多功能计时器的设计

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1、一设计要求：(1) 任务设计并制作一个可以完成足球、篮球比赛及其他用处途的多用计时装置。(2) 设计要求1) 基本要求 LED数码管显示计时结果； 适用于足球、篮球各种倒计时要求； 根据比赛要求设置相应的按键； 电源由外部提供，+5V； 计时时间到报警。2)发挥要求 改用LCD显示； 增加其他计时功能； 由6V电池供电（稳压电源提供）； 时间到乐曲报警； 整体电路效率60%； 计时精度1s/h。二系统实现：本系统由软件与硬件仿真电路两部分组成，通过keil与protues联调实现足球、篮球计时的各种要求。系统由LCD1602显示，七个按键控制开始暂停选择等功能。2.1硬件仿真电路图2.2系统设

2、计程序总流程图 开始初始化篮球赛？足球赛？篮球赛计时界面开始？Y功能选择界面HOU=1?LCD显示上半场LCD显示下半场开始？计时并显示计时并显示NYY24秒复位？EXT=24暂停？开始？24秒复位？EXT=24时间到？HOU+1时间到？HOU+1暂停开始？暂停开始？YYYY暂停？开始？YYYYYYYYNNNNNNNNNNNNNN三主要硬件部分设计与选型3.1 LCD1602显示器 为了获得更好的效果本设计并没有采用常见的LED，而是采用了型号为LM016L的 LCD。LCD有LED数码显示更好的更的直观效果，也更加经久耐用。液晶显示模块体积小功耗低、显示内容丰富，现在字符型液晶显示模块已经是

3、单片机应用设计中最常用的信息显示器件之一了。本LCD是2行16列液晶 可显示2行16列英文字符，有8位数据总线D0-D7，RS，R/W，EN三个控制端口（共14线），工作电压为5V。没背光，和常用的1602B功能和引脚一样（除了调背光的二个线脚）. 该模块也可以只用D4-D7作为四位数据分两次传送。这样的话可以节省MCU的I/O口资源。引脚说明：VDD：电源正极，4.55.5V，通常使用5V电压。VL：LCD对比度调节端，电压调节范围为05V。接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高时会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地。RS：M

4、CU写入数据或者指令选择端。MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平。R/W：读写控制端。R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据。E：LCD模块使能信号控制端。写数据时，需要下降沿触发模块。D0D7：8位数据总线，三态双向。如果MCU的I/O口资源紧张的话，该模块也可以只使用4位数据线D4D7接口传送数据。BLA： LED背光正极。需要背光时，BLA串接一个限流电阻接VDD，BLK接地，实测该模块的背光电流为50mA左右。BLK： LED背光地端。1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表3.2所示：序号指令RSR/WD7D6D5D4D3

5、D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容表3.2：控制命令表1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平） 指令1：清显示，指令码01H,光标复位

6、到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。 指令4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令6：功能设置命令 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示5

7、x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。 指令7：字符发生器RAM地址设置。 指令8：DDRAM地址设置。 指令9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令10：写数据。 指令11：读数据。与HD44780相兼容的芯片时序表如下：读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0D7=状态字写指令输入RS=L，R/W=L，D0D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0D7=数据写数据输入RS=H，R/W=L，D0D7=数据，E=高脉冲输出无表3.3：基本操作时序表对于温度显示模块的编写也

8、要了解其时序图，通过时序图，编写相关的驱动程序，实现其相关读写操作，此外，要想要让其显示正确的命令，还要注意其内部相关控制指令。在本设计中主要用的是写入指令的子程序。 LCD1602的读写时序图四、主要功能模块程序设计这里只介绍LCD1602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。LCD1602的部分读写控制时序程序如下所示：(1) 写命令函数：向寄存器写入控制字参数：A-控制字W_CMD:ACALL WAIT

9、； /侧忙碌状态CLR RW； /写命令时，R/W为低电平CLR RS； /写入指令。RS为低电平SETB E； /置高使能线 MOV LCD, A； / 接收命令字并送到数据总线上CLR E： /在使能线的下降沿写入数据RET(2)写数据函数：向寄存器写入数据参数：A-待要显示数据W_DATA: ACALL WAIT/侧忙碌状态SETB RS/写数据时，RS为高电平CLR RW/写入数据。RW为低电平SETB E/置高使能线MOV LCD, A/ 接收数据并送到数据总线上CLR E/在使能线的下降沿写入数据RET五、功能演示1、开始界面，此时通过按键选择功能，有篮球赛计时和足球赛计时2、选择

