最小系統(tǒng)秒表計—智能儀器課程設計報告

1、 智能儀器課程設計報告專業(yè)班級： 測控063 學生學號： 學生姓名： 設計時間： 2009年10月 自動化與電氣工程學院設計課題題目： 最小系統(tǒng)秒表計 一、設計任務與要求 1. 在220伏交流電壓下，通過變壓器，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路，從而得到+-5伏直流電源；2. 數(shù)字毫秒計，實現(xiàn)計時功能，有可清零可暫停等功能 ；3. 分辨率：1ms；4. 用proteus仿真并分析二、硬件原理及單元電路分析 (1)stc12c5404ad資料 stc12c5410ad 系列及stc12c2052ad 系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/ 機器周期(1t)的單片機，是高速/ 低功耗/ 超強抗干擾的新一代

2、8051 單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12 倍，內(nèi)部集成max810 專用復位電路。4 路pwm,8 路高速10 位a/d 轉(zhuǎn)換,針對電機控制，強干擾場合。stc12c2052ad 系列只有2 路pwm,8 路高速8 位a/d 轉(zhuǎn)換。 1. isp（在系統(tǒng)可編程）/iap（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器可通過串口（p3.0/p3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片2. eeprom 功能3. 看門狗10.內(nèi)部集成max84.專用復位電路（外部晶體12m 以下時，可省外部復位電路）5.時鐘源：外部高精度晶體/ 時鐘，內(nèi)部r/c 振蕩器用戶在下載用戶程序時

3、，可選擇是使用內(nèi)部r/c 振蕩器還是外部晶體/ 時鐘常溫下內(nèi)部r/c 振蕩器頻率為：5.2mhz 6.8mhz精度要求不高時，可選擇使用內(nèi)部時鐘，但因為有制造誤差和溫漂，應認為是4mhz 8mhz6.共6 個16 位定時器/ 計數(shù)器，兩個專用16 位定時器t0 和t1再加上pca 模塊可再實現(xiàn)4 個16 位定時器，stc12c2052ad 系列只有兩路pca7. 外部中斷2 路,下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,power down 模式可由外部中斷喚醒8. pwm(4 路）/pca（可編程計數(shù)器陣列,4 路）,5410 系列是4 路，2052 系列只有兩路- 也可用來當4 路d/a 使用- 也可用

4、來再實現(xiàn)4 個定時器- 也可用來再實現(xiàn)4 個外部中斷(上升沿中斷/ 下降沿中斷均可分別或同時支持)9. a/d 轉(zhuǎn)換, 10 位精度adc，共8 路。stc12c2052ad 系列只有8 位精度 10. 通用全雙工異步串行口(uart)，由于stc12 系列是高速的8051，也可再用定時器軟件實現(xiàn)多串口（2）74ls138資料 74ls138 為3 線8 線譯碼器，共有 54/74s138和 54/74ls138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其工作原理如下：當一個選通端（g1）為高電平，另兩個選通端（/(g2a)和/(g2b)）為低電平時，可將地址端（a、b、c）的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯

5、出。利用 g1、/(g2a)和/(g2b)可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器。若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74ls138還可作數(shù)據(jù)分配器。（3）74ls164資料 8 位移位寄存器（串行輸入，并行輸出）簡要說明 164 為 8 位移位寄存器,其主要電特性的典型值如下： 型號 fm pn54/74164 36mhz 185mw54/74ls164 36 mhz 80mw 當清除端（clear）為低電平時，輸出端（qaqh）均為低電平。串行數(shù)據(jù)輸入端（a，b）可控制數(shù)據(jù)。當 a、b 任意一個為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端（clock）脈沖上升

6、沿作用下 q0 為低電平。當 a、b有一個為高電平，則另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 clock 上升沿作用下決定q0 的狀態(tài)。（4） max232資料 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個電源，提供給rs-232串口電平的需要。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。 其中13腳（r1in）、12腳（r1out）、11腳（t1in）、14腳（t1out）為第一數(shù)據(jù)通道。 8腳（r2in）、9腳（r2out）、10腳（t2in）、7腳（t2out）為第二數(shù)據(jù)通道。

7、 ttl/cmos數(shù)據(jù)從t1in、t2in輸入轉(zhuǎn)換成rs-232數(shù)據(jù)從t1out、t2out送到電腦dp9插頭；dp9插頭的rs-232數(shù)據(jù)從r1in、r2in輸入轉(zhuǎn)換成ttl/cmos數(shù)據(jù)后從r1out、r2out輸出。第三部分是供電。15腳dng、16腳vcc（+5v）。 (5)串行數(shù)據(jù)輸出 mov scon, #00000000b; 定義串行工作方式,并清除發(fā)送中斷標志 mov subf, a; 輸出串行數(shù)據(jù)loop: jnb ti, loop; 等待一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束 clk p1.1 dat p3.4 mov a，#3fh lcall sbuffsbuff: mov r3,#08hsb

8、uff1: rlc a mov dat,c clr clk nop setb clk djnz r3,sbuff1 ret (6) stc單片機在線編程線路3、 軟件原理及框圖闡述dat equ p1.1clk equ p3.4set1bitp1.4a_setbitp1.3m_setbitp1.2ccc equ p1.5bbb equ p1.6aaa equ p1.7secondequ30hminuteequ31hhourequ32htcnthequ33htcntl equ 34horg00hljmpstartorg 000bh ljmp int_t0 org 0040hstart: mov

