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51單片機(jī)開發(fā)數(shù)字秒表實(shí)驗(yàn)心得體會(huì) 含仿真源碼等資料

[復(fù)制鏈接]
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實(shí)驗(yàn)用到8155作為51單片機(jī)的IO擴(kuò)展外設(shè)有3*3矩陣鍵盤，和4位數(shù)碼管

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）

系統(tǒng)方案：

硬件設(shè)計(jì)
電源電路
電源電路由電源插座，電源開關(guān)和電源指示燈組成，其輸出為VCC;

電源電路

單片機(jī)最小系統(tǒng)

   89c51最小系統(tǒng)電路

單片機(jī)最小系統(tǒng)：由晶振電路，復(fù)位電路，電源電路構(gòu)成；晶振電路：12MHz的晶振，兩個(gè)30Pf的瓷片電容連接而成；復(fù)位電路：10uf的電解電容，按鍵開關(guān)，1K的電阻連接而成。

8155擴(kuò)展

8155擴(kuò)展矩陣電路和數(shù)碼管

數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)電路
   4位共陰數(shù)碼管，由8位的段選端口和4位的位選端口，8位段選端口提供字母，數(shù)字，小數(shù)點(diǎn)的顯示，4位位選端口控制各個(gè)數(shù)碼管的點(diǎn)亮，其低電平有效，數(shù)碼管的額定工作電流為20mA，PA口的工作電壓為5V，所以保證數(shù)碼管的正常點(diǎn)亮必須接250歐姆的上拉電阻。

3*3矩陣按鍵電路
  由三行三列的按鍵構(gòu)成，主要功能的實(shí)現(xiàn)在于程序的編寫，本實(shí)驗(yàn)中用到的行掃描程序，高三位輪流輸出低電平，低三位輸出高電平，檢測(cè)低三位的輸入電平的變化，如果有變化，則有按鍵按下，識(shí)別出具體的按鍵位置。

軟件設(shè)計(jì)
定時(shí)器0配置
8155的配置
8155的AD0~AD7提供8位地址，CE端口提供8155的IO端口的高8位地址低8位地址：0x00~0x04,分別為命令/狀態(tài)寄存器，PA口，PB口，PC口；IO/M端口提供8155的工作方式是IO擴(kuò)展還是RAM擴(kuò)展。PA口，PB口，PC口的輸入還是輸出由命令控制寄存器控制；高四位本實(shí)驗(yàn)暫時(shí)沒(méi)有用到，所以低四位控制輸入輸出方式。

按鍵行掃描
矩陣鍵盤的6的端口，行端口接PB口的高三位，列端口接PB口的低三位，由于PB口的輸入輸出方式是分時(shí)進(jìn)行的所以在行掃描過(guò)程中要更改8155的命令控制寄存器的內(nèi)容，改變PB口的IO工作方式，具體為先設(shè)置PB口的工作方式為輸出方式，接著PB口高三位輪流輸出低電平，低三位輸出高電平，接著更改PB口的IO方式為輸入方式，檢測(cè)低三位的電平變化，從而檢測(cè)出具體按鍵的按下，分別進(jìn)入功能函數(shù)中。

數(shù)碼管的顯示
    數(shù)碼管由8位段選端口和4位位選端口，控制4位位選端口的先后點(diǎn)亮，同時(shí)點(diǎn)亮8位段選端口輸出其特定的數(shù)字，字母，小數(shù)點(diǎn)。由于人眼的視覺暫留效應(yīng)大約為50ms,4位位選端口的先后點(diǎn)亮?xí)r間差小于50ms,所以人眼會(huì)觀察到連續(xù)的數(shù)字點(diǎn)亮。

電路焊接
仿真結(jié)果
電路調(diào)試
設(shè)計(jì)制作中的問(wèn)題及解決方法


程序流程圖：



實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)：
      本實(shí)驗(yàn)我主要負(fù)責(zé)程序的編寫，首先通過(guò)數(shù)字秒表的實(shí)驗(yàn)，掌握了對(duì)一個(gè)未知芯片的開發(fā)的步驟；本實(shí)驗(yàn)中用到的8155芯片，通過(guò)查看資料掌握其IO擴(kuò)展的使用方法，首先對(duì)8155的16位地址進(jìn)行了解，高8位由CE端提供，低八位0x00~0x04,還有就是行掃描鍵盤程序的編寫，本實(shí)驗(yàn)3*3矩陣鍵盤，所以為簡(jiǎn)便高三位PB4~PB6控制行，PB0~PB2控制列,先讓高三位輪流輸出低電平：110 ，101，011，低三位輸出高電平；后檢測(cè)低三位的輸入電平高低，如果有低電平輸入則判斷有按鍵按下；各個(gè)按鍵的控制作用有：1開始記秒2停止3清零，4倒計(jì)時(shí)設(shè)置5倒計(jì)時(shí)時(shí)間設(shè)置的加6倒計(jì)時(shí)時(shí)間設(shè)置的減7啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)，每個(gè)按鍵的功能都有函數(shù)控制。再有就是定時(shí)中斷的使用，本實(shí)驗(yàn)用到定時(shí)器0的模式1，定時(shí)時(shí)間為10ms;數(shù)碼管的編程方式，首先掌握0~F每個(gè)字母數(shù)字的真值表，4位共陰數(shù)碼管有8個(gè)段選端口和4個(gè)位選端口，8個(gè)段選端口控制輸出字母數(shù)字，位選端口控制那個(gè)數(shù)碼管亮，且位選端口低電平有效。本實(shí)驗(yàn)用到的數(shù)碼管額定電流為20mA,端口輸出電壓5V，所以上拉電阻的大小為250歐姆。

