基于51單片機(jī)秒表的程序設(shè)計(jì)

1、基于51單片機(jī)秒表的程序設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)目的：（1）利用單片機(jī)定時(shí)器中斷和定時(shí)器計(jì)數(shù)方式實(shí)現(xiàn)秒、分定時(shí)。（2）通過(guò)led顯示程序的調(diào)整，熟悉8155與8051，8155與led的接口技術(shù)，熟悉led動(dòng)態(tài)顯示的控制過(guò)程。（3）通過(guò)鍵盤(pán)程序的調(diào)整，熟悉8155與矩陣式鍵盤(pán)的接口技術(shù)，熟悉鍵盤(pán)掃描原理。（4）通過(guò)閱讀和調(diào)試簡(jiǎn)易秒表整體程序，學(xué)會(huì)如何編制含led動(dòng)態(tài)顯示、鍵盤(pán)掃描和定時(shí)器中斷等多種功能的綜合程序，初步體會(huì)大型程序的編制和調(diào)試技巧。2 設(shè)計(jì)步驟與要求 （1）要求：以8位led右邊2位顯示秒，左邊6位顯示0，實(shí)現(xiàn)秒表計(jì)時(shí)顯示。以44矩陣鍵盤(pán)的ke0、ke1、ke2等3鍵分別實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止、清零等

2、功能。（2）方法：用單片機(jī)定時(shí)器t0中斷方式，實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)；利用單片機(jī)定時(shí)器1方式3計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)60秒計(jì)數(shù)。用動(dòng)態(tài)顯示方式實(shí)現(xiàn)秒表計(jì)時(shí)顯示，用鍵盤(pán)掃描方式取得ke0、ke1、ke2的鍵值，用鍵盤(pán)處理程序?qū)崿F(xiàn)秒表的啟動(dòng)、停止、清零等功能。（3）軟件設(shè)計(jì)：軟件整體設(shè)計(jì)思路是以鍵盤(pán)掃描和鍵盤(pán)處理作為主程序，led動(dòng)態(tài)顯示作為子程序。二者間的聯(lián)系是：主程序查詢有無(wú)按鍵，無(wú)按鍵時(shí)，調(diào)用二次led動(dòng)態(tài)顯示子程序（約延時(shí)8ms）后再回到按鍵查詢狀態(tài)，不斷循環(huán)；有按鍵時(shí)，led動(dòng)態(tài)顯示子程序作為按鍵防抖延時(shí)被連續(xù)調(diào)用二次（約延時(shí)16ms），待按鍵處理程序執(zhí)行完后，再回到按鍵查詢狀態(tài)，同時(shí)兼顧了按鍵掃描取值的準(zhǔn)確

3、性和led動(dòng)態(tài)顯示的穩(wěn)定性。秒定時(shí)采用定時(shí)器t0中斷方式進(jìn)行，60秒計(jì)數(shù)由定時(shí)器1采用方式3完成，中斷及計(jì)數(shù)的開(kāi)啟與關(guān)閉受控于按鍵處理程序。由上述設(shè)計(jì)思路可設(shè)計(jì)出軟件流程圖如圖1.1所示。（5）程序編制：編程時(shí)置ke0鍵為“啟動(dòng)”，置ke1鍵為“停止”，置ke2鍵為“清零”，因按鍵較少，在處理按鍵值時(shí)未采用散轉(zhuǎn)指令“jmp”，而是采用條件轉(zhuǎn)移指令“cjne”，每條指令后緊跟著一條無(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令“ajmp”，轉(zhuǎn)至相應(yīng)的按鍵處理程序，如不是上述3個(gè)按鍵值則跳回按鍵查詢狀態(tài)。8位led顯示的數(shù)據(jù)由顯示緩沖區(qū)30h37h單元中的數(shù)據(jù)決定，順序是從左至右，動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，每位顯示持續(xù)時(shí)間為1ms，1ms延時(shí)

4、由軟件實(shí)現(xiàn)，8位顯示約耗時(shí)8ms。主程序、按鍵查詢子程序采用第0組工作寄存器，顯示子程序采用第1組工作寄存器。1秒定時(shí)采用定時(shí)器t0方式1中斷，每50ms中斷一次，用21h做50 ms計(jì)數(shù)單元，每20次為一個(gè)循環(huán)，計(jì)滿20次，60秒計(jì)數(shù)單元（20h）計(jì)數(shù)1次。60秒計(jì)數(shù)采用定時(shí)器t1方式2計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖采用軟件置位、復(fù)位p3.5口的方法實(shí)現(xiàn)，用20h單元做60秒計(jì)數(shù)單元，如定時(shí)器t1溢出，則20h單元被清零，20h單元的數(shù)據(jù)采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)，該數(shù)據(jù)被拆成個(gè)位和十位兩個(gè)數(shù)據(jù)后分別送至顯示緩沖區(qū)的30h、31h單元。按照上述思路可編制源程序如下： org 0000h ajmpmain org000b

