跑步机控制器.docx

跑步机控制器.docx

《跑步机控制器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《跑步机控制器.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

跑步机控制器

跑步机控制器

通达学院

2016/2017学年第一学期

课程设计实验报告

模块名称51单片机课程设计

专业通信工程

学生班级130006

学生学号13000624

学生姓名陈扬

指导教师林建中

设计题目

跑步机控制器设计

任务要求

基本要求：

●观察和了解一台实际跑步机的功能和状态，设计一模拟跑步机

●用键设定跑步速度（用两位LED/LCD）

●设计启动，停止，加速/减速，升高/降底，紧急停止等键

●用LED/LCD合理安排数据显示

●具有倒计时运行功能

发挥部分：

●速度变化编成运行模式

●高度变化编成运行模式

●速度+高度混合编程运行模式

●计数热量消耗参数

实验设备及软件

1.微型计算机

2.Proteus；Keil

3.德飞莱51单片机实验板

同组人员学号及姓名

13000623沈烨

参考文献

《Proteus教程》

《Proteus电子电路设计及仿真》

报告内容

一、实验目的：

本课程设计是在理论课程学习和软件设计的基础上，对51单片机硬件系统进行了解和研究，使学生更深入的掌握51单片机开发技术，培养学生面对实际课题，发现问题、分析问题和解决问题，提高学生的实验动手能力。

设计根据实验大纲提供的题目要求，选择适当的课题，并通过课题资料收集、原理分析、理论计算、实际编程、系统调试、测试和故障排除，解决在实际设计中的问题，使设计系统能正常工作，有能力的同学可以超出题目要求任意发挥设计。

二、实验要求：

基本要求：

●观察和了解一台实际跑步机的功能和状态，设计一模拟跑步机

●用键设定跑步速度（用两位LED/LCD）

●跑步启动后计算和显示跑步时间和距离

●设计启动，停止，加速/减速，升高/降底，紧急停止等键

●用LED/LCD合理安排数据显示

●具有倒计时运行功能

发挥部分：

●速度变化编成运行模式

●高度变化编成运行模式

●速度+高度混合编程运行模式

●计数热量消耗参数

显示格式：

8LED数码管显示格式见下图

LCD屏显示方法自定

三、实验设备以及软件：

1.微型计算机一台

2.Proteus；Keil

3.德飞莱51单片机实验板

四、实验原理

1.AT89C51单片机引脚及其功能

AT89C51有40条引脚，与其他51系列单片机引脚是兼容的。

这40条引脚可分为I/O端口线、电源线、控制线、外接晶体线四部分。

其封装形式有两种：

双列直插封装（DIP）形式和方形封装形式，如图所示。

2.1I/O端口功能

1．P0口

P0口有八条端口线，命名为P0.0～P0.7，其中P0.0为低位，P0.7为高位。

每条线的结构组成如图2-3所示。

它由一个输出锁存器，两个三态缓冲器，输出驱动电路和输出控制电路组成。

P0口是一个三态双向I/O口，它有两种不同的功能，用于不同的工作环境。

2.P1口

P1口有八条端口线，命名为P1.0～P1.7，每条线的结构组成如图所示。

P1口是一个准双向口，只作普通的I/O口使用，其功能与P0口的第一功能相同。

作输出口使用时，由于其内部有上拉电阻，所以不需外接上拉电阻；作输入口使用时，必须先向锁存器写入“1”，使场效应管T截止，然后才能读取数据。

3.P2口

P2口有八条端口线，命名为P2.0～P2.7，每条线的结构如图所示。

P2口也是一个准双向口，它有两种使用功能：

一种是当系统不扩展外部存储器时，作普通I/O口使用，其功能和原理与P0口第一功能相同，只是作为输出口时不需外接上拉电阻；另一种是当系统外扩存储器时，P2口作系统扩展的地址总线口使用，输出高8位的地址A7～A15，与P0口第二功能输出的低8位地址相配合，共同访问外部程序或数据存储器（64KB），但它只确定地址并不能像P0口那样还可以传送存储器的读写数据。