      其次，也懂得學(xué)習(xí)不僅僅是上課看書，也最重要的是實(shí)踐將課堂的知識(shí)轉(zhuǎn)化為真正的能力，也通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)硬件系統(tǒng)步驟，設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)硬件電路，設(shè)計(jì)程序調(diào)試和焊接，最終完成實(shí)驗(yàn)；最為重要的是一個(gè)團(tuán)隊(duì)工作，各自分工大大縮短開發(fā)時(shí)間。

單片機(jī)源程序如下:
  1. #include<REG51.h>
  2. #include<ABSACC.h>
  3. #define COM8155  XBYTE[0X7F00]
  4. #define PA8155 XBYTE[0X7F01]
  5. #define PB8155 XBYTE[0X7F02]
  6. #define PC8155 XBYTE[0X7F03]
  7. typedef unsigned char uchar;
  8. typedef unsigned int uint;

  10. //8051的內(nèi)部ＲＡＭ的地址范圍為００００Ｈ～００ＦＦＨ
  11. //A :0X7F01  B:0X7F02   C:0X7F03  定時(shí)器低字節(jié) 0404H   定時(shí)器高字節(jié)：0405H
  12. //命令/狀態(tài)：0X7F00
  13. uchar code DIG_CODE[10]={
  14.                                                 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
  15.                                                 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f
  16.                                                 };
  17. uchar code PCx[4] = {0xee,0xdd,0xbb,0x77};
  18. sbit IO_M = P2^0;  
  19. sbit CE = P2^7;
  20. uchar KeyValue=0;
  21. uchar time1=0,time2=0;
  22. uint msec = 0;
  23. static uchar flag=0;
  24. uint second=0;
  25. uint CountDownSecond=0;
  26. uchar c0,c1,c2,c3;
  27. uchar KeyBoardScan();
  28. void Delay10ms(uchar s);
  29. void TimerConfig();
  30. void digitronDisplay(uint second);
  31. void Config_8155();
  32. void operate(uchar KeyValue);
  33. void Start();
  34. void Stop();
  35. void Pause();
  36. void CountDown();
  37. void SureStart();
  38. void main(){
  39.          Config_8155();
  40.         while(1){
  41.                 digitronDisplay(second);       
  42.                 operate(KeyBoardScan());       
  43.         }
  44.        
  45. }
  46. void Delay10ms(uchar s)   //誤差 0us
  47. {
  48.     unsigned char a,b;
  49.     for(s=1;s>0;s--)
  50.           for(b=38;b>0;b--)
  51.             for(a=130;a>0;a--);
  52. }
  53. void operate(uchar KeyValue){

  55.         switch(KeyValue){
  56.          case(1):Start();break;//開始
  57.          case(2):Stop();break;//清零
  58.          case(3):Pause();break;//暫停
  59.          case(4):CountDown();break;//倒計(jì)時(shí)
  60.         }
  61. }
  62. void Start(){
  63.         flag=1;
  64.         TimerConfig();
  65.                 while(1){
  66.                                         digitronDisplay(second);
  67.                                         if(second==10000){
  68.                                                  second=0;
  69.                                         }             
  70.                         digitronDisplay(second);
  71.                          if(KeyBoardScan()!=1){
  72.                          operate(KeyBoardScan());
  73.                     }          
  74.                 }
  75. }
  76.        

