51单片机开发数字秒表实验心得体会含仿真源码等资料

ID:258755 · 发表于 2017-12-7 18:31

实验用到8155作为51单片机的IO扩展外设有3*3矩阵键盘，和4位数码管

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

系统方案：

硬件设计
电源电路
电源电路由电源插座，电源开关和电源指示灯组成，其输出为VCC;

电源电路

单片机最小系统

89c51最小系统电路

单片机最小系统：由晶振电路，复位电路，电源电路构成；晶振电路：12MHz的晶振，两个30Pf的瓷片电容连接而成；复位电路：10uf的电解电容，按键开关，1K的电阻连接而成。

8155扩展

8155扩展矩阵电路和数码管

数码管显示驱动电路
4位共阴数码管，由8位的段选端口和4位的位选端口，8位段选端口提供字母，数字，小数点的显示，4位位选端口控制各个数码管的点亮，其低电平有效，数码管的额定工作电流为20mA，PA口的工作电压为5V，所以保证数码管的正常点亮必须接250欧姆的上拉电阻。

3*3矩阵按键电路
由三行三列的按键构成，主要功能的实现在于程序的编写，本实验中用到的行扫描程序，高三位轮流输出低电平，低三位输出高电平，检测低三位的输入电平的变化，如果有变化，则有按键按下，识别出具体的按键位置。

软件设计
定时器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,分别为命令/状态寄存器，PA口，PB口，PC口；IO/M端口提供8155的工作方式是IO扩展还是RAM扩展。PA口，PB口，PC口的输入还是输出由命令控制寄存器控制；高四位本实验暂时没有用到，所以低四位控制输入输出方式。

按键行扫描
矩阵键盘的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口的输入输出方式是分时进行的所以在行扫描过程中要更改8155的命令控制寄存器的内容，改变PB口的IO工作方式，具体为先设置PB口的工作方式为输出方式，接着PB口高三位轮流输出低电平，低三位输出高电平，接着更改PB口的IO方式为输入方式，检测低三位的电平变化，从而检测出具体按键的按下，分别进入功能函数中。

数码管的显示
数码管由8位段选端口和4位位选端口，控制4位位选端口的先后点亮，同时点亮8位段选端口输出其特定的数字，字母，小数点。由于人眼的视觉暂留效应大约为50ms,4位位选端口的先后点亮时间差小于50ms,所以人眼会观察到连续的数字点亮。

电路焊接
仿真结果
电路调试
设计制作中的问题及解决方法

程序流程图：

实验心得体会：
本实验我主要负责程序的编写，首先通过数字秒表的实验，掌握了对一个未知芯片的开发的步骤；本实验中用到的8155芯片，通过查看资料掌握其IO扩展的使用方法，首先对8155的16位地址进行了解，高8位由CE端提供，低八位0x00~0x04,还有就是行扫描键盘程序的编写，本实验3*3矩阵键盘，所以为简便高三位PB4~PB6控制行，PB0~PB2控制列,先让高三位轮流输出低电平：110 ，101，011，低三位输出高电平；后检测低三位的输入电平高低，如果有低电平输入则判断有按键按下；各个按键的控制作用有：1开始记秒2停止3清零，4倒计时设置5倒计时时间设置的加6倒计时时间设置的减7启动倒计时，每个按键的功能都有函数控制。再有就是定时中断的使用，本实验用到定时器0的模式1，定时时间为10ms;数码管的编程方式，首先掌握0~F每个字母数字的真值表，4位共阴数码管有8个段选端口和4个位选端口，8个段选端口控制输出字母数字，位选端口控制那个数码管亮，且位选端口低电平有效。本实验用到的数码管额定电流为20mA,端口输出电压5V，所以上拉电阻的大小为250欧姆。

其次，也懂得学习不仅仅是上课看书，也最重要的是实践将课堂的知识转化为真正的能力，也通过实验学会设计一个硬件系统步骤，设计方案，设计硬件电路，设计程序调试和焊接，最终完成实验；最为重要的是一个团队工作，各自分工大大缩短开发时间。

单片机源程序如下:

#include<REG51.h>
#include<ABSACC.h>
#define COM8155 XBYTE[0X7F00]
#define PA8155 XBYTE[0X7F01]
#define PB8155 XBYTE[0X7F02]
#define PC8155 XBYTE[0X7F03]
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
//8051的内部ＲＡＭ的地址范围为００００Ｈ～００ＦＦＨ
//A :0X7F01 B:0X7F02 C:0X7F03 定时器低字节 0404H 定时器高字节：0405H
//命令/状态：0X7F00
uchar code DIG_CODE[10]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f
};
uchar code PCx[4] = {0xee,0xdd,0xbb,0x77};
sbit IO_M = P2^0;
sbit CE = P2^7;
uchar KeyValue=0;
uchar time1=0,time2=0;
uint msec = 0;
static uchar flag=0;
uint second=0;
uint CountDownSecond=0;
uchar c0,c1,c2,c3;
uchar KeyBoardScan();
void Delay10ms(uchar s);
void TimerConfig();
void digitronDisplay(uint second);
void Config_8155();
void operate(uchar KeyValue);
void Start();
void Stop();
void Pause();
void CountDown();
void SureStart();
void main(){
Config_8155();
while(1){
digitronDisplay(second);
operate(KeyBoardScan());
}
}
void Delay10ms(uchar s) //误差 0us
{
unsigned char a,b;
for(s=1;s>0;s--)
for(b=38;b>0;b--)
for(a=130;a>0;a--);
}
void operate(uchar KeyValue){
switch(KeyValue){
case(1):Start();break;//开始
case(2):Stop();break;//清零
case(3):Pause();break;//暂停
case(4):CountDown();break;//倒计时
}
}
void Start(){
flag=1;
TimerConfig();
while(1){
digitronDisplay(second);
if(second==10000){
second=0;
}
digitronDisplay(second);
if(KeyBoardScan()!=1){
operate(KeyBoardScan());
}
}
}
void Stop(){
EA=0;//关总中断
ET0=0;//关定时器0中断
second = 0;
CountDownSecond=0;
while(1){
digitronDisplay(second);
operate(KeyBoardScan());
}
}
void Pause(){
ET0=0;//关定时器0中断
while(1){
digitronDisplay(second);
operate(KeyBoardScan());
}
}
void CountDown(){ //设置倒计时时间
uint a=1;
while(1){
if(CountDownSecond<10000&&CountDownSecond>=0){ //显示倒计时定时时间，如果倒计时时间超过范围，倒计时定时时间为0
digitronDisplay(CountDownSecond);
}else{
CountDownSecond=0;
}
KeyValue = KeyBoardScan();//获取键盘数字
switch(KeyValue){
case(7):{
CountDownSecond = CountDownSecond + a*100; //秒位加加
break;
}//定时间加
case(8):{
CountDownSecond = CountDownSecond - a*100;//秒位减减
break;
}//定时间减
case(9):SureStart();break;//启动倒计时
}
}
}
void SureStart(){ //启动倒计时
flag=2;
TimerConfig(); //配置定时中断，中断时间为10ms
while(1){
digitronDisplay(CountDownSecond);
if(KeyBoardScan()!=9){
operate(KeyBoardScan());
}
}
}
uchar KeyBoardScan(){ //行键盘扫描
uchar key;
uchar temp;
uchar i,j=0;
for(i=0;i<3;i++){
COM8155=0x0f; //pb输出
if(i==0) PB8155 = 0xfe; //11111110
if(i==1) PB8155 = 0xfd;// 11111101
if(i==2) PB8155 = 0Xfb; //11111011
COM8155 = 0X0D; //pb输入
temp=PB8155; //pb输入读取
temp=temp&0xf0;
if(temp!=0xf0){
Delay10ms(1);
temp = PB8155;
temp = temp&0xf0;
if(temp!=0xf0){
switch(temp){
case 0xe0:{
key = 7-i*3;
}
break;
case 0xd0:{
key = 8-i*3;
}
break;
case 0xb0:{
key = 9-i*3;
}
break;
}
}
return key;
}
}
return 10;
}
void Config_8155(){ //8155芯片的配置
CE = 0; //片选段，为8155的16位地址提供高8位地址 P2.0~P2.7:1
IO_M = 1; //作为I/O扩展
COM8155 = 0X0F; //A，B口做为输出 C口作为输入
}
void digitronDisplay(uint second){
uchar i=0;
uchar num[4];
num[3]=second/1000;
num[2]=second%1000/100;
num[1]=second%1000%100/10;
num[0]=second%1000%100%10;
PA8155=0xff;//消隐
for(i=0;i<4;i++){
switch(i){
case(3): PC8155=0x08;break;
case(2): PC8155=0x04;break;
case(1): PC8155=0x02;break;
case(0): PC8155=0x01;break;
}
if(i==2){
PA8155=~DIG_CODE[num[i]]&0x7f;
Delay10ms(1);
PA8155=0xff;//消隐
}else{
PA8155=~DIG_CODE[num[i]];
Delay10ms(1);
PA8155=0xff;//消隐
}
}
}
void TimerConfig(){
TMOD=0x01; //模式设置，00000001，可见采用的是定时器0，工作与模式1（M1=0，M0=1）。
TR0=1; //打开定时器
……………………
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ID:1 · 发表于 2017-12-8 01:07

好资料，51黑有你更精彩!!!

ID:219666 · 发表于 2017-12-10 15:34

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