 Show_SL=tabsecond%10; /個(gè)位顯示處理second=60;minute-; /*顯示值處理*/else Show_MH=tabminute/10;/十位顯示值處理 Show_ML=tabminute%10; /個(gè)位顯示處理Show_SH=tabsecond/10;/十位顯示值處理 Show_SL=tabsecond%10; /個(gè)位顯示處理 /*計(jì)時(shí)結(jié)束數(shù)碼管關(guān)閉，喇叭響起，指示燈閃爍*/while(flag6) flag6=1; P0=0;/關(guān)閉數(shù)碼管for(g=0;g<200;g+)/音頻輸出delay(80);speaker=!speaker;led1=!led1;speaker=1;led1=1;delay(20000);/當(dāng)秒高位變化時(shí)5個(gè)LED輪流閃爍control2=second/10;control3=second/10;control4=second/10;control5=second/10;if (control2=2) led2=0; else led2=1;if (control3=3) led3=0; else led3=1;if (control4=4) led4=0; else led4=1;if (control5=5) led5=0; else led5=1;/鍵盤掃描函數(shù)，使用行列反轉(zhuǎn)掃描法uchar keyscan(void) uchar cord_h,cord_l;/行列值 P1=0x0f; /行線輸出全為0 cord_h=P1&0x0f; /讀入列線值 if(cord_h!=0x0f) /先檢測有無按鍵按下 delay(100); /去抖 if(cord_h!=0x0f) cord_h=P1&0x0f; /讀入列線值 P1=cord_h|0xf0; /輸出當(dāng)前列線值 cord_l=P1&0xf0; /讀入行線值 return(cord_h+cord_l);/鍵盤最后組合碼值 return(0xff); /返回該值6.性能分析實(shí)現(xiàn)了可編倒計(jì)時(shí)裝置，能夠按秒倒計(jì)時(shí)，鍵盤預(yù)置分、秒各兩位數(shù)，鍵控啟動(dòng)計(jì)時(shí)，數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)器歸零時(shí)輸出一音頻信號并有指示燈閃爍提示計(jì)時(shí)完畢。并在秒高位為5，4，3，2時(shí)分別有不同的指示燈點(diǎn)亮。7.總結(jié)與心得本科生課程設(shè)計(jì)成績評定表姓 名孫連城性 別男專業(yè)、班級電信0804課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可編倒計(jì)時(shí)裝置課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄：成績評定依據(jù)：最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定）指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日16