單片機(jī)秒表實(shí)驗(yàn)報(bào)告

PAGE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(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：基于51單片機(jī)的秒表設(shè)計(jì)專業(yè)：電子信息工程班級(jí)：電信121學(xué)號(hào)：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(píng)語：得分：指導(dǎo)教師簽名：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書——××××××××目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1設(shè)計(jì)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(jì)方案 22.1需求分析 22.2方案論證 23系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 54.1系統(tǒng)軟件流程圖 54.2實(shí)驗(yàn)程序清單 54系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 75.1調(diào)試步驟 75.2性能分析 75系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8參考文獻(xiàn) 91設(shè)計(jì)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(jì)一個(gè)秒表，該秒表課可顯示0.0~99.9秒的時(shí)間，進(jìn)行相應(yīng)的單片機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)并進(jìn)行軟件編程利用單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷設(shè)計(jì)秒表，從而實(shí)現(xiàn)秒、十分之一秒的計(jì)時(shí)。綜合運(yùn)用所學(xué)的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》理論知識(shí)，通過實(shí)踐加強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，具備設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。通過本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)加深對(duì)單片機(jī)掌握定時(shí)器、外部中斷的設(shè)置和編程原理的全面認(rèn)識(shí)復(fù)習(xí)和掌握。本系統(tǒng)利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，通過采用proteus仿真軟件來模擬實(shí)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(jì)數(shù)以及計(jì)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(jì)數(shù)從0~9，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(jì)數(shù)。計(jì)秒數(shù)碼管采用三位的數(shù)碼管，當(dāng)計(jì)數(shù)超過范圍是所有數(shù)碼管全部清零重新計(jì)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(jì)，它的具體要求有以下幾點(diǎn)：（1）用單片機(jī)AT89C51實(shí)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(jì)，進(jìn)一步熟悉和掌握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(jì)的基本方法和技術(shù)，了解表關(guān)電路參數(shù)的計(jì)算方法。通過完成一個(gè)包括電路設(shè)計(jì)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(jì)打下一定的基礎(chǔ)。（1）利用單片機(jī)定時(shí)器計(jì)數(shù)器中斷設(shè)計(jì)秒表，從而實(shí)現(xiàn)秒、十分之一秒的計(jì)時(shí)。（2）綜合運(yùn)用所學(xué)的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》理論知識(shí)，通過實(shí)踐加強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，具備設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力，加深對(duì)單片機(jī)課程的全面認(rèn)識(shí)。（3）通過本次課程設(shè)計(jì)能夠?qū)Τ绦蜻M(jìn)行編輯，校驗(yàn)。（4）通過本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)加深對(duì)單片機(jī)掌握定時(shí)器、外部中斷的設(shè)置和編程原理的全面認(rèn)識(shí)復(fù)習(xí)和掌握，對(duì)單片機(jī)實(shí)際的應(yīng)用作進(jìn)一步的了解。

（5）通過本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力。認(rèn)識(shí)單片機(jī)在日常生活中的應(yīng)用的廣泛性，實(shí)用性。（6）該實(shí)驗(yàn)通過單片機(jī)的軟件延時(shí)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的計(jì)時(shí)器系統(tǒng)，能正確的計(jì)時(shí)。2.1需求分析近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)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(jì)也越來越重要。秒表計(jì)時(shí)器是在一種計(jì)時(shí)器上實(shí)現(xiàn)兩種功能的一種器件。它廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)所，同時(shí)它的小巧，價(jià)格廉價(jià)，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(jì)時(shí)器通常只能通過啟/停按鍵實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)計(jì)時(shí)的功能，即通過啟/停按鍵來記錄一段時(shí)間。這種計(jì)時(shí)器查看的時(shí)間只能為計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)刻。實(shí)際的應(yīng)用中往往需要在不影響正常計(jì)時(shí)的基礎(chǔ)上，能查看記錄過程中的某些點(diǎn)的時(shí)間。