10、篮球赛后出现下面界面，篮球赛是倒计时。Period:01表示第一小节，12:00表示本节剩余分秒时间，10表示24秒计时时间3、按下开始按键。开始倒计时，计时时可以随时暂停，计时和暂停过程中都可以进行24秒复位。4、第一小节时间结束，时间停止，并且蜂鸣器发出报警声音 5、再按下开始按钮，则进行第二小节计时，第一行小节标志换为026、选择足球赛计时功能后显示下面界面，足球赛是正计时。第一行显示比赛是上半场还是下半场，第二行比赛进行的时间，由于足球赛具有伤停补时时间，而且时间不确定，所以设计extra：0x。比赛工程中可用按键extra+extra-进行调节。7、按下开始键后开始计时。中间可以暂停

11、开始8、加时0分钟，45分钟时自动暂停。加时1分钟，46分钟时自动暂停。并报警 9、按开始键进行下半场计时。第一行显示Second half六、程序实现RS EQU P3.0 ;写入数据(1)或指令(0)选择端RW EQU P3.1 ;读(1)写(0)控制E EQU P3.2; ;使能LCD EQU P2 ;LCD数据口BF EQU P2.7 ;忙标志BA_FO BIT 30H ;选择功能标志位，1为篮球赛，0为足球赛EXT EQU 31H;加时赛储存地址HOU EQU 34H ;节数，上下半场储存地址MIN EQU 35H;分钟储存地址SEC EQU 36H;秒储存地址COUNT EQU 3

12、CB0H ;T0初值COUNT1 EQU 20 ;20*50Ms=1SCOUNT2EQU37HDATA_1EQU38H ;写数据数据首地址CMD_1EQU39H ;写指令指令首地址SECCOUN EQU 10H ;存放20的地址LEDBUF EQU 40H ;显示数据（数字）首地址LCDBUFEQU4AH ;显示数据（字符）首地址 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH ;T0中断入口 LJMP STIME ;调用定时器T0中断服务子程序MAIN: MOVSP,#60H ;装入固定点显示字母或符号 MOVLCDBUF+0,#0 MOVLCDBUF+1,#1MOVLCDBUF

13、+2,#2MOVLCDBUF+3,#3MOVLCDBUF+4,#4MOVLCDBUF+5,#5MOVLCDBUF+6,#6MOVLCDBUF+7,#7MOVLCDBUF+8,#8MOVLCDBUF+9,#9MOVLCDBUF+10,#10MOVLCDBUF+11,#11MOVLCDBUF+12,#12MOVLCDBUF+13,#13MOVLCDBUF+14,#14MOVLCDBUF+15,#15MOVP1,#0FFH ;P1口输出至高电平SETBP3.5 ;蜂鸣器口 ;-LCD1602初始化- MOV A, #00000001B ;发送清屏操作指令; CALL W_CMD ;调写入指令子程序

14、MOV A, #00001100B ;发送显示开/关控制 ACALL W_CMD ;指令,无光标,无闪烁 MOV A, #00011100B ;发送光标移动指令 ACALL W_CMD ;光标和字一起移动，光标自动右移 MOV A, #00111100B ;发送功能设置指令 CALL W_CMD ;8位DB,双行,5x7字符MOVA,HOU ;判断第几小节（上下半场 CJNEA,#01,LOP ;非01跳转lop判断hou为00还是别的LOP:JNCDINGSHI ;进位标志为1说明HOU1比赛小节结束，不显示功能选择界面MOV HOU,#01 ;进位标志为0说明HOU01，为00，比赛刚开始

15、HOU=1并显示功能选择界面 ;-LCD1602初始化结束-HUAN:MOVDATA_1,#LCDBUF MOVCOUNT2,#16 ;显示字符数为16个MOVCMD_1,#10000001B ; 显示从第一行第一个开始MOV DPTR, #TAB1 ;装入查表地址，LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序MOVDATA_1,#LCDBUFMOVCOUNT2,#16MOVCMD_1,#11000001BMOV DPTR, #TAB2 ;装入查表地址LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序 CE:JNBP1.0,BA ;功能选择判断，P1.0按下为低电平，选择篮球赛计时JNB

16、P1.1,FO ;功能选择判断，P1.1按下为低电平，选择足球计时SJMPCE BA:SETBBA_FO ;选择的篮球赛标志位置1SJMPDINGSHI FO:CLRBA_FO ;选择的足球赛标志位置0 ;-T0定时初始化-DINGSHI:MOV A, #00000001B ;清屏 CALL W_CMDMOVLEDBUF+5,#10 MOV TMOD,#01H ;设置T0定时，模式1 MOV TH0,#HIGH(COUNT) ;装入高4位初始值 MOV TL0,#LOW(COUNT) ;装入低4位初始值 SETB EA ;开中断 SETB ET0 ;开T0中断允许位，此时没有启动中断， MOV

