單片機(jī)課程設(shè)計(jì)-99S秒表

1、目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)42設(shè)計(jì)題目43. 功能分析44. 總體設(shè)計(jì)44.1硬件設(shè)計(jì)4.1.189C51單片機(jī) 44.1.2晶體振蕩電路54.1.3按鍵電路64.1.4顯示電路64.2引腳控制65. 電路原理圖86. 程序設(shè)計(jì)97. 程序仿真118. 實(shí)物制作118.1所需元件118.2所需工具118.3焊接118.4燒錄程序并運(yùn)行129.心得體會(huì) 1210.參考文獻(xiàn)12 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書1、設(shè)計(jì)任務(wù)以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)0-99S秒表，按鍵時(shí)具有計(jì)時(shí)功能。2、設(shè)計(jì)題目 定時(shí)器控制8段2位數(shù)碼LED顯示秒表3、功能分析采用2個(gè)LED數(shù)碼管顯示時(shí)間，計(jì)時(shí)范圍設(shè)置為099.秒，即精確到1秒，

2、用按鍵控制秒表的“開始”、“暫?！?。按開關(guān)按鍵，開始計(jì)時(shí)；再按開關(guān)按鍵，系統(tǒng)暫停計(jì)時(shí)；4、總體設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)的原理，通過采用Proteus仿真軟件來模擬實(shí)現(xiàn)。模擬AT89C51單片機(jī)、LED數(shù)碼管以及控件來控制秒表的計(jì)數(shù)以及計(jì)時(shí)的開啟、暫停、繼續(xù)。其中有兩個(gè)數(shù)碼管來顯示數(shù)據(jù)，兩個(gè)數(shù)碼管顯示秒（兩位）。4.1硬件設(shè)計(jì) 4.1.189C51單片機(jī)MCS-51系列單片機(jī)是8位單片機(jī)產(chǎn)品，89C51是其中的典型代表，基本模塊包括以下幾個(gè)部分：（1） CPU：89C51的CPU是8位的，另外89C51內(nèi)部有1個(gè)位處理器（2） R0M:4KB的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，存放開發(fā)調(diào)試完

3、成的應(yīng)用程序（3） RAM:256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，容量小，但作用大（4） I/O口：P0-P3，共4個(gè)口32條雙向且可位尋址的I/O口線（5） 中斷系統(tǒng)：共5個(gè)中斷源，3個(gè)內(nèi)部中斷，2個(gè)外部中斷（6） 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2個(gè)16位的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（7） 通用串行口：全雙工通用異步接收器/發(fā)送器（8） 振蕩器：89C51的外接晶振與內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器為CPU提供時(shí)鐘信號(hào)（9） 總線控制：89C51對(duì)外提供若干控制總線，便于系統(tǒng)擴(kuò)展 89C51的引腳如下圖:89C51單片機(jī)引腳圖 4.1.2晶體振蕩電路89C51單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路是一個(gè)高增益反相放大器，引線XTAL1和XTAL2分別為反相振

4、蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入和來自反相振蕩器的輸出，該反相放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。這里選用51單片機(jī)12MHZ的內(nèi)部振蕩方式，電路如下：C2、C3起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用晶振電路4.1.3按鍵電路電路圖如下：按鍵電路4.1.4顯示電路采用2個(gè)LED數(shù)碼管，LED是八段顯示器，內(nèi)部有7個(gè)條形發(fā)光二極管和1個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管，根據(jù)各管的亮暗組成字符。在用數(shù)碼管顯示時(shí)，有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種選擇，這里采用LED動(dòng)態(tài)顯示，用P0、P1、 P2口驅(qū)動(dòng)顯示，由于P0口沒有上拉電阻，因此P0口需要外接上拉電阻才能輸出高電平，這里使用7個(gè)220歐的電阻作為上拉電阻。電路圖如下：顯示電路4.2引腳

5、控制 VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2

6、口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為

7、高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管腳備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問

8、外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這

9、兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。5、電路原理圖用Proteus軟件畫出主電路圖如下：6、程序設(shè)計(jì)程序清單如下：SECONDEQU30HTCOUNTEQU31HKCOUNTEQU32HKEYBITP3.7ORG00HSJMPSTARTO

