單片機(jī)秒表課程設(shè)計(jì)

1、一、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用AT89C51設(shè)計(jì)一個(gè)2位LED數(shù)碼顯示“秒表”，顯示時(shí)間為0099秒，每秒自動(dòng)加一。另設(shè)計(jì)一個(gè)“開始”按鍵和一個(gè)“復(fù)位”按鍵。再增加一個(gè)“暫?！卑存I和一個(gè)“快加”按鍵（每10ms快速加一）。按鍵說(shuō)明：按“開始”按鍵，開始計(jì)數(shù)，數(shù)碼管顯示從00開始每秒自動(dòng)加一；按“復(fù)位”按鍵，系統(tǒng)清零，數(shù)碼管顯示00；按“暫?！卑存I，系統(tǒng)暫停計(jì)數(shù)，數(shù)碼管顯示當(dāng)時(shí)的計(jì)數(shù)；按“快加”按鍵，系統(tǒng)每10ms快速加一，即數(shù)碼顯示管在原先的計(jì)數(shù)上快速加一。2、實(shí)驗(yàn)要求了解8051芯片的的工作原理和工作方式 ，使用該芯片對(duì)LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示控制，實(shí)現(xiàn)用單片機(jī)的端口控制數(shù)碼管，顯示分、秒，

2、并能用按鈕實(shí)現(xiàn)秒表起動(dòng)、停止、清零功能，精確到0.1秒。要求選用定時(shí)器的工作方式，畫出使用單片機(jī)控制LED數(shù)碼管顯示的電路圖，并在實(shí)驗(yàn)箱實(shí)現(xiàn)其硬件電路，并編程完成軟件部分，最后調(diào)試秒表起動(dòng)、停止、清零功能。二、 課題研究目的和意義及介紹1、目的意義1) 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)加深對(duì)單片機(jī)課程的全面認(rèn)識(shí)復(fù)習(xí)和掌握，對(duì)單片機(jī)課程的應(yīng)用進(jìn)一步的了解。2) 掌握定時(shí)器、外部中斷的設(shè)置和編程原理。3) 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)能夠?qū)纹瑱C(jī)軟硬件結(jié)合起來(lái)，對(duì)程序進(jìn)行編輯，校驗(yàn)。4) 該實(shí)驗(yàn)通過(guò)單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)原理，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的計(jì)時(shí)器系統(tǒng)，擁有正確的計(jì)時(shí)、暫停、清零、快加功能，并同時(shí)可以用數(shù)碼管顯示，在現(xiàn)實(shí)

3、生活中應(yīng)用廣泛，具有現(xiàn)實(shí)意義2、單片機(jī)的簡(jiǎn)單介紹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(chǔ)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(chǔ)技術(shù)制造，并且與80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。主要性能： u 與MCS-51 微控制器產(chǎn)品系列兼容。 u 片內(nèi)有4KB可在線重復(fù)編程的快閃擦寫存儲(chǔ)器 u 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)保存時(shí)間為10年 u 寬工作電壓范圍：Vcc可為2.7V到6V u 全靜態(tài)工作：可從0Hz至16MHz u 程序存儲(chǔ)器具有3級(jí)加密保護(hù) u 128*

4、8位內(nèi)部RAM u 32條可編程I/O線 u 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 u 中斷結(jié)構(gòu)具有5個(gè)中斷源和2個(gè)優(yōu)先級(jí) u 可編程全雙工串行通道 u 空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲(chǔ)內(nèi)容3、實(shí)驗(yàn)儀器集成電路芯片8032，七段數(shù)碼管，AT89C51實(shí)驗(yàn)箱，按鍵，DVCC系列單片機(jī)微機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的軟件（WAVE 6000）三、 設(shè)計(jì)思路及描述該實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行計(jì)時(shí)并在數(shù)碼管上顯示時(shí)間，則可利用DVCC系列單片機(jī)微機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的芯片8032（芯片的功能類似于芯片AT89C51，其管腳功能也和AT89C51的管腳功能類似）中的P3.2管腳做為外部中斷0的入口地址，并實(shí)現(xiàn)“開始”按鍵的功能；將P3.3做

