单片机答辩倒计时器课程设计报告

《单片机原理及应用》课程设计报告专业电子信息工程班级201001姓名黄升平指导老师周莹莲、廖亦凡二0一二年十二月二十五日I课程设计任务书一、设计题目：答辩倒计时器二、设计要求设计一个答辩倒计时器，用2位数码管显示剩余分钟，2位数码管显示剩余秒，复位后显示10.00表示设定10分钟，并可加减修改，按开始/取消按钮开始倒计时，再次按开始/取消按钮则复位，时间到则蜂鸣音提示。总体要求如下：1、方案论证，确定总体电路原理图。2、元器件选择，设计PCB图（或用万能电路实验板搭线）。3、绘制程序流程图，编写汇编语言源程序（或C语言源程序）。4、安装调试，实现倒计时器的基本功能。三、设计报告内容1、写出设计方案（包括方案对比，方案确定），给出完整的电路原理图和设计程序流程图。2、对所设计方案的实现进行全面分析。3、编程调试方法和程序清单。4、安装调试过程，出现的各种现象，总结经验和体会。5、进一步完善的设想。II目录一、课程设计目的....................................................................................1二、课程设计题目描述和要求................................................................1三、课程设计报告内容............................................................................13.2硬件电路.........................................................................................................................23.2.1复位电路..................................................................................................................33.2.2晶振电路..................................................................................................................33.2.3单片机最小系统....................................................................................................43.2.4硬件流程图............................................................................................................43.3源程序设计...................................................................................................................53.3.1程序清单..................................................................................................................53.3.2程序流程图..............................................................................................................6四、设计过程............................................................................................74.1实践步骤.........................................................................................................................74.2实践标准.........................................................................................................................74.3系统调试.........................................................................................................................74.3.1硬件调试................................................................................................................74.3.2软件调试................................................................................................................8五、设计报告总结..................................................................................10六、总结经验和体会..............................................................................11七、进一步完善的设想..........................................................................12八、参考书目..........................................................................................12III附录一：成品效果图..............................................................................13附录二：倒计时器源程序（C语言）...................................................131一、课程设计目的1、巩固和加深单片机原理课程知识的理解和运用。2、进一步提高学生单片机应用系统的设计能力。3、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。二、课程设计题目描述和要求设计一个答辩倒计时器，用2位数码管显示剩余分钟，2位数码管显示剩余秒，复位后显示10.00表示设定10分钟，并可加减修改，按开始/取消按钮开始倒计时，再次按开始/取消按钮则复位，时间到则蜂鸣音提示。总体要求如下：1、方案论证，确定总体电路原理图。2、元器件选择，设计PCB图（或用万能电路实验板搭线）。3、绘制程序流程图，编写汇编语言源程序（或C语言源程序）。4、安装调试，实现倒计时器的基本功能。三、课程设计报告内容3.1元器件清单及所用仪器设备表1-1设备清单设备名称单组数量数量功能数字万用表可共用1台5V直流稳压电源可用实验箱代、可共用1台ISP下载线可共用4根计算机单片机实验室均可用40台装Keil开发软件和ISP51下载软件2表1-2元器件清单表1-3工具清单3.2硬件电路倒计时器硬件电路原理图如下图所示。元器件名称规格/型号单组数量金属膜电阻1K、1/4W1金属膜电阻10K、1/4W5电阻排200Ω*8（SIP9）1瓷片电容30pF2独石电容0.1µF/63V3电解电容10µF/16V2蜂鸣器Φ10，直流5V1三极管90131石英晶振6MHz（矮封装）1集成电路AT89S51DIP4017407DIP141IC插座40PINDIP114PINDIP1数码管4位一体、红光、共阴极0.5”1接插件IDC10（与ISP下载线接口）DC3-10P1套按键国产欧姆龙轻触按键3万能电路板17cm*22cm1块导线0.3mm2单股导线4m焊锡丝1.0mm2m松香工具名称单组数量镊子1把电铬铁1支铬铁架1个吸锡枪1把斜口钳1把3EA/VPP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VSS20VCC40U1AT89S511A11Y22A32Y43A53Y6Vss74Y84A95Y105A116Y126A13Vcc14U37407234567891RP1200x8Y16MHzC430pC530pC20.1uF+5V+5V+5V+5VC30.1uFK1,K2:调整设定RSTSCKMISOMOSIC110uR21K+5VK1K2K3R110K+5VR410KR510KR310K+5V12345678910JP1程序下载接头eabfcgdC4C3C2C1h4LEDT19013B1倒计时器参考电路图K3:开始/取消R610K图1电路原理图3.2.1复位电路复位电路产生复位信号，复位信号送入RST后还要送至片内的施密特触发器，由片内复位电路在每个机器周器的S5P2时刻对触发器输出采样信号，然后由内部复位电路产生复位操作所要的信号。一般的复位电路可分为上电自动复位和按键复位，我们在此选用的是上电复位。上电自动复位原理：RST引脚是复位信号的输入端，只要高电平的复位信号持续两个机器周期以上的有效时间，就可以使单片机上电复位。上电自动复位是通过电容充电实现的，上电瞬间，RST端电位与Vcc相同，随充电电流的减少，RST的电位逐渐下降，直到复位信号无效。按键复位在此不在作过多的介绍，其原理和上电复位是相同的。但其采用的是脉冲复位电路和电平复位电路两种。3.2.2晶振电路晶振与单片机的脚XTAL0和脚XTAL1构成的振荡电路中会产生偕波(也就是不希望存在的其他频率的波),这个波对电路的影响不大,但会降低电路的时钟振荡器的稳定性。为了电路的稳定性起见,ATMEL公司只是建议在晶振的两引脚处接4入两个10pf-50pf的瓷片电容接地来削减偕波对电路的稳定性的影响,所以晶振所配的电容在10pf-50pf之间都可以的。但是主流是接入两个30pf的瓷片电容,此次电路用30PF。3.2.3单片机最小系统最小系统就是单片机在发挥具体测控功能时所必须的组成部分。如下图所示为最小系统方框图：图2单片机最小系统方框图3.2.4硬件流程图倒计时器硬件电路流程图如下图所示。图3倒计时器硬件电路流程图53.3源程序设计3.3.1程序清单初始化：ucharCount=0;uintn=0;uintm=0;ucharmin=10;ucharsec=0;uchartable[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//数码管的段码编码(0-9)uchartable_d[10]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};