單片機(jī)課程設(shè)計-電子秒表

實用標(biāo)準(zhǔn)安徽科技學(xué)院電氣與電子工程學(xué)院《單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計》課程設(shè)計設(shè)計說明書題

目

秒

表姓名(學(xué)號************************************專

業(yè)

電氣工程及其自動化班

級133指導(dǎo)：***2016年5月9文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)目

錄要.字硬計軟計調(diào)果獻(xiàn)文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)秒表摘：

本次課程設(shè)計，我們組設(shè)計的是秒表。使用片機(jī)設(shè)計一個2位的LED數(shù)碼顯示作為“秒”：顯示時間為00—99秒，每秒自動加1，另設(shè)計一個“開始計時/時間鎖定”鍵和一個“復(fù)位”鍵。通過對鍵盤的掃描對時鐘的走時/停止進(jìn)行控制目采定時器T0作為計時器發(fā)生一次中斷，每100次中斷加1s。在此期間，如“開始計/時間鎖定”按鍵按下，程序方將TR0置為1，從而開啟中斷，秒表開始計時，再按一次“開始計時間鎖定”按鍵，則將TR0置，秒表停止計時；如“復(fù)位”按鍵按下，程序?qū)R0置為0，同時將存儲時間的變量清零從而中斷停止并實現(xiàn)復(fù)位我們設(shè)計的秒表完成了準(zhǔn)確計時，和當(dāng)前時間的顯示。通過Keiluvison4進(jìn)行程序軟件的編譯，通過proteus進(jìn)行仿真，最后調(diào)試通過，完成此次課程設(shè)計。關(guān)字

秒表

51單片機(jī)

MAX7219定第一章件選擇與設(shè)計1（1）8051單片機(jī)MCS-51是指美國Inter公司生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱。這一系列單片機(jī)包括8031、8051、8751、80328052、8752。其8051是最早、最典型的產(chǎn)品該系列其他單片機(jī)都是以8051為核心發(fā)展起來的都具有8051基本結(jié)構(gòu)和軟件特征。單片機(jī)內(nèi)部包含了作為微型計算機(jī)所必需的基本功能部件，各部件相互獨立地集成在一塊芯片上，其基本功能特性如下a、8位CPU；b、32條雙向可獨立尋址的I/O線；c、4KB程序存儲器（ROM外部可擴(kuò)充至64KBd、12KB數(shù)據(jù)存儲器（RAM外部可擴(kuò)充至；文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)e、兩個16位定時/計數(shù)器；f、五個中斷源；g、全雙工的串行通信口；h、具有布爾運算能力。其引腳排列如圖：管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫時，被定義為高阻輸入P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)址的低八位。在編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的位雙向I/O口，口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入口被外部下拉為低電平時將輸出電流這是由于內(nèi)部上拉的緣故在編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址1”時，它利用內(nèi)部拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口口管腳是個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口可接收輸出4個TTL門電流P3口寫入“1”后們被內(nèi)部上拉為高電平用作輸入為輸入，由于外部下拉為低電平，口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故?？谝部勺鳛锳T89C51的一些特殊功能口，如下表所示：管腳

P3.0

P3.1

P3.2

P3.3

P3.4P3.5P3.6

P3.7備選功

RXD

TXD

/INT0

/INT1

T0記T1（記

/WR

外能

（串行（串行（外部（外部

時器0

時器1

（外部部數(shù)據(jù)輸入

輸出

中斷

中斷

外部輸外部輸數(shù)據(jù)存存儲器口）

口）

0）

1

入）

入）

儲器寫讀選通選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的而要注意的是用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSEN信號將不出現(xiàn)。文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)/EA/VPPEA保持低電平時在此期間外部程序儲不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPPXTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。（2）MAX7219芯片MAX7219是7段共陰極LED示驅(qū)動器，采用三線串行方式與通信。MAX7219片內(nèi)集成了碼B碼的譯碼器、多路復(fù)用掃描電路、LED字段和字位驅(qū)動電路及RAM存儲器MAX7219可以驅(qū)動8個7段共陰極LED顯示器，通過一個Ω左右的外接電阻可以設(shè)置所有的段電流。MAX7219具有低電壓保持，只要外接電壓超過2V，便可以保存數(shù)據(jù)。典型的DIP封裝的如圖所示，其各引腳的功能如下：a、DID0——DID7：8個字段驅(qū)動引腳；b、SEGA-G,dp:7段驅(qū)動和小數(shù)點驅(qū)動輸出；c、SEGdp:小數(shù)點驅(qū)動輸出；文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)d、CLK：時鐘輸入，最高時鐘頻率為10MHz;e、DIN串行數(shù)據(jù)輸入在時鐘的上升沿串行數(shù)據(jù)被移入內(nèi)部移位寄存器，移入時最高位在前；f、DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出。輸入到DIN數(shù)據(jù)經(jīng)過16.5個時鐘周期后，在DOUT端有效。在CLK的下降沿數(shù)據(jù)移出；g、ISET：峰值段電流設(shè)置?？梢酝ㄟ^一個10K上拉電阻R