9、sp,#0e0h mov ie,#00h movdptr,#tablemovhour,#0;初始化movminute,#0movsecond,#0 movtmod,#02h mov tcnth,#50 mov tcntl,#100 clr p3.7movth0,#38h;定時50毫秒movtl0,#38hmovie,#82hsetbtr0 setb ccc setb bbb setb aaa ljmp m0;*;判斷是否有控制鍵按下,是哪一個鍵按下m00: lcall delay jb set1,m2 ljmp s0m0: lcall display jnb set1,m01 jnb a_se

10、t,kk1 jnb m_set,kk4 ljmp m0m01: lcall delay jb set1,m0 ljmp s1m1: lcall display jnb set1,m02 jnb a_set,kk2 jnb m_set,kk5 ljmp m1m02: lcall delay jb set1,m1 ljmp s2m2: lcall display jnb set1,m00 jnb a_set,kk3 jnb m_set,kk6 ljmp m2kk1: ljmp k1kk2: ljmp k2kk3: ljmp k3kk4: ljmp k4kk5: ljmp k5kk6: ljmp k

11、6 k1: lcall delay jb a_set,m0 incsecond;秒值加1mova,secondcjnea,#60,jj0;判斷是否加到60秒movsecond,#0 inc minute mov a,minute cjne a,#60,jj0 mov minute,#0inc hour mov a,hour cjne a,#24,jj0 mov hour,#0 ljmp jj0jj0: ljmp j0 k4: lcall delay jb m_set,retunem0 dec second ;秒值減1 mov a,second cjnea,#255,xx0movsecond,#

12、59 dec minute mov a,minute cjne a,#255,xx0 mov minute,#59dec hour mov a,hour cjne a,#255,xx0 mov hour,#23 ljmp xx0xx0: ljmp x0retunem0: ljmp m0 k2: lcall delay jb a_set,retune1 incminute;分鐘值加1mova,minutecjnea,#60,jj1;判斷是否加到60分movminute,#0inc hour mov a,hour cjne a,#24,jj1 mov hour,#0 ljmp m1jj1: ljm

13、p j1 k5: lcall delay jb m_set,retune1 decminute ;分減1mova,minutecjnea,#255,xx1movminute,#59dec hour mov a,hour cjne a,#255,xx1 mov hour,#23 ljmp xx1xx1: ljmp x1 k3: lcall delay jb a_set,retune2 inchour;小時值加1mova,hourcjnea,#24,jj2;判斷是否加到24小時movhour,#0 ljmp jj2jj2: ljmp j2 k6: lcall delay jb m_set,retu

14、ne2 dechourmova,hourcjnea,#255,x2movhour,#23 ljmp x2;*retune0: ljmp m0retune1: ljmp m1retune2: ljmp m2s0: jbset1,retune0 lcall display ljmp s0s1: jbset1,retune1 lcall display ljmp s1s2: jbset1,retune2 lcall display ljmp s2x0: jbm_set,retune0 lcall display ljmp x0x1: jbm_set,retune1 lcall display ljm

15、p x1x2: jbm_set,retune2 lcall display ljmp x2j0:jba_set,retune0lcalldisplayljmpj0j1:jba_set,retune1lcalldisplayljmpj1j2:jba_set,retune2lcalldisplayljmpj2;*;定時器中斷服務程序,對秒,分鐘和小時的計數(shù)int_t0: push psw push acc z1: djnz tcntl,retune mov tcntl,#100 djnz tcnth,z1 inc second mov tcntl,#100 mov tcnth,#50mova,se

16、condcjnea,#60,retuneincminutemovsecond,#0mova,minutecjnea,#60,retuneinchourmovminute,#0mova,hourcjnea,#24,retunemovhour,#0retune: pop acc pop psw reti;*;顯示控制子程序display: mova,second;顯示秒movb,#10divabclrbbb clr aaa;mov a,ledbuf movc a,a+dptr lcall sbuff lcall delaymova,bsetbaaa;mov a,ledbuf movc a,a+dp

17、tr lcall sbuff lcall delay setb bbbmova,minute;顯示minutemovb,#10divabclrccc clr aaa;mov a,ledbuf movc a,a+dptr lcall sbuff lcall delaymova,bsetbaaa;mov a,ledbuf movc a,a+dptr lcall sbuff lcall delaysetbcccmova,hour;顯示hourmovb,#10divabclrccc clr bbb clr aaa;mov a,ledbuf movc a,a+dptr lcall sbuff lcall

18、 delaymova,bsetbaaa movc a,a+dptr lcall sbuff lcall delaysetbccc setb bbbrettable: db 3fh,06h,5bh,4fh,66hdb6dh,7dh,07h,7fh,6fhsbuff: mov r3,#8sbuff1:rrc a mov dat,c clr clk nop setb clk djnz r3,sbuff1 retdelay:movr6,#10d1:movr7,#250djnzr7,$djnzr6,d1retend四、總原理圖及元器件清單1總原理圖2元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注r1金屬膜電阻10k1r2金屬膜電阻2.2k1r3,r4,r5,r6金屬膜電阻1k4r7金屬膜電阻3k1c1,c2電容3333pf2c3電容10uf1c4,c5,c6,c7電容1040.1uf4s1,s2,s3wjw按鈕按鈕3l3a,l3bled3晶體管2u1stc12c5404ad單片機1u274ls138多路開關1u374ls164串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出1u4max232數(shù)據(jù)傳輸芯片1ls1speaker蜂鳴器1t1s8050三極管1l1xtal12mhz晶振1j1con2二腳塑料插座1j