本課設(shè)即針對(duì)此問題，設(shè)計(jì)了一種能通過按鍵方式查看記錄過程中任一時(shí)刻值的計(jì)時(shí)器。這種計(jì)時(shí)器在查看中間值時(shí)不會(huì)影響整個(gè)記錄過程，并且能把相應(yīng)數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)顯示時(shí)、分、秒，以24小時(shí)計(jì)時(shí)方式。為了實(shí)現(xiàn)LED顯示器的數(shù)字顯示，可以采用靜態(tài)顯示法和動(dòng)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(shí)鐘顯示只有六位，且系統(tǒng)沒有其他復(fù)雜的處理任務(wù)，所以采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)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(shí)現(xiàn)其它的擴(kuò)充功能。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)程序清單：HAOMIAOEQU34HMIAOEQU35HSHIMIAOEQU36HORG0000HAJMPSTARTORG0030HSTART:CLRCSETBP1.6SETBP1.5SETBP1.4MOVHAOMIAO,#0MOVMIAO,#0MOVSHIMIAO,#0MOVDPTR,#TABLEMOVA,#00HMOVCA,@A+DPTRCLRP1.6MOVP2,AMOVA,#00HMOVCA,@A+DPTRCLRP1.4MOVP2,AMOVDPTR,#TABLE1MOVA,#00HMOVCA,@A+DPTRCLRP1.5MOVP2,ALCALLKAISHILCALLMAINSHIWEI:SETBP1.5MOVDPTR,#TABLE;十秒位顯示MOVMIAO,#0;使秒位從零位重新循環(huán)INCSHIMIAOMOVA,SHIMIAO CLRCSUBBA,#6JZSTARTAJMPMAINRETTINGZHI:MOVA,#00H;判斷是否有清零指MOVA,P3ANLA,#04HJZSTARTMOVA,#00H;判斷是否有停止指令MOVA,P3CLRCANLA,#02HLCALLYANSHIJZMAINLJMPTINGZHISTART1:LJMPSTARTSHIWEI1:LJMPSHIWEIMAIN:SETBP1.5SETBP1.4SETBP1.6MOVA,#00H;判斷是否有清零指令MOVA,P3ANLA,#04HJZSTART1MOVA,#00H;判斷是否有停止指令MOVA,P3CLRCANLA,#02HJZTINGZHIMOVDPTR,#TABLE;0.1位秒顯示INCHAOMIAO;加一，可查下一位數(shù)據(jù)MOVA,HAOMIAO;判斷是否進(jìn)位CLRCSUBBA,#10JZMIAOZHENLCALLYANSHI;延時(shí)0.1秒AJMPMAINRET;繼續(xù)計(jì)時(shí)MIAOZHEN:SETBP1.4MOVDPTR,#TABLE1;秒位顯示MOVHAOMIAO,#0;使0.1秒從零重新循環(huán)INCMIAO;加一，可查下一位數(shù)據(jù)MOVA,MIAO;判斷是否進(jìn)位CLRCSUBBA,#10JZSHIWEI1LCALLSNDAJMPMAIN;返回0.1秒計(jì)YANSHI:MOVR6,#30DL2:MOVA,#00H;判斷是否有清零指令MOVA,P3ANLA,#04HJZSTART1MOVDPTR,#TABLEMOVA,SHIMIAOMOVCA,@A+DPTRCLRP1.6MOVP2,AACALLYIHAOMIAOSETBP1.6MOVA,HAOMIAOMOVCA,@A+DPTRCLRP1.4MOVP2,AACALLYIHAOMIAOSETBP1.4MOVDPTR,#TABLE1MOVA,MIAOMOVCA,@A+DPTRCLRP1.5MOVP2,AACALLYIHAOMIAOSETBP1.5DJNZR6,DL2RETYIHAOMIAO:MOVR7,#250CV:NOPNOPDJNZR7,CVRETKAISHI:MOVA,#0MOVA,P3ANLA,#01HJNZKAISHIRETSND:SETBP1.0MOVR1,#1EHDL:MOVR0,#0F9HDL1:DJNZR0,DL1DJNZR1,DLCLRP1.0RETTABLE: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,0EFHEND}4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)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(chǔ)器（FPEROM-FlashProgrammableandEraseableReadOnlyMemory）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89C51引腳和指令系統(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(shí)，應(yīng)先向口鎖存器寫入1。P1口是一個(gè)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(dòng)4個(gè)TTL輸入。P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3口也是一個(gè)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(jì)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(cuò)，無誤后進(jìn)行下步工作；

(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(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)原理圖如下所示：

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總結(jié)為期兩周的課程設(shè)計(jì)，主要是以上機(jī)操作為主，在實(shí)驗(yàn)室查資料，編程序，畫圖。

設(shè)計(jì)語言主要是采用c語言和匯編語言的自上而下的設(shè)計(jì)方法。Proteus中，自上向下的設(shè)計(jì)，就是在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)逐步精益求精的過程，應(yīng)用Proteu