來設(shè)置峰值段SET電流；h、LOAD：加載輸入數(shù)據(jù)。LOAD信號必須在第16上升沿同時或之后，但在下一個時鐘上升沿之前變高，否則將會丟失數(shù)據(jù)；i、V+：+5V外接電源；j、GND：接地，兩個GND引腳必須接地。2（）硬件原理圖eq\o\ac(○,1)

（2）硬件電路設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)做為整個系統(tǒng)的控制部分，其包含了晶振電路、復(fù)位電路、文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)電源等。外接晶振通過兩個30pF的電容接地，同時采用了手動復(fù)位和上電復(fù)位兩種復(fù)位方式。該電路可以實現(xiàn)復(fù)位和程序運行的基本功能。eq\o\ac(○,2)

MAX7219驅(qū)動電路MAX7219是七段共陰極LED顯示驅(qū)動器，可以驅(qū)動個七段共陰極LED顯示器，這里用其來驅(qū)2位的LED數(shù)碼管，通過一10K左右的外接電阻可以設(shè)置所有的LED段電流A——DP分別驅(qū)動數(shù)碼管的七段DIG0DIG1分別用來驅(qū)動LED數(shù)碼管的兩位，即個位和十位。文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)eq\o\ac(○,3)數(shù)碼管顯示兩位數(shù)碼管用來顯示0—99秒的數(shù)字。eq\o\ac(○,4)獨立按鍵兩個獨立按鍵分別用來開始計時、時間鎖定和復(fù)位，實現(xiàn)秒表的計時。（4）總電路圖見下頁文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)第二章件設(shè)計軟件設(shè)計包括MAX7219芯片的初始化、向MAX7219芯片寫指令函數(shù)、MAX7219驅(qū)動數(shù)碼管顯示函數(shù)、定時器初始化、中斷等。一、

寄（一）MAX7219相關(guān)寄存器及數(shù)據(jù)格式對于MAX7219芯片，串行數(shù)據(jù)以16位包的形式從DIN引腳串行輸入，在CLK的每一個上升沿一位一位地送入芯片內(nèi)部位移位寄存器不管LOAD引腳的狀態(tài)如何LOAD引腳必須在第16個CLK上升沿出現(xiàn)的同時或之后并在下一個CLK上升沿之前變?yōu)楦唠娖剑駝t移入的數(shù)據(jù)將丟失。16位數(shù)據(jù)包的格式如下：D15D14

D6××××

地址寄存器地址

寄存器數(shù)據(jù)1、MAX7219的內(nèi)部寄存器及其地址MAX7219芯片通過D11—D8的位地址位譯碼址內(nèi)部14個寄存器，分別是8個顯示位寄存器5個控制寄存器和1個空操作寄存器。如表1所示：表1MAX7219內(nèi)部寄存器及其地址地址寄存器空操作數(shù)碼管0數(shù)碼管1數(shù)碼管2數(shù)碼管3數(shù)碼管4數(shù)碼管5

D15——××××××××××××××××××××××××××××

D11——0000000100100011010001010110

16進(jìn)制代碼0x00x10x20x30x40x50x6文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼管6數(shù)碼管7譯碼方式寄存器顯示亮度寄存器掃描范圍寄存器停機(jī)寄存器顯示測試寄存器

××××××××××××××××××××××××××××

0111100010011010101111001111

0x70x80x90xA0xB0xC0xF2、五個控制寄存器（1）譯碼方式寄存器MAX7219的譯碼方式寄存器中，每一位與一個數(shù)字位相對應(yīng)，如果對應(yīng)位為邏輯高電平表示改位使用B碼譯碼而邏輯低電平則表示改位不譯碼如表2所示：表2

譯碼方式寄存器含義0—7不譯碼0位譯成B碼，7—位不譯碼0—3位使用B譯碼，7位不譯碼0—7位使用B譯碼

D7——00000000000000010000111111111111

16進(jìn)制代碼00H01H0FHFFH（2）亮度寄存器MAX7219的亮度寄存器用于調(diào)節(jié)的顯示亮度。實際電路中，在ISET和電源正極之間連接外部電阻R來控制顯示亮度R即可以是固定電阻，也可以是可變電阻，其最小值為9.25KΩ。亮度寄存器中的數(shù)值表示了亮度的大小，共有16級亮度。如表3所示：文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)亮度1/323/325/3229/3231/32

表3亮度寄存器D7——D0××××××××××××××××××××

16進(jìn)制代碼××××（3）掃描范圍寄存器MAX7219的掃描范圍寄存器用于設(shè)置需要顯示的數(shù)字位，其取值范圍為1—8。數(shù)據(jù)含義如表4所示：表4掃描范圍寄存器顯示數(shù)字位第0位顯示第0—1位顯示第0—2位顯示第0—6位顯示第0—7位顯示

D7——D0×××××××××××××××××××××××××

16進(jìn)制代碼×××......××（4）停機(jī)寄存器MAX7219的停機(jī)寄存器用于停止顯示當(dāng)MAX7219處于停機(jī)工作方式時，掃描振蕩器停止工作LED所有的段都截止，此時不顯示任何時數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)格式如表5：文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)工作方式停機(jī)工作正常工作

