單片機(jī)秒表實驗報告

1、江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院信息工程系單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計報告設(shè)計題目： 基于51單片機(jī)的秒表設(shè)計 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 電信121 學(xué) 號： 08060312109 參與人員： 賀佳、周代元、周昶旭、張浥中 指導(dǎo)老師： 王蘇敏 完成日期： 2015年1月20日 指導(dǎo)老師評語：得分： 指導(dǎo)教師簽名： 單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計說明書××××××××目錄1 設(shè)計任務(wù)和性能指標(biāo)11.1 課題內(nèi)容 11.2 課題要求12 設(shè)計方案22.1 需求分析22.2 方案論證23系統(tǒng)軟件設(shè)計54.1 系統(tǒng)軟件流程圖54.

2、2 實驗程序清單54 系統(tǒng)硬件設(shè)計75.1 調(diào)試步驟75.2 性能分析75系統(tǒng)硬件設(shè)計8參考文獻(xiàn)91 設(shè)計任務(wù)和性能指標(biāo)1 課題內(nèi)容要求及目的 1.1課題內(nèi)容 用AT89C51設(shè)計一個秒表，該秒表課可顯示0.099.9秒的時間，進(jìn)行相應(yīng)的單片機(jī)硬件電路的設(shè)計并進(jìn)行軟件編程利用單片機(jī)定時器/計數(shù)器中斷設(shè)計秒表，從而實現(xiàn)秒、十分之一秒的計時。綜合運(yùn)用所學(xué)的單片機(jī)原理與應(yīng)用理論知識，通過實踐加強(qiáng)對所學(xué)知識的理解，具備設(shè)計單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。通過本次系統(tǒng)設(shè)計加深對單片機(jī)掌握定時器、外部中斷的設(shè)置和編程原理的全面認(rèn)識復(fù)習(xí)和掌握。 本系統(tǒng)利用單片機(jī)的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，通過采用proteus

3、仿真軟件來模擬實現(xiàn)。模擬利用AT89C51單片機(jī)、LED數(shù)碼管以及控件來控制秒表的計數(shù)以及計位！其中有三位數(shù)碼管用來顯示數(shù)據(jù)，顯示秒（兩位）和十分之一秒，十分之一秒的數(shù)碼管計數(shù)從09，滿十進(jìn)一后顯示秒的數(shù)碼管的數(shù)字加一，并且十分之一秒顯示清零重新從零計數(shù)。計秒數(shù)碼管采用三位的數(shù)碼管，當(dāng)計數(shù)超過范圍是所有數(shù)碼管全部清零重新計數(shù)。 1.2課題要求 本課題是基于單片機(jī)的秒表系統(tǒng)設(shè)計，它的具體要求有以下幾點： （1）用單片機(jī)AT89C51實現(xiàn)； （2）以0.1秒為最小單位進(jìn)行顯示； （3）秒表量程為0.0-99.9秒，用 LED顯示； （4）有清零、開始、停止功能。1.3課題目的 通過課程設(shè)計，進(jìn)一步

4、熟悉和掌握AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握以單片機(jī)核心的電路設(shè)計的基本方法和技術(shù)，了解表關(guān)電路參數(shù)的計算方法。通過完成一個包括電路設(shè)計和程序開發(fā)的完整過程，進(jìn)一步了解開發(fā)一單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的全過程，通過此綜合訓(xùn)練,為以后畢業(yè)設(shè)計打下一定的基礎(chǔ)。（1）利用單片機(jī)定時器計數(shù)器中斷設(shè)計秒表，從而實現(xiàn)秒、十分之一秒的計時。（2）綜合運(yùn)用所學(xué)的單片機(jī)原理與應(yīng)用理論知識，通過實踐加強(qiáng)對所學(xué)知識的理解，具備設(shè)計單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力，加深對單片機(jī)課程的全面認(rèn)識。（3）通過本次課程設(shè)計能夠?qū)Τ绦蜻M(jìn)行編輯，校驗。（4）通過本次系統(tǒng)設(shè)計加深對單片機(jī)掌握定時器、外部中斷的設(shè)置和編程原理的全面認(rèn)識復(fù)習(xí)和掌握，對