17、 SECCOUN,#COUNT1 ;把数值20放到10H单元中 ;-T0定时初始化结束- JNBBA_FO,FOOT ;查看标志位，选择功能显示BASKE: ;篮球赛计时显示 MOV MIN,#12 ;初始化定时时间，分 MOV SEC,#00 ;秒MOVEXT,#24 ;24秒倒计时MOVDATA_1,#LCDBUF ;第一行显示Period:（小节数）MOVCOUNT2,#7 MOVCMD_1,#10000001BMOV DPTR, #TAB5 ;装入查表地址LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序JMP2DIS:JBP1.4,JMP2DIS1 ;按键p1.4则进行24秒复位JN

18、BP1.4,$MOVEXT,#24JMP2DIS1:LCALLMOVBUF1 ;数据处理MOVDATA_1,#LEDBUF ;第一行第八九个空显示节数MOVCOUNT2,#2MOVCMD_1,#10001000BMOV DPTR, #TAB ;装入查表地址LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序MOVDATA_1,#LEDBUF+3;第二行从第一个空开始显示分秒数MOVCOUNT2,#5MOVCMD_1,#11000001BMOV DPTR, #TAB ;装入查表地址LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序MOVDATA_1,#LEDBUF+8;第二行第十十一个空显示24秒

19、倒计时MOVCOUNT2,#2MOVCMD_1,#11001010BMOV DPTR, #TAB ;装入查表地址LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序JBTR0,JMP2DIS ;计时已开始则返回循环显示JBP1.3,$ ;计时开始按键等待LCALLBUZZERSETBTR0 ;启动计时 LJMP JMP2DISFOOT: MOV MIN,#00 MOV SEC,#00MOVEXT,#00MOVA,HOU;判断上下半场CJNEA,#1,XIAMOVDATA_1,#LCDBUF;是上半场则第一行显示First halfMOVCOUNT2,#10MOVCMD_1,#10000001BM

20、OV DPTR, #TAB6 ;装入查表地址LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序AJMPextraXIA: MOVDATA_1,#LCDBUF;是下半场则第一行显示Second halfMOVCOUNT2,#11MOVCMD_1,#10000001BMOV DPTR, #TAB7 ;装入查表地址LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序 extra:MOVDATA_1,#LCDBUF;第二行第八个空开始显示extra:（加时时间）MOVCOUNT2,#6MOVCMD_1,#11001000BMOV DPTR, #TAB8 ;装入查表地址LCALL DISPLAYLCD ;

21、调用显示子程序FOOT1:JBP1.7,JIAN;加时时间设置，P1.6减1，P1.7加1JNBP1.7,$INCEXT JIAN:JBP1.6,FOOT2 JNBP1.6,$ DECEXTFOOT2:LCALLMOVBUF1;数据处理MOVDATA_1,#LEDBUF+3;显示分秒计时MOVCOUNT2,#5MOVCMD_1,#11000001BMOV DPTR, #TAB ;装入查表地址LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序MOVDATA_1,#LEDBUF+8;显示24秒计时MOVCOUNT2,#2MOVCMD_1,#11001110BMOV DPTR, #TAB ;装入查表

22、地址LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序JBTR0,FOOT1JBP1.3,$ACALLBUZZERSETBTR0 ;启动计时LJMPFOOT1BUZZER:CLRP3.5 ;蜂鸣器子程序LCALLT100MSDSETBP3.5RETMOVBUF1: ;数据处理子程序PUSHACC MOV A,HOU MOV B,#10DIV ABMOV LEDBUF,AMOV LEDBUF+1,B MOV A,MIN MOV B,#10DIV ABMOV LEDBUF+3,AMOV LEDBUF+4,B MOV A,SEC MOV B,#10DIV ABMOV LEDBUF+6,AMOV LE

23、DBUF+7,BMOVA,EXTMOVB,#10DIVABMOVLEDBUF+8,AMOVLEDBUF+9,BPOPACCRET;-定时器T0中断服务子程序-STIME: MOV TH0,#HIGH(COUNT) ;重新装入高4位初始值 MOV TL0,#LOW(COUNT) ;重新装入低4位初始值 DJNZ SECCOUN,TIMEEND3 ;判断是否够1秒(20*50us=1S) MOV SECCOUN,#COUNT1 ;重新装入20 PUSH ACC ;堆栈JNB BA_FO,FOOTSECSEC1CHA:MOVA,EXTDECAMOVEXT,ACJNEA,#-1,SECCHAMOVEX