10、RG0BHLJMPINT_T0START:MOVDPTR,#TABLEMOVP0,#3FHMOVP2,#3FH ;開始,數(shù)碼管顯示00MOVSECOND,#00HMOVTCOUNT,#00HMOVKCOUNT,#00HMOVTMOD,#01H ;定時(shí)器0工作在方式1MOVTL0,#(65536-50000)/256MOVTH0,LOW(65536-50000)K1:JBKEY,$ ;等待按鍵LCALLDELAYJBKEY,$MOVA,KCOUNTCJNEA,#00H,K2 ;判斷按鍵次數(shù)SETBTR0 ;第1次按鍵,啟動(dòng)定時(shí)器MOVIE,#82HJNBKEY,$INCKCOUNT ;按鍵抬起,

11、按鍵次數(shù)值加1LJMPK1K2:CJNEA,#01H,K3CLRTR0 ;第2次按鍵,關(guān)閉定時(shí)器MOVIE,#00HJNBKEY,$INCKCOUNT ;按鍵抬起,按鍵次數(shù)值加1LJMPK1K3:CJNEA,#02H,K1 ;第3次按鍵,返回初始狀態(tài)JNBKEY,$LJMPSTARTINT_T0:MOV TH0,#(65536-50000)/256MOV TL0,LOW(65536-50000)INCTCOUNTMOVA,TCOUNTCJNEA,#2,I2 ;是否計(jì)夠0.1秒MOVTCOUNT,#00HINCSECONDMOVA,SECONDCJNEA,#100,I1 ;是否計(jì)夠10秒MOVS

12、ECOND,#00HI1:MOVA,SECONDMOVB,#10DIVABMOVCA,A+DPTR ;顯示時(shí)間MOVP0,AMOVA,BMOVCA,A+DPTRMOVP2,AI2:RETITABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66HDB6DH,7DH,07H,7FH,6FHDELAY:MOVR6,#20D1:MOVR7,#250DJNZR7,$DJNZR6,D1RETEND7、程序仿真 將以上程序清單導(dǎo)入先前做好的Proteus仿真電路，匯編之后，按鍵開始進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果如下：8、實(shí)物制作 8.1所需元件89C52單片機(jī)1（型號(hào)STC 89C52RC）IC座18段共陰一位數(shù)碼管

13、2（型號(hào)TBC5011H）10K電阻30pF電容210uF電容1（耐壓50V）5220歐排阻212MHz晶振器1 開關(guān)1 焊接板1，導(dǎo)線若干 8.2 所需工具 電烙鐵，焊錫絲，程序燒錄器，各元器件等。8.3 焊接 按照仿真電路圖，將元件焊接在焊接板上，并用導(dǎo)線將它們聯(lián)接起來,。8.4 燒錄程序并運(yùn)行 用編程器將編譯好的99s Clock.hex文件燒錄進(jìn)單片機(jī)，再將單片機(jī)插入焊接于電路板上的IC座中，接通電源，開始運(yùn)行秒表。結(jié)果顯示，秒表運(yùn)行正常。按照我們的預(yù)期實(shí)現(xiàn)了計(jì)時(shí)、暫停的功能。至此，秒表設(shè)計(jì)和制作工作就全部完成了。9、心得體會(huì)此次課程設(shè)計(jì)鞏固了我的基礎(chǔ)知識(shí)，提高了我的應(yīng)用水平，鍛煉了我

14、的動(dòng)手能力，使我受益匪淺。然而，在吸取經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，我也吃了不少教訓(xùn)。在編程、仿真、焊接方面都走了不少彎路。但是，學(xué)則要有所收獲，經(jīng)過此次的鍛煉，我在很多方面都已經(jīng)有所提高，知識(shí)也掌握得更加扎實(shí)了。 在今在些次課程設(shè)計(jì)中，非常感謝謝老師的精心指導(dǎo)，由于他的悉心指導(dǎo)和關(guān)心，一直激勵(lì)著我去努力做好本次課程設(shè)計(jì)，老師精湛的專業(yè)知識(shí)、耐心的工作態(tài)度和真誠的待人風(fēng)格給我留下了非常深刻的印象，對(duì)我以后的工作和生活將產(chǎn)生很大的影響。通過些次課程設(shè)計(jì)，我們獲得了豐富的理論知識(shí)，極大的提高了實(shí)踐能力，這將對(duì)我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)有極大的幫助。在此，真摯的向我的導(dǎo)師說聲謝謝。在以后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中，我將繼續(xù)努力鉆研，提高自己，爭取在學(xué)術(shù)和記憶上獲得更大的進(jìn)步。10、參考文獻(xiàn)1.單