5、為外部中斷1的入口地址，并實(shí)現(xiàn)“清零”按鍵的功能；將P3.0做為數(shù)據(jù)信號(hào)DATA輸入的入口地址；將P3.1做為時(shí)鐘信號(hào)CLK輸入的入口地址。定時(shí)器T0作為每秒加一的定時(shí)器；定時(shí)器T1作為“快加”鍵的定時(shí)器。其中“開始”按鍵當(dāng)開關(guān)由1撥向0（由上向下?lián)埽r(shí)開始計(jì)時(shí)；“清零”按鍵當(dāng)開關(guān)由1撥向0（由上向下?lián)埽r(shí)數(shù)碼管清零，此時(shí)若再撥“開始”按鍵則又可重新開始計(jì)時(shí)。方框圖如下圖：圖3 數(shù)字秒表設(shè)計(jì)導(dǎo)向圖四、 硬件設(shè)計(jì)1、接口電路利用12M晶振的一個(gè)機(jī)器周期為1微秒,通過(guò)循環(huán)產(chǎn)生1秒時(shí)間延遲，掃描單片機(jī)中所存放的時(shí)間的值（可正記時(shí)，也可倒計(jì)時(shí)），并通過(guò)輸出顯示在數(shù)碼管上。如圖：圖4。1 秒表系統(tǒng)連線圖

6、P0.0P0.7對(duì)應(yīng)了兩個(gè)接數(shù)碼管的A,B,C,D,E,F,G和小數(shù)點(diǎn)位，P2.6接顯示個(gè)位數(shù)的數(shù)碼管的3、8引角，P2.7則接十位數(shù)的。P3.6、P3.7分別接按鍵。2、硬件連線圖圖4.2 數(shù)字秒表程序硬件電路連線圖五、 軟件設(shè)計(jì)1、數(shù)字秒表工作流程圖圖5 數(shù)字秒表工作整體流程圖2、用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字秒表工作源程序OUTBIT EQU 08002H ；位控制口OUTSEG EQU 08004H ；段控制口LSEC EQU 31H ；SEC EQU 32H ；MIN EQU 33H ；FLAG BIT 20H.0 ；位定義KEY1 BIT P3.6 ；KEY2 BIT P3.7 ；ORG 0

7、000H ；LJMP START ；初始程序入口地址ORG 000BH ；LJMP TIMER0 ；加一子程序入口地址ORG 0060HSTART: LCALL INITIAL ；調(diào)用啟動(dòng)LCM子程序進(jìn)行初始化LOOP: LCALL DISPLAY ；退出時(shí)鐘調(diào)整時(shí)鍵釋放等待 JNB KEY1,WAIT ；判斷KEY1.等待 JNB KEY2,RESET ； LJMP LOOP ；CONTROL: CLR TR0 ；關(guān)定時(shí)器 LCALL DISPLAY ； JNB KEY1,CONTROL ； CPL FLAG ； JB FLAG,BEGIN ； SETB TR0 ；重置定時(shí)器 LJMP LO

8、OP ；WAIT: LCALL DISPLAY ； JNB KEY1,CONTROL ； LJMP LOOP ；BEGIN: CLR TR0 ； LJMP LOOP ；RESET: JNB TR0,CLE ； LCALL LOOP ；CLE: LCALL CLEAR ； LJMP LOOP ；INITIAL: LCALL CLEAR ； SETB FLAG ； MOV DPTR,#TAB ；MOV TMOD,#01H ；定時(shí)器0，方式一MOV TL0,#0F0H ；MOV TH0,#0D8H ；SETB EA ；開中斷SETB ET0 ；開T0中斷RET ； TIMER0:CLR TR0 ；

9、MOV TL0,#0F0H ； MOV TH0,#0D8H ； 重新賦值 SETB TR0 ； INC LSEC ； MOV A,LSEC ； CJNE A,#100,EXIT ； MOV SEC,#00H ； INC SEC ； MOV A,SEC ； CJNE A,#60,EXIT ； MOV SEC,#00H ； INC MIN ； MOV A,MIN ； CJNE A,#60,EXIT ； MOV MIN,#00H ；EXIT: SETB TR0 ； RETI ；CLEAR: MOV A,#00H ； MOV LSEC,A ； MOV SEC,A ； MOV MIN,A ； RET ；

10、DISPLAY: MOV R3,#01H ； MOV R0,#31H ； MOV R4,#3 ；選擇3組工作寄存器DISPLAY1: MOV A,R0 ；MOV B,#0AH ；DIV AB ； MOV R5,A ；MOV A,B ；MOV DPTR,#TAB ；MOVC A,A+DPTR ；查字形碼表MOV DPTR,#OUTSEG ；設(shè)置顯示起始位置MOVX DPTR,A ；設(shè)定顯示位置MOV DPTR,#OUTBIT ；MOV A,R3 ；MOVX DPTR,A ；顯示數(shù)據(jù)LCALL DELAY100US ；MOV A,#00H ；MOVX DPTR,A ；MOV A,R3 ；RL A