  78. void Stop(){
  79.         EA=0;//關(guān)總中斷
  80.         ET0=0;//關(guān)定時(shí)器0中斷
  81.         second = 0;
  82.         CountDownSecond=0;
  83.         while(1){
  84.            digitronDisplay(second);
  85.            operate(KeyBoardScan());
  86.         }
  87. }
  88. void Pause(){
  89.         ET0=0;//關(guān)定時(shí)器0中斷
  90.         while(1){
  91.                      digitronDisplay(second);
  92.                     operate(KeyBoardScan());
  93.         }
  94.        
  95. }
  96. void CountDown(){                 //設(shè)置倒計(jì)時(shí)時(shí)間
  97.   uint a=1;
  98.    while(1){
  99.    if(CountDownSecond<10000&&CountDownSecond>=0){  //顯示倒計(jì)時(shí)定時(shí)時(shí)間，如果倒計(jì)時(shí)時(shí)間超過(guò)范圍，倒計(jì)時(shí)定時(shí)時(shí)間為0
  100.                     digitronDisplay(CountDownSecond);
  101.    }else{
  102.               CountDownSecond=0;
  103.    }
  104.         KeyValue = KeyBoardScan();//獲取鍵盤數(shù)字
  105.         switch(KeyValue){
  106.          case(7):{
  107.                   CountDownSecond = CountDownSecond + a*100; //秒位加加       
  108.            break;      
  109.          }//定時(shí)間加
  110.          case(8):{
  111.          CountDownSecond = CountDownSecond - a*100;//秒位減減
  112.          break;
  113.          }//定時(shí)間減
  114.          case(9):SureStart();break;//啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)
  115.         }
  116.    }
  117.          
  118. }

  120. void SureStart(){           //啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)
  121.                 flag=2;
  122.          TimerConfig();           //配置定時(shí)中斷，中斷時(shí)間為10ms
  123.                  while(1){
  124.                         digitronDisplay(CountDownSecond);  
  125.                          if(KeyBoardScan()!=9){
  126.                                  operate(KeyBoardScan());
  127.                     }       
  128.                 }
  129. }                               

  131. uchar  KeyBoardScan(){        //行鍵盤掃描
  132.   uchar key;
  133.   uchar temp;
  134.   uchar i,j=0;
  135.   for(i=0;i<3;i++){
  136.            COM8155=0x0f;        //pb輸出
  137.          if(i==0) PB8155 = 0xfe; //11111110
  138.          if(i==1) PB8155 = 0xfd;// 11111101
  139.          if(i==2) PB8155 = 0Xfb; //11111011
  140.          COM8155 = 0X0D; //pb輸入
  141.          temp=PB8155;  //pb輸入讀取
  142.          temp=temp&0xf0;
  143.          if(temp!=0xf0){
  144.                   Delay10ms(1);
  145.                  temp = PB8155;
  146.                  temp = temp&0xf0;
  147.                  if(temp!=0xf0){
  148.                  switch(temp){
  149.                          case 0xe0:{
  150.                                    key = 7-i*3;
  151.                         }
  152.                         break;
  153.                         case 0xd0:{
  154.                                 key = 8-i*3;
  155.                         }
  156.                         break;
  157.                         case 0xb0:{
  158.                                 key = 9-i*3;
  159.                         }
  160.                         break;
  161.                  }
  162.                 }
  163.                  return key;
  164.          }
  165.   }
  166.   return 10;
  167. }
  168. void Config_8155(){         //8155芯片的配置
  169.          CE = 0;                  //片選段，為8155的16位地址提供高8位地址        P2.0~P2.7:1
  170.          IO_M = 1;                  //作為I/O擴(kuò)展
  171.          COM8155 = 0X0F;          //A，B口做為輸出 C口作為輸入         
  172. }
  173. void digitronDisplay(uint second){
  174.    uchar i=0;
  175.         uchar num[4];
  176.                 num[3]=second/1000;               
  177.                 num[2]=second%1000/100;       
  178.                 num[1]=second%1000%100/10;
  179.                 num[0]=second%1000%100%10;
  180.                 PA8155=0xff;//消隱
  181.                 for(i=0;i<4;i++){
  182.                   switch(i){
  183.                   case(3): PC8155=0x08;break;
  184.                   case(2): PC8155=0x04;break;
  185.                   case(1): PC8155=0x02;break;
  186.                   case(0): PC8155=0x01;break;
  187.                   }
  188.                       if(i==2){
  189.                                      PA8155=~DIG_CODE[num[i]]&0x7f;
  190.                                            Delay10ms(1);       
  191.                                         PA8155=0xff;//消隱
  192.                           }else{
  193.                                      PA8155=~DIG_CODE[num[i]];
  194.                                            Delay10ms(1);       
  195.                                         PA8155=0xff;//消隱
  196.                           }       
  197.                 }     
  198. }         
  199. void TimerConfig(){
  200.     TMOD=0x01;                 //模式設(shè)置，00000001，可見采用的是定時(shí)器0，工作與模式1（M1=0，M0=1）。
  201.         TR0=1;                         //打開定時(shí)器
  202. ……………………

  204. …………限于本文篇幅 余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………
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ID:1 發(fā)表于 2017-12-8 01:07 | 只看該作者
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ID:219666 發(fā)表于 2017-12-10 15:34 | 只看該作者
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