基于STM32的簡易電子秒表仿真設(shè)計(仿真+程序+設(shè)計報告+講解）

基于STM32的簡易電子秒表仿真設(shè)計(仿真+程序+設(shè)計報告+講解）

仿真圖proteus 8.9

程序編譯器：keil 5

編程語言：C語言

設(shè)計編號：C0078

視頻演示

1.主要功能

結(jié)合實際情況，基于STM32F103單片機設(shè)計一個電子秒表。該設(shè)計應(yīng)滿足的功能要求為：

1、以STM32為最小系統(tǒng)電路進行連接，用四位數(shù)碼管顯示計時時間。

2、三個按鍵作為開始、清零、暫停來控制秒表的計時。

3、計時精確度為0.1S，最大可以顯示999.9s

主要硬件設(shè)備：STM32F103單片機、四位數(shù)碼管。

以下為本設(shè)計資料展示：

2.仿真

整體設(shè)計方案

該系統(tǒng)為電子秒表設(shè)計系統(tǒng)，其主要的硬件設(shè)計：以stm32為最小系統(tǒng)電路進行連接，用數(shù)碼管顯示秒表計時時間。

測試如下所示：

開始仿真后顯示000.0，等待開始按鍵按下后開始計時，0.1秒增加一次計時。

按下暫停按鍵后暫停計時，顯示當前計時的時間。如下圖所示：

3. 程序

主函數(shù)：

#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"

//定義數(shù)碼管的引腳
#define   SEG_A   PC(12)
#define   SEG_B   PC(11)
#define   SEG_C   PC(10)
#define   SEG_D   PC(9)
#define   SEG_E   PC(8)
#define   SEG_F   PC(7)
#define   SEG_G   PC(6)
#define   SEG_DP   PC(5)

#define   SEG1   PC(4)
#define   SEG2   PC(3)
#define   SEG3   PC(2)
#define   SEG4   PC(1)
//定義數(shù)按鍵的引腳
#define   K1   PBIN(15)
#define   K2   PBIN(14)
#define   K3   PBIN(13)
//共陽數(shù)碼管段碼表0-F
const char  CAseg_table[16]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};
//共陰數(shù)碼管段碼表0-F
const char  CCseg_table[16]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

u8 Time_count=0;//計時時間

//初始化引腳
void GPIO_Config(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;    
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); 
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_All);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;    
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); 
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_All);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_13;    
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); 

}

//把數(shù)值輸出到具體的單片機引腳
void Drv_SEG(u8 num)
{
	SEG_A=GETVALBIT(num,0);
	SEG_B=GETVALBIT(num,1);
	SEG_C=GETVALBIT(num,2);
	SEG_D=GETVALBIT(num,3);
	SEG_E=GETVALBIT(num,4);
	SEG_F=GETVALBIT(num,5);
	SEG_G=GETVALBIT(num,6);
	SEG_DP=GETVALBIT(num,7);
}
//驅(qū)動數(shù)碼管的函數(shù)
//mode =0表示共陽，mode=1表示共陰，可以通過這個修改
//m是要顯示的數(shù)字，比如1.0就是m=10,放大10倍
void Show_num(u16 m)
{
	u8 num=0,n=0;
	static u8 temp_flag=0;
	//數(shù)碼管消隱
	SEG1=0;SEG2=0;SEG3=0;SEG4=0;
	switch(temp_flag)
	{
		case 0://左側(cè)第1位數(shù)碼管		
			n=m/1000;//取數(shù)據(jù)
			num=CAseg_table[n];//查詢數(shù)碼管的斷碼表
			Drv_SEG(num);
			SEG1=1;//打開數(shù)碼管顯示
			temp_flag++;
		break;
		case 1://左側(cè)第2位數(shù)碼管
			
			n=m%1000/100;//取數(shù)據(jù)
			num=CAseg_table[n];//查詢數(shù)碼管的斷碼表
			Drv_SEG(num);
			SEG2=1;//打開數(shù)碼管顯示
			temp_flag++;
		break;
		case 2://左側(cè)第3位數(shù)碼管
			
			n=m%100/10;//取數(shù)據(jù)
			num=CAseg_table[n]&0x7f;//查詢數(shù)碼管的斷碼表
			Drv_SEG(num);
			SEG3=1;//打開數(shù)碼管顯示
			temp_flag++;
		break;
		case 3://左側(cè)第4位數(shù)碼管
			
		n=m%10;//取數(shù)據(jù)
		num=CAseg_table[n];//查詢數(shù)碼管的斷碼表
		Drv_SEG(num);
		SEG4=1;//打開數(shù)碼管顯示
		temp_flag=0;
		break;
	}
	