11、；MOV R3,A ；MOV A,R5 ；MOV DPTR,#TAB ；MOVC A,A+DPTR ；MOV DPTR,#OUTSEG ；MOVX DPTR,A ；MOV DPTR,#OUTBIT ；MOV A,R3 ；MOVX DPTR,A ；LCALL DELAY100US ；MOV A,#00H ；MOVX DPTR,A ；MOV A,R3 ；RL A ；MOV R3,A ；INC R0 ；DJNZ R4,DISPLAY1 ；RET ；DELAY100US:MOV R7,#50 ；循環(huán)50次DJNZ R7,$ ；r7- 1不為0，執(zhí)行本指令RET ；/查表指令TAB: DB 3FH, 0

12、6H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH DB 7DH, 07H, 7FH, 6FH六、 實(shí)驗(yàn)心得及體會(huì)1. 認(rèn)真審題，看懂題目的要求！選擇適當(dāng)?shù)恼n題，不益太簡(jiǎn)單或者太難。做到既能把課題完成又能鍛煉自己的能力。2. 根據(jù)課題要求，復(fù)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，查詢相關(guān)的資料。3. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，找到適合的方案，找到需要的元器件及工具，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。4. 根據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求和自己所要增加的功能寫好程序流程圖，在程序流程圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)芯片的功能寫出相應(yīng)的程序。然后再進(jìn)行程序調(diào)試和相應(yīng)的修改，以達(dá)到能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的功能的目的。5. 還要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況，添加些額外程序來(lái)使系統(tǒng)更加的穩(wěn)定，如開關(guān)的消震蕩（采用延

13、遲）。6. 程序要盡量做到由各個(gè)子程序組成，在有些程序后面最好加注釋，這樣在程序出錯(cuò)的檢查過(guò)程中可以更容易查找的到，也更簡(jiǎn)潔，更明白易懂。7. 該實(shí)驗(yàn)的程序可以參考DVCC系列單片機(jī)微機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的串并轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，也可自己根據(jù)自己熟悉的方法來(lái)編程。8. 在設(shè)計(jì)控制開關(guān)時(shí)，注意2個(gè)中斷的打開和關(guān)閉的先后順序，否則就會(huì)出錯(cuò)。七、 總結(jié)本文主要從硬件方面說(shuō)明設(shè)計(jì)的總體思路和設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，預(yù)期的設(shè)計(jì)目的是：能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)鐘的基本功能，正常顯示時(shí)分秒.在設(shè)計(jì)過(guò)程中，曾經(jīng)遇到很多的障礙，設(shè)計(jì)圖經(jīng)過(guò)許多次的修改最后才定下來(lái)，但在調(diào)試的過(guò)程中又出現(xiàn)了問(wèn)題，需要修改原理圖；比如硬件的布局，要作到使連接

14、的線路最短，并不沒(méi)有想象中的那么容易；再焊接過(guò)程中稍不注意就會(huì)出現(xiàn)管腳的錯(cuò)位，有些在硬件測(cè)試過(guò)程中才檢查出來(lái)。在設(shè)計(jì)中有好多問(wèn)題都是因?yàn)槔碚撝R(shí)不扎實(shí)，在有些管腳的置零置一上,概念的模糊,這使作者明白要把所學(xué)到的理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐需要一段努力學(xué)習(xí)的過(guò)程；在做一個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要注意理論和實(shí)踐同步進(jìn)行，光有理論知識(shí)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要用時(shí)間去檢驗(yàn)理論，用理論指導(dǎo)實(shí)踐。最近幾年，科學(xué)發(fā)展很快，滲透在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域。通過(guò)畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)我們有了更深的認(rèn)識(shí),只有在設(shè)計(jì)制作的過(guò)程中不斷的學(xué)習(xí)才能有更新的進(jìn)步.不論在什么地方,什么崗位我門都要以學(xué)為主.學(xué)以學(xué)以置用.才能把我們的工作做的更好.八、 參考文獻(xiàn)1 吳金戎，沈慶陽(yáng)，郭庭吉. 8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M. 北京：清華大學(xué)出版社，2002 2 樓然苗，李光飛. 51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例M. 北京：航空航天大學(xué)出版社，2003 4 李鴻. 單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 湖南：湖南大學(xué)出版社，20045 何立民. 單片機(jī)高級(jí)教程M 第1版北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20016 徐惠民、安德寧 單片微型計(jì)算機(jī)原理接口與應(yīng)用M 第1