倒計(jì)時(shí)簡(jiǎn)易秒表課程設(shè)計(jì)論文

摘要近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，微電子的發(fā)展可謂是日新月異，特別是單片機(jī)更是日益重要,單片機(jī)控制秒表是集于單片機(jī)技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)為一體的機(jī)電一體化高科技產(chǎn)品，具有功耗低，安全性高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)為中心器件，利用其定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路LED數(shù)碼管以及外部中斷電路來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)器。將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)位LED顯示，顯示時(shí)間為0-60秒，計(jì)時(shí)精度為1秒，能正確地進(jìn)行計(jì)時(shí)，同時(shí)能記錄一次時(shí)間。其中軟件系統(tǒng)采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序，包括顯示程序，定時(shí)中斷服務(wù)，外部中斷服務(wù)程序，延時(shí)程序等，簡(jiǎn)單切易于觀察，在仿真中就可以觀察到實(shí)際的工作狀態(tài)。當(dāng)按下一個(gè)開(kāi)始鍵時(shí)，開(kāi)始顯示數(shù)字，即計(jì)時(shí)開(kāi)始，再按下暫停鍵時(shí)，暫停計(jì)時(shí)并顯示剛才的結(jié)果，這個(gè)時(shí)候如果再按開(kāi)始鍵，則繼續(xù)計(jì)時(shí)，也就是顯示的數(shù)字包括剛才的數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞:單片機(jī)；AT89S51；LED數(shù)碼管顯示器；前言單片機(jī)是在一塊芯片上集成了微處理器，存儲(chǔ)器和各種輸入、輸出接口的集成芯片，主要應(yīng)用與測(cè)量及控制領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)的普及，單片機(jī)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展.秒表計(jì)時(shí)器是電器制造，工業(yè)自動(dòng)化控制、國(guó)防、實(shí)驗(yàn)室及科研單位理想的計(jì)時(shí)儀器,它廣泛應(yīng)用于各種繼電器、電磁開(kāi)關(guān)，控制器、延時(shí)器、定時(shí)器等的時(shí)間測(cè)試。本設(shè)計(jì)就是運(yùn)用AT89C51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)60秒，采用了軟件延時(shí)1秒的程序設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示的查表程序設(shè)計(jì)，硬件電路采用數(shù)碼管與單片機(jī)經(jīng)過(guò)限流電阻直接相連的設(shè)計(jì)思路。第一章設(shè)計(jì)目的1)熟悉整個(gè)項(xiàng)目的流程即單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程2)學(xué)會(huì)使用各種仿真軟件3)熟練的使用編寫(xiě)小的應(yīng)用程序4)掌握系統(tǒng)的調(diào)試與安裝5)提高學(xué)生的自學(xué)能力和動(dòng)手能力第二章設(shè)計(jì)要求