	Delay_ms(10);//延時
}

//獲取獨立按鍵數(shù)據(jù)
u8 Get_key_num()
{
	u8 temp_key=0;
	static u8 flag=0;
	if((flag==0)&&((K1==0)||(K2==0)||(K3==0)))
	{
		flag=1;//按鍵只獲取一次按鍵數(shù)值
		SysTick_Delay_Ms(10);//消除抖動
		//如果有對應(yīng)的按鍵按下就返回對應(yīng)按鍵數(shù)值
		if(K1==0)
		{temp_key=1;}
		else if(K2==0)
		{temp_key=2;}
		else if(K3==0)
		{temp_key=3;}

	}
	else if((K1==1)&&(K2==1)&&(K3==1))
	{
		flag=0;//所有按鍵都彈起就清除標志
	}
	return temp_key;
}

//定時器初始化
void  TimInit(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
  
  TIM_DeInit(TIM2);
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999; // 10mS
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (80-1); // 10uS，這里配合仿真是8M，所以是80，如果是72M那么就是720，仿真沒有備倍頻
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
 
  TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
  TIM_PrescalerConfig(TIM2, 80-1, TIM_PSCReloadMode_Immediate); // 10uS，這里配合仿真是8M，所以是80，如果是72M那么就是720，仿真沒有備倍頻
  TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);  
  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);         
  TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

}

//定時器服務(wù)函數(shù)
void  TIM2_IRQHandler(void)   
{
  if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
  { 
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); 
    if(++Time_count>250)Time_count=250;//時間計時
  } 
}


int main(void)
{
  u8 key_num=0;//按鍵數(shù)值
	u16 dis_num=0;
	u8 mode=0;
	GPIO_Config();		//初始化引腳
	TimInit();		//初始化定時器
	while(1)
	{
		key_num=Get_key_num();//讀取按鍵
		switch(key_num)
		{
			case 1://開始按鍵
				TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
				mode=1;//開始
			break;
			case 2://暫停按鍵
				TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
				mode=2;//暫停
			break;
			case 3://清除按鍵
				TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
				Time_count=0;
				dis_num=0;
			  mode=0;//清除顯示
			break;
		}
		if(mode==1)//開始
		{
			if(Time_count>=10)//每0.1s增加1
			{
				Time_count=0;
				if(++dis_num>9999)dis_num=9999;//最大999.9s
			}
		}
		Show_num(dis_num);//刷新數(shù)碼管顯示
		
	}
}

4. 設(shè)計報告

報告部分內(nèi)容

二、主控制器選擇

2.1 stm32f103芯片的概述

STM32單片機有很多個系列，其中包括基本型、USB基本型、增強型以及互聯(lián)型幾大系列，這寫系列的STM32單片機都是具有性能高、功耗低、成本低等特點。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 2.2所示：

? 圖 2.2 STM32內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

本課題采用的是STM32F103C8T6單片機芯片，這是是一款A(yù)RM M3內(nèi)核的增強型微控制器，這款內(nèi)核的工作頻率是能夠達到72MHz的，它擁有著128K字節(jié)的閃存和極其豐富的外設(shè)，如GPIO口，串口，定時器，中斷，數(shù)模轉(zhuǎn)換，實時時鐘，看門狗，SPI，IIC，CAN總線等部分組成。STM32F103系列單片機的性能在同一個類別的產(chǎn)品中是最高的，它能夠在-40°C -85°C溫度下正常地進行工作，工作的電壓范圍為2V-3.6V，具有低功耗的節(jié)能工作模式，閃存存儲器的容量為64K字節(jié)。

5.資料清單&下載鏈接

百度網(wǎng)盤分享下載鏈接：
https://docs.qq.com/doc/DS21hQUpNd3JabkZt