24、T,#24SECCHA: MOV A,SEC ;秒处理 DECA MOV SEC,A CJNE A,#-1,TIMEEND2 ;判断是否够60秒 MOV SEC,#59 ;够60秒后，秒位清0MINCHA: MOV A,MIN ;分处理 DECA MOV MIN,A CJNE A,#-1,TIMEEND2 HOUCHA: MOVA,HOUINCAMOVHOU,AAJMPSTOP0 ;节数有进位则表示一小节节数，暂停。TIMEEND2:POP ACCTIMEEND3:JNBP1.2,STOP ;判断是否按下P1.2，按下则暂停RETIFOOTSEC:INCSECMOVA,SEC CJNE A,#

25、60,TIMEEND1 ;判断是否够60秒 MOV SEC,#00 ;够60秒后，秒位清0FOOTMIN:INCMINMOVA,MIN CJNE A,#45,EXTR ;计时45+EXT分钟MOVA,EXTCJNEA,#0,TIMEEND1SJMPFOOTHOUEXTR:JCTIMEEND1DECEXTCJNEA,#0,FOOTHOUSJMPTIMEEND1FOOTHOU:MOVA,HOU ;上半场结束，HOU加1，INCAMOVHOU,ALCALLMOVBUF1 ;显示当前时间，否则时间停留在上一个显示59秒，非00秒MOVDATA_1,#LEDBUF+3MOVCOUNT2,#5MOVCMD

26、_1,#11000001BMOV DPTR, #TAB ;装入查表地址LCALL DISPLAYLCD ;调用显示子程序MOVMIN,#00AJMPSTOP0TIMEEND1:POP ACC ;弹出堆栈TIMEEND:JNBP1.2,STOP ;按下P1.2则暂停RETI;-计时停止子程序-STOP0:CLRTR0 LCALLBUZZERLCALLT500MSDLCALLBUZZERLCALLT500MSDLCALLBUZZERLCALLT500MSDSTOP:LCALLBUZZERSTOP1:JNBBA_FO,STOP2 ;足球赛，不执行下面程序JBP1.4,STOP2 ;篮球赛复位24秒计

27、时MOVEXT,#24 STOP2: JBP1.3,STOP1 ;P1.3按下则暂停结束，开始计时LCALLBUZZERRETI;-LCD1602显示子程序-DISPLAYLCD: MOV R0,DATA_1 ;显示首地址 MOV R1,COUNT2 MOV R2,CMD_1 ;发送第一行DDRAM地址设置指令 MOV A,R2 ACALL W_CMD LOOP1: MOV A, R0 MOVC A, A+DPTR ;查表 ACALL W_DATA ;调用LCD显示字子程序 INC R0 ;显示下一个字 JNB PSW.5,TG TG: DJNZ R1,LOOP1 CLR PSW.5 LOOP

28、: MOV A, #00001100B ;发送显示开/关控制 ACALL W_CMD ;指令,无光标,无闪烁 LJMP EXIT ;跳出LCD1602显示子程序 WAIT: MOV LCD, #0FFH ;令P2作输入口使用CLR RSSETB RWCLR ENOPSETB EJB BF, WAIT ;判断LCD忙标志RET W_CMD: ;入口参数A ACALL WAITMOV LCD, ACLR RSCLR RWSETB ENOPCLR ERETW_DATA: ;入口参数A ACALL WAITMOV LCD, A SETB RSCLR RWSETB ENOPCLR ERET EXIT:

29、RET;-LCD1602显示子程序结束-DELAY: MOV R6,#00H ;延时子程序 MOV R7,#00HDELAY1: NOP DJNZ R7,DELAY1 DJNZ R6,DELAY1 RET;*;*延时子程序*;*T10MSD:SETB RS0MOV R4, #12 TM:MOV R3, #128TM6:DJNZ R3, TM6DJNZ R4, TMCLR RS0RETT100MSD:MOV R3, #200D11:MOV R4, #125D12:DJNZ R4, D12DJNZ R3, D11RETT500MSD:LCALL T100MSDLCALL T100MSDLCALL

30、T100MSDLCALL T100MSDLCALL T100MSDNOPRETTAB:DB 30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H,38H,39H,3AHTAB1:DB 77H,65H,6cH,63H,6fH,6dH,65H,20H,74H,6fH,20H,75H,73H,65H,20H,20H ;Welcome to useTAB2:DB 53H,65H,6cH,65H,63H,74H,20H,6dH,6fH,64H,65H,20H,20H,20H,20H,20H;Select mode TAB5:DB 50H,65H,72H,69H,6fH,64H,3AH;Period:TAB6:DB 46H,69H,72H,73H,74H,20H,68H,61H,6cH,66H;First halfTAB7:DB 53H,65H,63H,6fH,6eH,64H,20H,68H,61H,6cH,66H;Second halfTAB8:DB 65H,78H,74H,72H,61H,3AH;extra:END