1)可以實(shí)現(xiàn)正常秒表的所有功能，包括啟動(dòng)，暫停，復(fù)位等

2)設(shè)計(jì)一個(gè)2位的LED數(shù)碼作為“秒表”。顯示時(shí)間為60-00秒，每0.1秒自動(dòng)加1

3)顯示方式自選

4)任選一款51單片機(jī)第三章總體設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)方案1)方案簡(jiǎn)介:數(shù)字電子秒表具有顯示直觀、讀取方便、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)時(shí)中廣泛使用。本設(shè)計(jì)用單片機(jī)組成數(shù)字電子秒表，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高為目標(biāo)。設(shè)計(jì)中包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。其硬件電路主要有主控制器，計(jì)時(shí)與顯示電路和回零、啟動(dòng)和停表電路等。主控制器采用單片機(jī)AT89C51，顯示電路采用共陰極LED數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)時(shí)間。本設(shè)計(jì)利用AT89C51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，使其能精確計(jì)時(shí)。利用中斷系統(tǒng)使其能實(shí)現(xiàn)開(kāi)始暫停的功能2)主要任務(wù)：軟件的調(diào)試和燒錄3.2硬件電路設(shè)計(jì)3.2.1單片機(jī)部分我們選擇了讓單片機(jī)的P2.0接上限流電阻接通數(shù)碼管來(lái)顯示十位數(shù)字，P2.1接上限流電阻接通數(shù)碼管來(lái)顯示個(gè)位數(shù)字；通過(guò)軟件編程來(lái)控制單片機(jī)的P2.0-P2.3來(lái)控制數(shù)碼管顯示的數(shù)字；最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是指給單片機(jī)供上+5V的電源電路、12M的晶振電路、上電復(fù)位電路等等。本設(shè)計(jì)中這些都得以體現(xiàn)并且經(jīng)過(guò)計(jì)算得知圖中的各種數(shù)據(jù)的，例如有單片機(jī)的復(fù)位必須要兩個(gè)機(jī)器周期才能實(shí)現(xiàn)復(fù)位的理解，可以大致的按公式RC>2t來(lái)計(jì)算電阻R、電容C，其中t為一個(gè)機(jī)器周期，在本設(shè)計(jì)中t=1us。主要由STC89C51,按鍵等構(gòu)成。如圖3.1單片機(jī)所示：圖3.1單片機(jī)3.2.2時(shí)鐘振蕩部分STC89C51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分別為反相振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入和來(lái)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：C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。如圖3.2時(shí)鐘振蕩電路所示圖3.2鐘振蕩電路3.2.3復(fù)位電路部分復(fù)位電路圖如圖所示，其中C3是兩個(gè)為1000微法的電解電容，R1是阻值為1K的電阻。如圖3.3復(fù)位電路所示：圖3.3復(fù)位電路3.2.4LCD顯示部分采用2個(gè)LED數(shù)碼管，LED是七段顯示器，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。如圖3.4LCD顯示部分所示：圖3.4LCD顯示部分3.3軟件程序設(shè)計(jì)開(kāi)始3.3.1程序流程圖開(kāi)始初始化賦值初始化賦值開(kāi)啟中斷啟動(dòng)定時(shí)器開(kāi)啟中斷啟動(dòng)定時(shí)器定時(shí)器中斷溢出定時(shí)器中斷溢出賦值數(shù)碼管計(jì)數(shù)顯示賦值數(shù)碼管計(jì)數(shù)顯示TR=0?開(kāi)始暫?；蛘邚?fù)位TR=0?開(kāi)始暫?；蛘邚?fù)位N計(jì)數(shù)器清零T1＝０？Y計(jì)數(shù)器清零T1＝０？NY中斷返回主函數(shù)中斷返回主函數(shù)結(jié)束結(jié)束第四章方案實(shí)施4.1單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)是把中央處理器(CPU)，存儲(chǔ)器和輸入輸出接口電路等主要微型機(jī)部件集成在一塊芯片上，因此稱為單片機(jī)，主要用于測(cè)控領(lǐng)域。自從1976年Intel公司推出第一代8位的MCS—48系列單片機(jī)，它以體積小、控制功能全、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)為單片機(jī)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨后單片機(jī)發(fā)生了深刻的變革，目前市面上最常用的51系列單片機(jī)也是8位的，因?yàn)槠淦贩N全、兼容性強(qiáng)、軟硬件資料豐富的特點(diǎn)，因此歷經(jīng)幾十年仍然是最常用的單片機(jī)系列。隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，16位單片機(jī)32位單片機(jī)相繼產(chǎn)生，其性能也有了長(zhǎng)足的提高，但是其基本組成仍然沒(méi)有改變。設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的STC89C51是Atmel公司生產(chǎn)的51系列單片機(jī)中的一個(gè)典型代表，圖4.1STC89C51引腳圖從圖中可以看到STC89C51有P0、P1、P2、P3四個(gè)輸出輸入口，其中P2.1口接開(kāi)關(guān)用來(lái)LCD數(shù)字顯示的起停,其中+5V的高電平有電源電路提供。4.2軟件調(diào)試及調(diào)試方法1)啟動(dòng)keiluVision，編寫(xiě)倒計(jì)時(shí)匯編語(yǔ)言程序，然后點(diǎn)擊Project菜單——〉Newproject，新建一個(gè)工程，接著選擇CPU類型，我們選擇最常用的STC89C51。2)在工程中加入文件。新建一個(gè)文件倒計(jì)時(shí).C保存，匯編語(yǔ)言文件建好后把文件加入到工程中。仿真圖形如圖4.2所示：圖4.2仿真圖形3)編譯工程及文件，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤更改后再重新編譯文件，直到?jīng)]有錯(cuò)誤并且產(chǎn)生了xxx.hex的文件。