單片機的秒表設(shè)計

1、IT音口總結(jié)幸艮告實訓(xùn)題目：單片機的秒哀設(shè)計班 級：機電一體化ZB42903學(xué) 號： 2009672963姓 名：指導(dǎo)老師：帥華摘要本設(shè)計是一個利用單片機控制的多功能秒表系統(tǒng)，它是基于51系列的單片 機進(jìn)行的系統(tǒng)設(shè)計。它采用 AT89C5俾片機為中心器件，利用其定時器/計數(shù)器 定時和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、電源電路、LED數(shù)碼管以及鍵盤電路來設(shè)計計時器。將軟、硬件有機地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)四位LED顯示，最大顯示時間為9分59.9秒，每毫秒自動加1, 一個開始暫停按鍵、一個復(fù)位按鍵。 其突出的優(yōu)點：體積小、場外作業(yè)、功耗最低、宜用電池作為電源、硬件結(jié)構(gòu)緊 湊、簡單和軟件設(shè)計靈活.當(dāng)今時

2、代，是一個新技術(shù)層出不窮的時代。在電子領(lǐng)域，尤其是自動化智能 控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)正以前所未見的速度 被單片機智能控制系統(tǒng)所取代。單片機具有體積小、功能強、成本低、應(yīng)用面廣 等優(yōu)點，可以說，智能控制與自動控制的核心就是單片機。單片機的出現(xiàn)是現(xiàn)代科技發(fā)展的一個重要的里程碑。由于單片機的集成度高、功能強，通用性好，特 別是它具有體積下、重量輕、能耗低、價格便宜等優(yōu)點，使單片機迅速得到推廣 應(yīng)用，目前已成為測量控制應(yīng)用系統(tǒng)中的優(yōu)選機種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部件。目錄1概述 41.1 設(shè)計任務(wù) 41.2 設(shè)計要求 42系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計52.1 系統(tǒng)總體方案 52.2

3、硬件電路設(shè)計 63軟件設(shè)計 103.1 軟件設(shè)計概述 103.2 程序流程圖 103.3 子程序模塊設(shè)計 124 Proteus 軟件真 134.1 軟件功能簡介 134.2 Proteus 運行流程 145課程設(shè)計會 16參考文獻(xiàn) 16附1:源程序代碼17附2:系統(tǒng)原理圖201概述1.1 設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個單片機控制的秒表系統(tǒng)。利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、LED數(shù)碼管以及按鍵來設(shè)計計時器。將軟、硬件有機 地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行計時，數(shù)碼管能夠正確地顯示時間。1.2 設(shè)計要求1）利用單片機部定時器設(shè)計一個秒表，顯示最大值為 9分59.9秒。2）使用4位七

4、段顯示器來顯示現(xiàn)在的時間。顯示格式為“分、秒、毫秒”。3）要求能實現(xiàn)秒表的啟動、停止和復(fù)位。2系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計2.1 系統(tǒng)總體方案本系統(tǒng)采用AT89C51單片機為中心器件，利用其定時器/計數(shù)器定時和記數(shù) 的原理，結(jié)合硬件電路如電源電路，晶振電路，復(fù)位電路，顯示電路，以及一些 按鍵電路等來設(shè)計計時器，將軟、硬件有機地結(jié)合起來。其中軟件系統(tǒng)采用匯編 語言編寫程序，包括顯示程序，計數(shù)程序，中斷，硬件系統(tǒng)利用PROTEUS大的功能來實現(xiàn)，簡單切易于觀察，在仿真中就可以觀察到實際的工作狀態(tài)。系統(tǒng)電路原理圖2.2 硬件電路設(shè)計本系統(tǒng)中，硬件電路主要有電源電路，晶振電路，復(fù)位電路，顯示電路，以 及一些

5、按鍵電路等，電路圖如下(1)單片機簡介本系統(tǒng)設(shè)計采用AT89C5111片機AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能 CMOS粒微處理器。該器件采用ATMEI®密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51旨令集和輸出管腳相兼容(由于在微機原理中學(xué)過C-51的具體 知識，這里不再詳細(xì)說明)。由于將多功能8位CPlffl閃爍存儲器組合在單個芯 片中，ATMEL勺AT89C51是一種高效的微控制器。(2)電源電路電源電路是系統(tǒng)最基本的部分，任何電路都離不開電源部分，由于三端集成 穩(wěn)壓器件所組成的穩(wěn)壓電源線路簡單，性能穩(wěn)定，工作可靠，調(diào)整方便，已逐漸

