设计与开发

单片机秒表课程设计 用单片机设计秒表,需要的程序是什么?

小编 2024-10-06 设计与开发 23 0

用单片机设计秒表,需要的程序是什么?

秒表

单片机也有中断功能,它也会中断单片机主程序正常运行。今天设计的秒表是利用单片机内部资源——定时/计数器中断,前面讲过延时1秒(s),是让单片机空耗一段时间,并且延时时间不是精确的,但是定时器中断获得时间单位就比较精确,精确程度与单片机外接晶振质量有关。

常见的单片机单片机一共有5个中断,即外部中断0、外部中断1、定时/计数中断0、定时/计数中断1、串口中断。

一、制作一个秒表

.程序设计

#include<reg52.h>//头文件

#define uchar unsigned char//宏定义

#define uint unsigned int

uchar table []={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//共阴数码管数组

uchar num,num1,shi,ge;//定义变量

void delay(uchar a)//延时函数

{

uint i,j;

for(j=a;j>0;j--)

for(i=110;i>0;i--);

}

void display(uchar shi,uchar ge)//显示函数

{

P0=table[shi];

P1=0XFE;//1111 1110选中数码管第一位

delay(5);

P0=table[ge];

P1=0XFd;//1111 1101选中数码管第二位

delay(5);

}

void t0init()//初始化

{

TMOD=0X01;//0000 0001//定时器0工作方式1

TH0=0X3C;//装入初值,50毫秒

TL0=0XB0;//装入初值

EA=1;//打开总中断开关

ET0=1;//打开定时器0中断开关

TR0=1;//启动定时器0

}

void main()//主函数

{

t0init();

while(1)//无限循环

{

display(shi,ge);

}

}

void timer0()interrupt 1 //中断函数

{

TH0=0X3C;//装入初值

TL0=0XB0;//装入初值

num++;//变量累加

if(num==20)//1秒

{

num=0;

num1++;

shi=num1/10;//取十位

ge=num1%10;//取个位

if(num1==60)

{

num1=0;

}

}

}

3.程序解释

(1)采用定时器中断必要的语句。

TMOD=0X01;

TMOD是选择定时器工作方式。0X01是定时/计数中断0工作方式1,如果是0X10是定时/计数1工作方式1。

TH0=0X3C;//装入初值

TL0=0XB0;//装入初值

如果单片机外接晶振是12M,它的时钟周期是1/12μs(微妙),12个时钟周期是一个机器周期即1μs,定时/计数0工作方式1,最大值能定时65536μs(2的16次方),约等于65ms。如果需要定时50ms,也就是计数不是从0开始,而是从15536(65536-50000)开始,15536(十进制)换算为16进制为3CB0,即“TH0=0X3C;TL0=0XB0;”,需要计时1s,只需程序中断20次。

EA=1;//打开总中断开关

EA是总开关,好比总电闸。

ET0=1;//打开定时器0中断开关。它是定时器0的开关,好比客厅总电源开关。

TR0=1;//启动定时器0。启动定时器0好比客厅的吊灯开关。

以上语句需要写在主函数中,或者作为函数,在主函数中调用。

(2)void display(uchar shi,uchar ge)//显示函数显示部分用函数形式体现,在主函数循环调用。

(3)中断函数

既然中断产生了,那么中断以后做什么?

void timer0()interrupt 1 //中断函数

{

做什么工作;

}

“timer0”自己起的名字,代表定时/计数0中断,“interrupt”不能写错,关键是它后面的数字千万也不能搞错。中断源与序号如表3-14-1。需要注意,采用工作方式1,需要在中断函数中重新装入初值。

基于proteus的51单片机开发实例16-简易秒表

1. 基于proteus的51单片机开发实例16-简易秒表

1.1. 实验目的

本实例中我们来加深对51单片机定时器/计数器的理解,及定时器定时功能的使用方法,利用定时功能来实现一个简易秒表,该秒表通过两位数码管显示0~99秒的计时,并且可以通过按键实现秒表的启动、停止、清零。

