三位数字显示计时定时器设计..pdf
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1、课程设计报告 课程设计名称:三位数字显示计时定时器设计 专 业 班 级 : 0212112 学 生 姓 名 :黎林 学号 : 021211219 同 组 人 员 : 指 导 教 师 :李洪芹 课程设计时间: 2周 上海工程技术大学课程设计报告三位数字显示计时定时器设计 2 目录 1 设计任务、要求以及文献综述 . 1 2 原理叙述和设计方案 . 1 2.1 设计方案选择和论证. 1 2.2 电路的功能框图及其说明. 1 2.3 功能块及单元电路的设计、计算与说明. 2 2.4 总体电路原理图. 4 3 电路的仿真与调试 . 4 3.1 电路仿真 . 4 3.2 调试中出现的问题及解决方法. 5
2、 4 制作与调试 6 4.1 元件清单、实物照片 6 4.2 制作与调试过程中遇到的问题及解决办法 7 5 心得体会 . 8 6 参考文献 8 附录 8 上海工程技术大学课程设计报告三位数字显示计时定时器设计 1 三位数字显示计时定时器设计 1 设计任务、要求以及文献综述 3 位数字显示计时定时器是一个典型的利用数字系统的例子。所谓数字系 统,是指由若干数字电路及逻辑部件组成并且能够进行采集、加工、处理及传 送数字信号的设备。一个完整的数字系统通常由输入电路、输出电路、控制电 路、若干个子系统和时基电路等部分组成。设计要求如下: 1、计时功能。能任意启停,保持计时结果; 2、开机自动复位; 3
3、、最大计时显示为9 分 59秒; 4、定时报警。 2 原理叙述和设计方案 2.1 设计方案选择和论证 方案一:设计的3 位数字显示计时定时器则分别有4 个子系统组成:秒 脉冲时间标准产生电路、计数器、译码器和显示器、开机自动清零电路、计 时启停控制电路 方案二:实现一个三位数字显示的秒表系统,单片机,lcd1602 显示屏, 矩阵键盘等组成部分。秒计数电路满60 向分计数电路进位(显示0059s) , 分计数电路满足 10(显示 09)后停止并且灯亮,等待重新复位计时。 论证:方案二比方案一好。 理由一:方案二显示的最终结果比较直观。 理由二:方案二可更改性好,方便日后的改进。 2.2 电路的
4、功能框图及其说明 根据原理正确、易于实现、且实验室有条件实现的原则确定设计方案, 画出总体设计功能框图,如图2.1 所示。 上海工程技术大学课程设计报告三位数字显示计时定时器设计 2 图 2.1 三位数字显示计时定时器功能框图 单片机:对 LCD1602 的显示控制,还能实现计时启停的控制。 LCD1602 :将结果以直观的形式表现出来。 2.3 功能块及单元电路的设计、计算与说明 44 矩阵键盘 当键盘中按键数量较多时,为了减少对I/O 口的占用,通常将按键排列成 矩阵形式,也称为行列键盘,这是一种常见的连接方式。矩阵式键盘由行线和 列线组成,按键位于行、列的交叉点上。当键被按下时,其交点的
5、行线和列线 接通,相应的行线或列线上的电平发生变化,MCU通过检测行或列线上的电平 变化可以确定哪个按键被按下。如图2.2 所示。 上海工程技术大学课程设计报告三位数字显示计时定时器设计 3 图 2.2 4 4 矩阵键盘 显示程序 本系统使用 LCD1602实现显示,只要参照LCD1602的使用手册进行初始化 和程序编写就可以显示,即在程序编写中添加LCD1602的驱动程序。这里的驱 动程序主要包括:初始化函数、设置显示坐标、写字符函数及写字符串函数。 用 LCD1602实现对时间的显示。 LCD1602的部分读写控制时序程序如图2.3 所 示: 图 2.3 LCD1602 显示屏 上海工程技
6、术大学课程设计报告三位数字显示计时定时器设计 4 2.4 总体电路原理图 图 2.4三位数字显示计时定时器电路原理图 如图 2.4 所示,通过对单片机编程,对LCD1602显示屏先初始化,然后开 始进行走数。矩阵键盘就用右边的三个按键,分别实现启停,对数字加,对数 字减的功能。当时间到达9 分 59时,灯亮并且计时停止。 3 电路的仿真与调试 3.1 电路仿真 利用电子线路仿真软件Protues ,将所设计的电路原理图在Protues 界面下创建并用其仪器库中的模拟仪表进行仿真测试。若发现问题,立即 修改参数,重新调试直至得到满意的设计。如图3.1 上海工程技术大学课程设计报告三位数字显示计时
7、定时器设计 5 图 3.1 三位数字显示计时定时器仿真结果 3.2 调试中出现的问题及解决方法 将编好的程序导入到单片机,调试时有时候发现,显示的时间走的太 快,这个时候对程序进行修改便可。 有时候会发现找不到我需要的元器件,这个时候就要上网查找相似的 元器件进行代替。 上海工程技术大学课程设计报告三位数字显示计时定时器设计 6 4 制作与调试 4.1 元件清单、实物照片 元件清单: 图 4.1 三位数字显示计时定时器元件清单 实物: 图 4.2 三位数字显示计时定时器实物 上海工程技术大学课程设计报告三位数字显示计时定时器设计 7 4.2 制作与调试过程中遇到的问题及解决办法 焊接元件时期:
8、 一:焊接是没有严格按照仿真图焊接,导致运行结果出不来,后来去实验 室把实物板的焊接改回来。 二:焊接单片机时候,因为管脚难插进板子,用力太猛,导致某些管脚不 能用。解决方法是换其他好的管脚继续焊接。 三:焊接震荡电路时候,忘记接地了,后来修改回来了。 编程时期: 一:思路卡住时候,多想想,慢慢就有思路了。 二:编程时候要注意逻辑思路和代码安放位置,我之前思路搞错了,导致 遇到瓶颈,画了很多时间和请教别人,最终在仿真的时候才得到要的结果。 5 心得体会 经过一段时间的努力,该项设计也快接近尾声了,但遗憾的是我的实物虽 然做出来了,但是经过多次调试还是没有出现预期的结果。 在设计实物时,不但要你
9、有紧密的逻辑思维能力,还要细心、有耐心。元 件多,布线多,钻的孔自然也多。一不留神把焊盘打没了,就会给焊接带来很 大的难度。而且孔很多,一定要慢慢焊接,工程量确实很大。在调试过程中, 一定要细心、耐心,一点小小的断线都会导致整个电路无法工作。可以说,调 试时本次设计的难点。但是遗憾的是,经过多次的调试,我的设计却不能出现 预期的结果,让我有点头痛。于是,我开始从硬件焊接上找找自己的原因,向 老师询问后,从输出到输入一级一级开始找自己的焊接错误,在比对仿真图的 时候从中也发现了一些错误,但在焊接正确后还是不能出现结果。然后,我就 开始在我的程序里面找一下可能的错误,最后由于能力有限和时间问题,还
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- 三位 数字 显示 计时 定时器 设计
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