6、 取代分立元件，在生產(chǎn)中被廣泛采用，由于是小系統(tǒng)，我們采用7809電源提供+5V穩(wěn)壓電壓。(3)晶體振蕩電路振蕩頻率，快速起振的作用，C1和C2 口 時要使晶體振蕩器X1盡可能接近單片機。(4)復(fù)位電路MCS-51單片機部的振蕩電路 是一個高增益反相放大器，引線 XTAL1和XTAL2分別為反向振蕩放 大器的輸入及部時鐘工作電路的 輸入和來自反向振蕩器的輸出，該 反向放大器可以配置為片振蕩器。 我準(zhǔn)備選用51單片機12MHz勺部 振蕩方式，電容器 C1, C2起穩(wěn)定 20-100PF之間取，這里取30P,接線采用上電+按鍵復(fù)位電路，上電 后，由于電容充電，使 RST持續(xù)一 段高電平時間。當(dāng)單片

7、機已在運行 之中時，按下復(fù)位鍵也能使用使 RST 持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn) 上電加開關(guān)復(fù)位的操作。這不僅能 使單片機復(fù)位，而且還能使 單片機的外圍芯片也同時復(fù)位。當(dāng) 程序出現(xiàn)錯誤時，可以隨時使電路 復(fù)位。(5)顯示電路顯示電路既可以選用液晶顯示器,我們采用的是數(shù)碼管顯示電路。用4個共陽極LED顯示，LE皿七段式顯示器，部有7個條形發(fā) 光二極管和1個小圓點發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。在用數(shù)碼管顯示時，我們有靜態(tài)和動態(tài)兩種選擇，靜態(tài)顯示程序簡單，顯示 穩(wěn)定，但是占用端口比較多；動態(tài)顯示所使用的端口比較少，可以節(jié)省單片機的 I/O 口。在設(shè)計中，我們采用LE3態(tài)顯示，用P0 口驅(qū)

8、動顯示。由于P0 口的輸出級 是開漏電路，用它驅(qū)動時需要外接上拉電阻才能輸出高電平。電路圖如下所示:A.n n n n u u u u:I t:-: I:fiBCD-EFG DFFW FZJbMa PWWH USR F? -Wrtn口 口里眄埠 .口13EAK3PDSrADSPQ.TWPf:刷：； HRPMW .-(6)鍵盤電路在按鍵電路中，我們可以在I/O 口上直接接按鍵，或者通過I/O 口設(shè)計一個 鍵盤，然后通過鍵盤掃描程序判斷是否有鍵按下等。鍵盤掃描電路節(jié)省 I/O 口， 但編程有些復(fù)雜，在這里，由于我們所用的按鍵較少，且系統(tǒng)是一個小系統(tǒng)，有 足夠的I/O 口可以使用，為了使程序簡化，我

9、們采用按鍵電路，用部分 P1 口做 開關(guān)，P1.0啟動，P1.1清零，3軟件設(shè)計3.1 軟件設(shè)計概述在軟件設(shè)計中，一般采用模塊化的程序設(shè)計方法，它具有明顯的優(yōu)點。把一 個多功能的復(fù)雜的程序劃分為若干個簡單的、功能單一的程序模塊，有利于程序 的設(shè)計和調(diào)試，有利于程序的優(yōu)化和分工， 提高了程序的閱讀性和可靠性，使程 序的結(jié)構(gòu)層次一目了然。應(yīng)用系統(tǒng)的程序由包含多個模塊的主程序和各種子程序組成。各程序模塊都要完成一個明確的任務(wù)，實現(xiàn)某個具體的功能，如：加計數(shù)、暫停、清零，顯示 等，在具體需要時調(diào)用相應(yīng)的模塊即可。功能描述：用4位LED®®顯示"秒表"，顯示時間為