5、單片機(jī)實際的應(yīng)用作進(jìn)一步的了解。 （5）通過本次系統(tǒng)設(shè)計，增強(qiáng)自己的動手能力。認(rèn)識單片機(jī)在日常生活中的應(yīng)用的廣泛性，實用性。（6）該實驗通過單片機(jī)的軟件延時設(shè)計，設(shè)計簡單的計時器系統(tǒng)，能正確的計時。 2.1 需求分析近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和時代的發(fā)展，人們對秒表的功能和精度提出了越來越高的要求，各種秒表的設(shè)計也越來越重要。秒表計時器是在一種計時器上實現(xiàn)兩種功能的一種器件。它廣泛應(yīng)用于各種場所，同時它的小巧，價格廉價，精確度高，使用方便，功能齊全，便于集成化。而受廣大消費(fèi)者的喜愛。2.2 方案論證現(xiàn)今的計時器通常只能通過啟/停按鍵實現(xiàn)斷點計時的功能，即通過啟/停按鍵來記錄一段時間。

6、這種計時器查看的時間只能為計時結(jié)束時刻。實際的應(yīng)用中往往需要在不影響正常計時的基礎(chǔ)上，能查看記錄過程中的某些點的時間。   本課設(shè)即針對此問題，設(shè)計了一種能通過按鍵方式查看記錄過程中任一時刻值的計時器。這種計時器在查看中間值時不會影響整個記錄過程，并且能把相應(yīng)數(shù)據(jù)送入存儲模塊及顯示模塊，以便查看。 本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作控制器，LED數(shù)碼管,實現(xiàn)顯示時、分、秒，以24小時計時方式。為了實現(xiàn)LED顯示器的數(shù)字顯示，可以采用靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法。由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，考慮時鐘顯示只有六位，且系統(tǒng)沒有其他復(fù)雜的處理任務(wù)，

7、所以采用動態(tài)掃描法實現(xiàn)LED的顯示。單片機(jī)采用AT89C51系列，有足夠的空余硬件資源實現(xiàn)其它的擴(kuò)充功能。3系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1軟件程序流程圖根據(jù)課題內(nèi)容，可作出主流程序樹狀圖如圖3.1所示：開 始有進(jìn)位嗎？初始化有暫停指令嗎？Y有清零指令嗎？0.1秒位加一NNNY有進(jìn)位嗎？NY秒位加一十秒位加一Y有進(jìn)位嗎？NY聲音提示 圖3.13.2 實驗程序清單：HAOMIAO EQU 34HMIAO EQU 35HSHIMIAO EQU 36HORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART: CLR C SETB P1.6 SETB P1.5 SETB P1.4 MOV HAOMIAO

8、,#0 MOV MIAO,#0 MOV SHIMIAO,#0 MOV DPTR,#TABLE MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR CLR P1.6 MOV P2,A MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR CLR P1.4 MOV P2,A MOV DPTR,#TABLE1 MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR CLR P1.5 MOV P2,A LCALL KAISHI LCALL MAIN SHIWEI : SETB P1.5 MOV DPTR,#TABLE ;十秒位顯示 MOV MIAO,#0 ;使秒位從零位重新循環(huán) INC SHIMIAO MOV A

9、,SHIMIAO CLR C SUBB A,#6 JZ START AJMP MAIN RET TINGZHI: MOV A,#00H ;判斷是否有清零指 MOV A,P3 ANL A,#04H JZ START MOV A,#00H ;判斷是否有停止指令 MOV A,P3 CLR C ANL A,#02H LCALL YANSHI JZ MAIN LJMP TINGZHI START1 : LJMP START SHIWEI1: LJMP SHIWEI MAIN : SETB P1.5 SETB P1.4 SETB P1.6 MOV A,#00H ; 判斷是否有清零指令 MOV A,P3 A

10、NL A,#04H JZ START1 MOV A,#00H ; 判斷是否有停止指令 MOV A,P3 CLR C ANL A,#02H JZ TINGZHI MOV DPTR,#TABLE ; 0.1位秒顯示 I NC HAOMIAO ;加一，可查下一位數(shù)據(jù) MOV A, HAOMIAO ; 判斷是否進(jìn)位 CLR C SUBB A,#10 JZ MIAOZHEN LCALL YANSHI ;延時0.1秒 AJMP MAIN RET ;繼續(xù)計時MIAOZHEN: SETB P1.4 MOV DPTR,#TABLE1 ;秒位顯示 MOV HAOMIAO,#0 ;使0.1秒從零重新循環(huán) INC M