图1 简易秒表电路

1.2. 设计思路

之所以说是简易秒表,因为我们平时所见到的秒表不仅有秒时间的变化,还有毫秒的变化,如下面的动图所示。而我们实现的秒表只有秒数的变化,没有毫秒级的变化。

图2 更精确的秒表

本例的设计思路是使用一个按键来控制秒表的启动、停止、清零功能。具体实现过程是:第一次按下按键,秒表开始工作,两位数码管从00开始显示,每秒显示的数字加1,一直加到99,然后再从00开始显示;当第二次按下按键,数码管的显示停止,同时数码管正在显示的数字不再变化;第三次按下按键,数码管的数字清零,变为显示00。

1.3. 基础知识

本例设计的基础知识有定时器的工作原理;数码管的显示原理,按键检测识别原理,这些我们在之前已经学习过了。

本例的另一个重点是程序代码比之前的代码复杂了,代码中涉及了端口位定义,位变量定义,数组的定义及初始化,函数的定义,C语言中switch case语句的使用等等;我们将在代码部分一一解释。

1.4. 电路设计

本实例的电路图如图1所示。单片机的P0和P1口接两个共阳极数码管,用于秒表显示。按键连接到P3.4端口,P3.4口在按键未按下时处于高电平,按键按下后,变为低电平。

1.5. 程序设计

本实例的程序代码如下所示。

这个程序代码中有很多知识点,我们来学习一下。

1、头文件包含#include <AT89x52.h>

这个语句的作用是将预定义好的51单片机的端口定义、寄存器定义等各种信息包含进来。例如我们在程序中用到的P3^4,EA,TH0等,我们之所以可以直接使用这些名称,就是因为在这个头文件中已经帮我们定义好了。如果程序中没有这条头文件包含的语句,则凡是用到这些名称的语句都会报错。

图3 51单片机头文件部分内容

2、位定义

在程序中有这些语句sbit K1 = P3^4; bit Key_State; 这两个都是位定义语句,只不过两者还有些区别,sbit是定义端口的某一位,而bit则定义一个位数据,这个位数据只有两个值0或1。

3、数组的定义和初始化

看一下这个语句unsigned char DSY_CODE[]={

0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90

}

这个语句实现的功能就是在定义的同时初始化了数组中各元素的值。细心的人可能会发现,这个数组中元素个数没有定义,这是C语言的一个特色:数组定义的同时初始化的话,如果不定义数组元素的个数,那么默认按照初始化的值的个数设置。

再看这个unsigned char ViewData[2]; 只是定义了数组,没有初始化数组元素的值,所以必须指明数组元素的个数,并且如果程序中要对这个数组赋值的话,只能一个一个的赋值,ViewData[0]=0xC0;ViewData[1]=0xC0;而不能直接这样赋值ViewData[2]={0xc0,0xc0};这就是数组定义的同时初始化和数组只定义不初始化时的区别。

4、全局变量

全局变量必须在所有函数之前定义,并且全局变量在程序运行期间,它的值是不变的,除非程序中人为改变了这个值。

5、函数的定义和声明

函数可以在调用之前先声明,然后再调用它的函数之后定义,也可以在声明的同时定义,本例中就是在声明的同时定义。函数的声明只要一句话,例如void Key_Event_Handle(void);而函数的定义是指将函数要实现的功能写出来,具体说就是把函数的内容补充完善。

6、switch case语句

switch case语句属于判断语句,switch后面括号中的变量就是判断条件,这个判断条件只能是整数,不能是小数。每个case语句后面的功能执行完后,最好加一个break语句,以跳出整个判断结构,否则只要下面的case条件满足,就一直执行,这样容易造成混乱。

关于51单片机C语言编程的一些知识,今天就先说到这里,后面我们会有更多了解。

1.6. 实例仿真

编译程序后,将生成的hex文件载入proteus电路的单片机中,开始仿真,仿真时随时按下按键(要默记按键是第几次按下),观察两位数码管显示数字的变化,充分理解该实例的功能实现。

下面视频是本实例的仿真过程。

视频加载中...

1.7. 总结

通过本实例的学习,我们更加熟悉了51单片机定时器/计数器的定时功能,同时也更多的了解了51单片机C语言程序设计中的端口位定义,位变量定义,数组的定义及初始化,函数的定义,C语言中switch case语句的使用等等编程方法,这对我们继续深入掌握编程知识很有用处。

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