4.P3口

P3口有八条端口线，命名为P3.0～P3.7，每条线的结构如图所示。

P3口是一个多用途的准双向口。

第一功能是作普通I/O口使用，其功能和原理与P1口相同。

第二功能是作控制和特殊功能口使用，这时八条端口线所定义的功能各不相同，如表1所示。

表1P3口各位的第二功能

5．I/O口的读写

P0～P3口都可作为普通I/O口来使用。

当作为输入口使用时，必须先向该口的锁存器中写入“1”，然后再从读引脚缓冲器中读入引脚状态，这样的读入结果才正确。

2.2控制线

AT89C51单片机的控制线有以下几种：

（1）RST：

复位输入端，高电平有效。

（2）ALE/：

地址锁存允许/编程线。

（3）：

外部程序存储器的读选通线。

（4）/VPP：

片外ROM允许访问端/编程电源端

2.LCD管脚说明

LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线

VCC（15脚）和地线GND（16脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样，其中：

引脚

符号

功能说明

1

VSS

一般接地

2

VDD

接电源（+5V）

3

V0

液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。

4

RS

RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。

5

R/W

R/W为读写信号线，高电平

（1）时进行读操作，低电平（0）时进行写操作。

+6

E

E（或EN）端为使能（enable）端，

写操作时，下降沿使能。

读操作时，E高电平有效

7

DB0

低4位三态、双向数据总线0位（最低位）

8

DB1

低4位三态、双向数据总线1位

9

DB2

低4位三态、双向数据总线2位

10

DB3

低4位三态、双向数据总线3位

11

DB4

高4位三态、双向数据总线4位

12

DB5

高4位三态、双向数据总线5位

13

DB6

高4位三态、双向数据总线6位

14

DB7

高4位三态、双向数据总线7位（最高位）（也是busyflag）

15

BLA

背光电源正极

16

BLK

背光电源负极

实验原理框图：

五、程序代码：

#include

#include"lcd.h"

sbitkey_1=P1^0;//开始按键

sbitkey_2=P1^1;//停止按键

sbitkey_3=P1^2;//加速

sbitkey_4=P1^3;//减速

sbitkey_5=P1^4;//升高

sbitkey_6=P1^5;//降低

sbitkey_7=P1^6;//紧急停止

sbitkey_8=P1^7;//倒计时

unsignedintcount_1=0;//计数标量

unsignedinttime_1=0;//按键1的计数时间

charstart=0;//开始

charsudu_flag=0;//速度变量

charhigh_flag=0;//速度变量

voiddelay10us（charc）//误差0us

{

unsignedchara,b;

for（b=c;b>0;b--）

for（a=2;a>0;a--）;

}

voiddelay10ms（chard）//误差0us

{

unsignedchara,b,c;

for（c=d;c>0;c--）

for（b=38;b>0;b--）

for（a=130;a>0;a--）;

}

voidmain（）

{

TMOD=0X01;//设置定时器T016位

EA=1;//打开中断

ET0=1;//打开TO定时器

TR0=1;//关闭中断

TH0=（65536-50000）/256;

TL0=（65536-50000）%256;

LcdInit（）;//初始化液晶显示屏

while

（1）

{

if（key_1==0）//按键1按下

{

while（key_1==0）;//等待K1抬起

start=1;

}

if（key_2==0）//按键2按下

{

while（key_2==0）;//等待K2抬起

start=0;

time_1=0;

}

if（key_3==0）//按键3按下

{

while（key_3==0）;//等待K3抬起

sudu_flag++;

if（sudu_flag>=4）

sudu_flag=4;

}

if（key_4==0）//按键4按下

{

while（key_4==0）;//等待K4抬起

sudu_flag--;

if（sudu_flag<=0）

sudu_flag=0;

}

if（key_5==0）//按键5按下

{

while（key_5==0）;//等待K5抬起

high_flag++;

if（high_flag>=4）

high_flag=4;

}

if（key_6==0）//按键6按下

{

while（key_6==0）;//等待K6抬起

high_flag--;

if（high_flag<=0）

high_flag=0;

}

if（key_7==0）//按键2按下

{

while（key_7==0）;//等待K2抬起

start=0;

time_1=0;

}

if（key_8==0）//按键2按下

{

while（key_8==0）;//等待K2抬起

time_1+=60;

}

//显示开始

if（start==1）

{

LcdWriteCom（0x80）;//显示坐标

LcdWriteData（'S'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'T'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'A'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'R'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'T'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（''）;//在lcd1602进行显示

}

else

{

LcdWriteCom（0x80）;//显示坐标

LcdWriteData（'S'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'T'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'O'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'P'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（''）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（''）;//在lcd1602进行显示

}

//显示速度

switch（sudu_flag）

{

case0:

LcdWriteCom（0x87）;//显示坐标

LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'/'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'s'）;//在lcd1602进行显示

break;

case1:

LcdWriteCom（0x87）;//显示坐标

LcdWriteData（'1'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'/'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'s'）;//在lcd1602进行显示

break;

case2:

LcdWriteCom（0x87）;//显示坐标

LcdWriteData（'2'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'/'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'s'）;//在lcd1602进行显示

break;

case3:

LcdWriteCom（0x87）;//显示坐标

LcdWriteData（'3'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'/'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'s'）;//在lcd1602进行显示

break;

case4:

LcdWriteCom（0x87）;//显示坐标

LcdWriteData（'4'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'/'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'s'）;//在lcd1602进行显示

break;

}

//高度显示

switch（high_flag）

{

case0:

LcdWriteCom（0x8c）;//显示坐标

LcdWriteData（'1'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'c'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示

break;

case1:

LcdWriteCom（0x8c）;//显示坐标

LcdWriteData（'2'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'c'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示

break;

case2:

LcdWriteCom（0x8c）;//显示坐标

LcdWriteData（'3'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'c'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示

break;

case3:

LcdWriteCom（0x8c）;//显示坐标

LcdWriteData（'4'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'c'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示

break;

case4:

LcdWriteCom（0x8c）;//显示坐标

LcdWriteData（'5'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'0'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'c'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'m'）;//在lcd1602进行显示

break;

}

LcdWriteCom（0xc0）;//显示坐标

LcdWriteData（'T'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'I'）;//在lcd1602进行显示

LcdWriteData（'M'）;

LcdWriteData（'E'）;

LcdWriteData（':

'）;

LcdWriteData（''）;

LcdWriteData（'0'+（time_1/60）/10）;//分钟十位

LcdWriteData（'0'+（time_1/60）%10）;//分钟个位

LcdWriteData（':

'）;

LcdWriteData（'0'+（time_1%60）/10）;//秒十位

LcdWriteData（'0'+（time_1%60）%10）;//秒个位

LcdWriteData（''）;

delay10ms（10）;

}

}

//中断函数

voiddelay1s（void）interrupt1

{

TH0=（65536-50000）/256;//10ms产生一次中断用于数码管动态扫描

TL0=（65536-50000）%256;//10ms产生一次中断用于数码管动态扫描

count_1++;

if（（time_1>0）&&（start==1））

{

if（count_1>=20）//1s时间

{

count_1=0;

time_1--;//时间倒计时

if（time_1==0）

{

start=0;//倒计时结束，时间停止

}

}

}

}

#include"lcd.h"

/*******************************************************************************

*函数名:

Lcd1602_Delay1ms

*函数功能:

延时函数，延时1ms

*输入:

c

*输出:

无

*说名:

该函数是在12MHZ晶振下，12分频单片机的延时。

*******************************************************************************/

voidLcd1602_Delay1ms（uintc）//误差0us

{

uchara,b;

for（;c>0;c--）

{

for（b=199;b>0;b--）

{

for（a=1;a>0;a--）;

}

}

}

/*******************************************************************************

*函数名:

LcdWriteCom

*函数功能:

向LCD写入一个字节的命令

*输入:

com

*输出:

无

*******************************************************************************/

#ifndefLCD1602_4PINS//当没有定义这个LCD1602_4PINS时

voidLcdWriteCom（ucharcom）//写入命令

{

LCD1602_E=0;//使能

LCD1602_RS=0;//选择发送命令

LCD1602_RW=0;//选择写入

LCD1602_DATAPINS=com;//放入命令

Lcd1602_Delay1ms

（1）;//等待数据稳定

LCD1602_E=1;//写入时序

Lcd1602_Delay1ms（5）;//保持时间

LCD1602_E=0;

}

#else

voidLcdWriteCom（ucharcom）//写入命令

{

LCD1602_E=0;//使能清零

LCD1602_RS=0;//选择写入命令

LCD1602_RW=0;//选择写入

LCD1602_DATAPINS=com;//由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改

Lcd1602_Delay1ms

（1）;

LCD1602_E=1;//写入时序

Lcd1602_Delay1ms（5）;

LCD1602_E=0;

//Lcd1602_Delay1ms

（1）;

LCD1602_DATAPINS=com<<4;//发送低四位

Lcd1602_Delay1ms

（1）;

LCD1602_E=1;//写入时序

Lcd1602_Delay1ms（5）;

LCD1602_E=0;

}

#endif

/*******************************************************************************

*函数名:

LcdWriteData

*函数功能:

向LCD写入一个字节的数据

*输入:

dat

*输出:

无

*******************************************************************************/

#ifndefLCD1602_4PINS

voidLcdWriteData（uchardat）//写入数据

{

LCD1602_E=0;//使能清零

LCD1602_RS=1;//选择输入数据

LCD1602_RW=0;//选择写入

LCD1602_DATAPINS=dat;