11、IAO ;加一，可查下一位數(shù)據(jù) MOV A,MIAO ;判斷是否進(jìn)位 CLR C SUBB A,#10 JZ SHIWEI1 LCALL SND AJMP MAIN ;返回0.1秒計YANSHI: MOV R6,#30 DL2: MOV A,#00H ;判斷是否有清零指令 MOV A,P3 ANL A,#04H JZ START1 MOV DPTR,#TABLE MOV A,SHIMIAO MOVC A,A+DPTR CLR P1.6 MOV P2,A ACALL YIHAOMIAO SETB P1.6 MOV A,HAOMIAO MOVC A,A+DPTR CLR P1.4 MOV P2,A

12、 ACALL YIHAOMIAO SETB P1.4 MOV DPTR,#TABLE1 MOV A,MIAO MOVC A,A+DPTR CLR P1.5 MOV P2,A ACALL YIHAOMIAO SETB P1.5 DJNZ R6,DL2 RET YIHAOMIAO: MOV R7,#250 CV:NOP NOP DJNZ R7,CV RET KAISHI: MOV A,#0 MOV A,P3 ANL A,#01H JNZ KAISHI RETSND: SETB P1.0 MOV R1,#1EHDL: MOV R0,#0F9HDL1: DJNZ R0,DL1 DJNZ R1,DL C

13、LR P1.0 RET TABLE:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH, 6FH;0,1,2,3,4,5,6,7,8,9TABLE1:DB0BFH,086H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH, 087H,0FFH,0EFH END 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計AT89C51單片機(jī)簡介 AT89C51是一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有4KB快閃可編程/擦除只讀存儲 器（FPEROM-Flash Programmable and Eraseable Read Only Memory）的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存儲技術(shù)制造，并且與89C51引腳

14、和指令系統(tǒng)完全兼容。引腳分別如圖2.1所示。 圖2.1 圖2.1所示的單片機(jī)是引腳雙列直插封裝方式，電源引腳40腳與接地腳20。 P0口作輸入口使用時，應(yīng)先向口鎖存器寫入1。P1口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O端口。P1的輸出緩存可驅(qū)動4個TTL輸入。P2口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3口也是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口， P3端口還用于一些復(fù)用功能。5系統(tǒng)硬件設(shè)計5.1 調(diào)試步驟(1) 分析各單元電路圖，并分析其各部分的功能； (2) 用仿真軟件仿真電路的功能，并檢查是否有錯，無誤后進(jìn)行下步工作；  (

15、3) 查找有關(guān)文獻(xiàn)了解各元件的功能及引腳和有關(guān)的資料；5.2設(shè)計實驗電路圖設(shè)計的實驗原理圖如下所示： 實驗設(shè)計總結(jié)為期兩周的課程設(shè)計，主要是以上機(jī)操作為主，在實驗室查資料，編程序，畫圖。 設(shè)計語言主要是采用c語言和匯編語言的自上而下的設(shè)計方法。Proteus中，自上向下的設(shè)計，就是在整個設(shè)計流程中各設(shè)計環(huán)節(jié)逐步精益求精的過程，應(yīng)用Proteus運(yùn)行自上而下的設(shè)計，就是使用Proteus模型在所有綜合級別上對硬件進(jìn)行說明和仿真測試。頂層文件采用了原理圖的方法設(shè)計，使各模塊之間的層次關(guān)系清晰。 在秒表計時器實際設(shè)計過程中，所有的模塊都是通過不同進(jìn)制的計數(shù)器來

16、實現(xiàn)其主要功能的，各模塊之間是通過進(jìn)位信號連接在一起的。一開始由于沒有一定的合理的思路，走了不少彎路。在查閱了相關(guān)資料之后，解決了相關(guān)的問題，使我的程序更加優(yōu)化。 通過這次課程設(shè)計，我進(jìn)一步熟悉了Proteus軟件的使用和操作方法。對c語言和匯編語言的自上向下的設(shè)計方法有了進(jìn)一步的認(rèn)識，在底層文件具備的條件下，使原理圖可以使設(shè)置更加簡單，使程序清晰，增加可讀性。當(dāng)然這次課程設(shè)計也存在著不足之處，計時不夠足夠的精確等。單片機(jī)課程設(shè)計，是對單片機(jī)知識的驗證，可以幫助我們理解鞏固所學(xué)知識，激發(fā)我們對單片機(jī)課程的興趣，更鍛煉了我們獨立思考、開拓創(chuàng)新的能力。通過這次課程設(shè)計我也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實踐的過程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。這也激發(fā)了我今后努力學(xué)習(xí)的興趣，我想這將對我以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的影響。 其次，這次課程設(shè)計讓我充分認(rèn)識到合作