5、h ajmpcont ；主程序 ；初始化程序main：movtmod，#61h ；置t0方式1定時(shí)，t1方式2計(jì)數(shù) movth0，#3ch；t0置初值 movtl0，#0b0h movth1，#0c4h；t1置初值 movtl1，#0c4h movdptr，#4400h ；8155控制口地址送dptr mova，#43h ；設(shè)置8155工作方式字 movxdptr，a；設(shè)置pa、pb口輸出，pc口輸入 mov20h，#00h；60秒計(jì)數(shù)單元置初值 mov21h，#14h ；50ms計(jì)數(shù)單元置初值 movsp，#3fh；堆棧指針置初值 movr2，#08h；led待顯示位數(shù)送r2 movr0，#

6、30h ；顯示緩沖區(qū)首址送r0 star：movr0，#00h；顯示緩沖區(qū)清零 incr0 djnzr2，star clra ；累加器清零 ；鍵盤(pán)查詢程序 key： acallks；調(diào)按鍵查詢子程序判是否有鍵按下 jnzk1 ；有鍵按下轉(zhuǎn)移 acalldisp；無(wú)鍵按下，調(diào)顯示子程序延時(shí) ajmpkey ；繼續(xù)查詢按鍵 ；鍵盤(pán)掃描程序 k1： acalldisp；鍵盤(pán)去抖延時(shí) acalldisp acallks ；再次判別是否有鍵按下 jnzk2 ；有鍵按下轉(zhuǎn)移 ajmpkey ；無(wú)按鍵，誤讀，繼續(xù)查詢按鍵 k2: movr3，#0feh；首列掃描字送r3 movr4，#00h；首列號(hào)送r4

7、k3： movdptr，#4401h；pa口地址送dptr，開(kāi)始列掃描 mova，r3 movxdptr，a；列掃描字送pa口 incdptr ；指向pc口 incdptr movxa，dptr；讀取行掃描值 jbacc.0，l1；第0行無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)查第1行 mova，#00h；第0行有鍵按下，行首鍵號(hào)送a ajmplk ；轉(zhuǎn)求鍵號(hào) l1： jbacc.1，l2；第1行無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)查第2行 mova，#08h；第1行有鍵按下，行首鍵號(hào)送a ajmplk ；轉(zhuǎn)求鍵號(hào) l2： jbacc.2，l3；第2行無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)查第3行 mova，#10h；第2行有鍵按下，行首鍵號(hào)送a ajmplk；轉(zhuǎn)求鍵號(hào)

8、 l3： jbacc.3，next；第3行無(wú)鍵按下，轉(zhuǎn)查下一列 mova，#18h ；第3行有鍵按下，行首鍵號(hào)送a ajmplk lk： adda，r4；形成鍵碼送a pushacc；鍵碼入棧保護(hù) k4： acalldisp acallks；等待鍵釋放 jnzk4 ；未釋放，等待 popacc ；鍵釋放，彈棧送a ajmppr；轉(zhuǎn)鍵盤(pán)處理程序 next：incr4 ；修改列號(hào) mova，r3 jnbacc.3，key；4列掃描完返回按鍵查詢狀態(tài) rla；未掃描完，改為下列掃描字 movr3，a；掃描字暫存r3 ajmpk3；轉(zhuǎn)列掃描程序 ；鍵盤(pán)處理程序 pr： cjnea，#00h，pr01；

9、不是ke0鍵碼，轉(zhuǎn)ke1鍵 ajmpke0；轉(zhuǎn)ke0鍵處理程序 pr01：cjnea，#01h，pr02；不是ke1鍵碼，轉(zhuǎn)ke2鍵 ajmpke1；轉(zhuǎn)ke1鍵處理程序 pr02：cjnea，#02h，pr03；不是ke2鍵碼，返回按鍵查詢 ajmpke2；轉(zhuǎn)ke2鍵處理程序 pr03：ajmpkey ke0： setbtr0；啟動(dòng)定時(shí)器t0 setbtr1；啟動(dòng)定時(shí)器t1 setbet0；允許定時(shí)器t0中斷 setbea；開(kāi)中斷 ajmpkey ；返回鍵盤(pán)查詢狀態(tài) ke1： clrea；關(guān)中斷 clret0；禁止定時(shí)器t0中斷 clrtr1；關(guān)定時(shí)器t1 clrtr0；關(guān)定時(shí)器t0 ajmp

10、key ke2： clrea ；關(guān)中斷 ajmpmain；返回主程序進(jìn)行初始化 ；按鍵查詢子程序 ks： movdptr，#4401h ；置8155pa口地址 mova，#00h movxdptr，a；全掃描字#00h送pa口 incdptr ；指向pc口 incdptr movxa，dptr；讀入pc口狀態(tài) cpla ；變正邏輯，高電平表示有鍵按下 anla，#0fh ；屏蔽高4位 ret ；返回，a0表示有鍵按下 ；led動(dòng)態(tài)顯示子程序 disp：pushacc；a入棧保護(hù) setbrs0；保護(hù)第0組工作寄存器,啟用第1組工作寄存器 movr2，#08h ；led待顯示位數(shù)送r2 movr