10、009分59.9秒，每秒自動加1; 一個"開始"鍵，一個"復(fù)位"鍵，一個"清零”鍵。3.2 程序流程圖定時中斷3.3 子程序模塊設(shè)計 增加按鍵控制功能。1、啟動/ 停止2、清零ML1:LCALLDISPKEY:JNBP1.0, CONTROL;JNBP1.1,CLEARLJMPML1CONTROL:LCALLDELAYJBP1.0, ML1LOOP1:LCALLDISPJNBP1.0,LOOP1CPLTR0LJMPML1CLEAR:LCALLDELAYLCALLDISPJBP1.1, ML1CLRTR0MOV20H,#0MOV21H,#0MOV

11、22H,#0MOV31H,#00H; BCDm_SECONDMOV32H,#00H; BCDSECONDMOV33H,#00HMOV34H,#00H; BCDMINUTEJNBp1.1,CLEARLJMPML14 Proteus 軟件仿真4.1 Proteus 運行流程Proteus ISIS 的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，如圖所示。包括： 標(biāo)題欄、 主菜單、 標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、 對象選擇按鈕、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形 編輯窗口。運行Proteus程序后，進(jìn)入軟件的主界面。通過左側(cè)工具欄中的P（從庫中選擇元件命令） 命令，

12、在Pick Devices 左側(cè)窗口中選擇所需元件的關(guān)鍵字，然后放置元件并調(diào)整方向和位置以及參數(shù)設(shè)置，最后進(jìn)行連線。運行圖如下：初始狀態(tài)JI NT*clkl電 H（匚,'盧W UNG rirf."*a e “訝MA P£-Wj«U H押rzo>w rs EFR0-v* S 工”看 1r*n *mi he+ F3OIFLI,二 IT Je=EraJTBTTHE P3WT第3*>雷善墓雷毒色中間狀態(tài)1繆爨器祥1二WS二器誓二建三，川二最終狀態(tài)5 課程設(shè)計體會課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識, 發(fā)現(xiàn) , 提出 , 分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的

13、重要環(huán)節(jié), 是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程. 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機已經(jīng)成為當(dāng)今計算機應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機的開發(fā)技術(shù)是十分重要的?；仡櫰鸫舜螁纹瑱C課程設(shè)計，仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在接近四星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我們懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，

14、從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說不懂一些元器件的使用方法，對單片機匯編語言掌握得不好通過這次課程設(shè)計之后， 一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。在做課程設(shè)計的日子里得到了老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，在此向他們致以誠摯的意。感提供相關(guān)技術(shù)幫助的老師和同學(xué)，你們的支持和鼓勵使我們對這次的設(shè)計完成有了信心和動力，在此深參考文獻(xiàn)1 皮大能編著，單片機課程設(shè)計指導(dǎo)書理工大學(xué)2 文方編著. 單片機原理及應(yīng)用. 理工

15、大學(xué)附 1 源程序代碼ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPTIMEORG0100HMAIN:MOVSP,#50HMOVTCON,#01H;定義中斷方式MOV20H,#00H;BINm_SECONDMOV21H,#00H;BINSECONDMOV22H,#00H;BINMINUTEMOV31H,#00H ; BCD m_SECONDMOV32H,#00H ;BCD SECONDMOV33H,#00H;MOV34H,#00H ;BCD MINUTEMOVTMOD,#01H;16 位計數(shù)器MOVTH0,#0D8H;10msMOVTL0,#0F0HMOVIE,#10000010BM

16、L1:LCALLDISPLJMPML1TIME:MOVTH0,#0D8HMOVTL0,#0F0HMOVA,20HINCACLRCCJNEA,#99,GO1 ; 轉(zhuǎn)換BCDMOV20H,#0MOV31H,#0MOVA,21HINCAMOVA,21HINC ACJNEA, #3CH, GO2MOV21H, #0HMOV32H, #0MOV33H, #0MOVA, 22HINCACJNEA, #0AH, GO3MOV22H,#00HMOV34H, #0AJMPRET0 ;退出中斷GO1:MOV20H, AMOVB,#0AHDIVABMOV31H,A ；僅顯示毫秒的百位AJMP RET0GO2:MOV21H, AMOVB, #0AHDIVABMOV33H, AMOV32H, BAJMPRET0GO3:MOV22H, AMOVB, #0AHDIVABMOV34H, B ；僅顯示分的個位AJMPRET0RET0:POP PSWPOP ACCRETIDISP:MOVR0, #31HMOVR3, #0FEHMOVA, R3P