4)用單片機(jī)仿真軟件ISIS7.4Professional來(lái)仿真此次設(shè)計(jì)的單片機(jī)是否能夠完成設(shè)計(jì)的要求。仿真顯示電路圖如圖4.3所示：圖4.3仿真顯示電路圖第五章總結(jié)5.1設(shè)計(jì)理念本設(shè)計(jì)是以STC89C51為核心的倒計(jì)時(shí)秒表，對(duì)該系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的描述。本實(shí)例是一個(gè)單片機(jī)的最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)上除了最基本的單片機(jī)系統(tǒng)外，還有數(shù)碼管作為輸入輸出設(shè)備，這樣就構(gòu)成了單片機(jī)電子秒表的硬件。在軟件設(shè)計(jì)上，盡量充分利用單片機(jī)的各種資源，比如定時(shí)器、中斷等，這樣可以使軟件的編寫(xiě)更加合理。5.2心得體會(huì)在這些日子的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)中，我感覺(jué)有了很大的收獲：首先，通過(guò)實(shí)驗(yàn)及查閱相關(guān)資料使自己對(duì)課本上的知識(shí)有了更深的掌握，更好的理解，使自己的理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，同時(shí)實(shí)驗(yàn)也增強(qiáng)了我個(gè)人的動(dòng)手能力。對(duì)我們學(xué)生來(lái)說(shuō)，理論與實(shí)際同樣重要，這是我們以后在工作中說(shuō)明自己能力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。另外，針對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)查資料和請(qǐng)教老師，得到解決后，更增加了自己設(shè)計(jì)的信心。實(shí)際與理論同樣重要，這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我無(wú)論是以后的工作還是學(xué)習(xí)都有莫大的幫助。最后順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)，在這里我真誠(chéng)地感謝我的指導(dǎo)老師！第六章致謝本論文是在我的導(dǎo)師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，在此謹(jǐn)向老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)生活的各位同門(mén)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!謝謝你們第七章參考文獻(xiàn)[1]余發(fā)山編著．單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003年[2]馬忠梅等．單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)．北京航空航天大學(xué)出版社，1997:201-211[3]戴佳.單片機(jī)C51語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2006.7:168-169[4]劉軍，單片機(jī)原理與接口技術(shù)，華東理工大學(xué)出版社，2006[5]李鴻.單片機(jī)原理及應(yīng)用.湖南大學(xué)出版社.2004:8:72-73[6]張毅剛單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]北京：高等教育出版社2008年5月第八章附件8.1源程序： #include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitp20=P2^0;sbitp21=P2^1;sbitp30=P3^0;sbitp31=P3^1;sbitp32=P3^2;uchart;ucharct=60;uchardh=1,dl=0;uchartab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//共陽(yáng)極時(shí)的0～9voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}voidinit(void){TMOD=0x01;//選擇方式1TH0=0x3c;//12M晶振，定時(shí)時(shí)間50msTL0=0xb0;EA=1;//開(kāi)啟總中斷ET0=1;//開(kāi)啟定時(shí)器0溢出中斷TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器0}voiddisplay(void){P0=tab[dh];p20=1;delay(2);p20=0;P0=tab[dl];p21=1;delay(2);p21=0;}voiddisplay0(void){P0=tab[dh];p20=1;delay(2);p20=0;P0=tab[dl];p21=1;delay(100);p21=0;}voiddisplay1(void){P0=tab[dh];p20=1;delay(100);p20=0;P0=tab[dl];p21=1;delay(2);p21=0;}voidtimer0(void)interrupt1//定時(shí)器中斷{uchart;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;t++;dh=ct/10;dl=ct%10;display();if(t==20)//每秒進(jìn)一次中斷{t=0;ct--;if(ct==-1){TR0=0;p32=1;p31=1;p30=0;}}}voiddlms(void){uchari;for(i=200;i>0;i--){}}ucharkbscan(void){ucharscode,recode;P1=0xf0;if((P1&0xf0)!=0xf0){dlms();if((P1&0xf0)!=0xf0){scode=0xfe;while((scode&0x10)!=0){P1=scode;if((P1&0xf0)!=0xf0){recode=(P1&0xf0)|0x0f;return((~scode)+(~recode));}elsescode=(scode<<1)|0x01;}}}return(0);}voidkey_process(uchar*dh,uchar*dl,uchar*ct){{*dh=0;*dl=0;*ct=(*dh)*10+(*dl);p32=1;p31=1;p30=0;}}voidmain(){ucharkey;p32=0;p31=1;p30=1;init();while(1){key=kbscan();dlms();if(key!=0){//switch(key)//{case0x18:n=0;break;//case0x14:n=1;break;//case0x12:n=2;break;/