11、1，#00h；設(shè)定顯示時(shí)間 movr3，#7fh；選中最右端led movr0，#30h；顯示緩沖區(qū)首址送r0 mova，r0；秒顯示個(gè)位送a disp1：movdptr，#tab；指向字形表首址 movca，a+dptr；查表取得字形碼 movdptr，#4402h；指向8155pb口（段碼口） movxdptr，a；字形碼送pb口 mova，r3 ；取位選字 movdptr，#4401h；指向8155pa口（位選口） movxdptr，a；位碼送pa口 djnzr1，$；延時(shí)0.5ms djnzr1，$；延時(shí)0.5ms rra；位選字移位 movr3，a；移位后的位選字送r3 incr0

12、；指向下一位緩沖區(qū)地址 mova，r0；緩沖區(qū)數(shù)據(jù)送a djnzr2，disp1；未掃描完，繼續(xù)循環(huán) clrrs0 ；恢復(fù)第0組工作寄存器 popacc ；a彈棧，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) ret tab：db3fh，06h，5bh，4fh，66h；共陰極led字形表 db6dh，7dh，07h，7fh，6fh ；定時(shí)器中斷服務(wù)程序 cont：push acc ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) mov th0，#3ch ；定時(shí)器t1重置初值 mov tl0，#0b0h mov a，20h ；秒計(jì)數(shù)器送a ajmp cont1ren：ajmp ren1 cont1：djnz21h，ren；1秒定時(shí)未到，中斷返回 mov21h，#14

13、h；重置50ms計(jì)數(shù)初值 clrp3.5 ；軟件產(chǎn)生定時(shí)器t1計(jì)數(shù)脈沖 nop nop setbp3.5 inca ；1秒計(jì)數(shù)值加1 daa ；換算為10進(jìn)制計(jì)數(shù) jbctf1，cont2；60秒到，轉(zhuǎn)清零 cont3：mov20h，a；計(jì)數(shù)值送60秒計(jì)數(shù)單元20h anla，#0fh ；屏蔽高4位 mov30h，a；秒表個(gè)位待顯示數(shù)據(jù)送顯示緩沖區(qū) mova，20h swapa；60秒計(jì)數(shù)單元高、低4位數(shù)據(jù)互換 anla，#0fh ；屏蔽高4位 mov31h，a；秒表十位待顯示數(shù)據(jù)送顯示緩沖區(qū) ajmpren1 cont2：mova，#00h ajmpcont3 ren1：popacc；恢復(fù)現(xiàn)

14、場(chǎng) ret；中斷返回 end3 總結(jié)與分析 （1）實(shí)驗(yàn)采用七段碼led設(shè)計(jì)（數(shù)碼管），顯示直觀；采用定時(shí)器中斷，計(jì)時(shí)更準(zhǔn)確；功能齊全，可隨時(shí)啟動(dòng)、停止、清零，后者智能化程度更高。 （2）設(shè)計(jì)、調(diào)試大型程序時(shí)，需先根據(jù)要求劃分模塊，優(yōu)化結(jié)構(gòu)；再根據(jù)各模塊特點(diǎn)確定何為主程序，何為子程序，何為中斷服務(wù)程序，相互間如何調(diào)用；再根據(jù)各模塊性質(zhì)和功能將各模塊細(xì)化，設(shè)計(jì)出程序流程圖；最后才根據(jù)各模塊流程圖編制具體程序。調(diào)試時(shí)應(yīng)先調(diào)主程序，實(shí)現(xiàn)最基本最主要的功能，在此基礎(chǔ)上再將各模塊功能往主程序上堆砌，直至各模塊聯(lián)調(diào)、統(tǒng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)全部功能。本例子將整個(gè)程序劃分為鍵盤(pán)程序，動(dòng)態(tài)顯示程序，秒計(jì)時(shí)程序三大模塊，根據(jù)各自的特點(diǎn)確定鍵盤(pán)程序?yàn)橹鞒绦?，?dòng)態(tài)顯示程序?yàn)樽映绦?，秒?jì)時(shí)程序?yàn)槎〞r(shí)器中斷服務(wù)程序。主程序又細(xì)分為初始化程序，鍵盤(pán)查詢程序，鍵盤(pán)掃描程序，鍵盤(pán)處理程序四大部分。三大模塊之間的關(guān)系是：鍵盤(pán)程序在無(wú)鍵按下時(shí)，不斷調(diào)用動(dòng)態(tài)顯示子程序；在有鍵按下時(shí)，先調(diào)用動(dòng)態(tài)顯示子程序消抖，再進(jìn)入鍵盤(pán)處理程序，控制中斷服