表5停機(jī)寄存器D7——D0××××××××××××××

16進(jìn)制代碼××（5）顯示測試寄存器MAX7219的顯示測試寄存器用于測試的好壞。其有兩種工作方式，即正常工作和顯示測試正常工作模式即一般的掃描顯示模式數(shù)據(jù)格式含義如表6：表6顯示測試寄存器工作方式正常工作顯示測試

D7——D0×××××××0×××××××1

16進(jìn)制代碼×0H×1H3、數(shù)字寄存器MAX7219的數(shù)字寄存器用于設(shè)置數(shù)碼管的顯示數(shù)字?？芍苯訉ぶ?。數(shù)字寄存器受譯碼方式寄存器的控制可以選擇譯碼或不譯碼如果不譯碼則數(shù)字寄存器中數(shù)據(jù)的D0——D6位分別對應(yīng)7段LED顯示器的A—G段位對應(yīng)LED的小數(shù)點DP。某數(shù)據(jù)為為則點亮與改位對應(yīng)的段，而如果數(shù)據(jù)為，則改段熄滅如果使用B碼譯碼數(shù)字寄存器可將碼譯成B0—9、、L、P表7所示：表7數(shù)字0—7寄存器顯示字符

寄存器數(shù)據(jù)D7——D3D2D1D0

點亮段DPABCDEFG0123456

××××××××××××××××××××××××××××

0000000100100011010001010110

1111110011000011011011111001011001110110111011111文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)789_EHLP暗

××××××××××××××××××××××××××××××××××××

011110001001101010111100110111101111

111000011111111111011000000110011110110111000111011001110000000其中，小數(shù)點位DP由控制，D7=0時，熄滅小數(shù)點，D7=1時，點亮小數(shù)點。本程序?qū)⑿?shù)點熄滅。（二）向MAX7219芯片寫指令函數(shù)本程序中定義了向MAX7219芯片寫指令函數(shù)MAX7219芯片的初始化中要調(diào)用向MAX7219芯片寫指令函數(shù)，該函數(shù)有兩個形參add和dat，分別代表MAX7219芯片的寄存器地址和數(shù)據(jù)內(nèi)容，16位數(shù)據(jù)包的高8位和低位。在控制寄存器中add為控制寄存器的地址，dat為控制寄存器中的數(shù)據(jù)內(nèi)容；在數(shù)字寄存器中對應(yīng)的實參是數(shù)組address[],dat對應(yīng)的實參是數(shù)組dat[]分別取數(shù)字寄存器0—的地址，dat[]分別取數(shù)字0—7的16進(jìn)制編碼。（三）MAX7219初始化函數(shù)MAX7219初始化函數(shù)主要是對種控制寄存器的初始化，即設(shè)置種控制寄存器的狀態(tài)及數(shù)據(jù)格式這里設(shè)置譯碼方式寄存器為使用碼譯碼方式所以譯碼方式寄存器數(shù)據(jù)0xff亮度11/32亮度顯示寄存器數(shù)據(jù)0xf5；掃描范圍為第0—位數(shù)字顯示掃描范圍寄存器數(shù)據(jù)為0x01MAX7219為正常工作方式，所以停機(jī)寄存器數(shù)據(jù)為0x01；設(shè)置MAX7219為正常工作而不是顯示測試工作方式，所以顯示測試寄存器數(shù)據(jù)為0x00。文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)（四）MAX7219驅(qū)動數(shù)碼管顯示函數(shù)該函數(shù)將計數(shù)值的十位和各位分開分別送人MAX7219數(shù)字寄存器的第位和第1位。（五）定時器及中斷初始化本實驗軟使用的是定時器作計時器，每10ms發(fā)生一次中斷，每100次12中斷為1s，定時器設(shè)置為工作方式1，中斷時間t65535X，f其中

MHz，所以初值Xd8efH，裝入初值TH0=d8H,TL0=efH。文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn)#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineDECODE0x09//譯碼方式寄存器地址#defineINTENSITY//亮度寄存器地址#defineSCANLIMIT0x0b//掃描范圍寄存器地址#defineSHUTDOWN0x0c//停機(jī)寄存器地址#defineDISPLAYTEST0x0f//顯示測試寄存器地址voiddelay(uchar);//延時函數(shù)定義ucharcount,keycount;ucharx;sbitDIN=P3^0;//MAX7219芯片接口定義sbitLOAD=P3^1;sbitCLK=P3^2;sbitkey0=P1^0;//鍵接口定義sbitkey1=P1^1;/*MAX7219芯片讀寫地址、內(nèi)容/ucharaddress[]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};uchardat[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09};voidwritemax7219(ucharadd,uchar//向MAX7219寫指令函數(shù){ucharADS,i,j;LOAD=0;i=0;while(i<16){if(i<8){ADS=add;將寄存器地址賦給ADS}else{ADS=dat;將寄存器數(shù)據(jù)賦給}for(j=8;j>=1;j--)文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn){DIN=ADS&0x80;//取ADS的最高位送入DIN，其余位均為0ADS=ADS<<1;//ADS左移1位，使的次高位變?yōu)樽罡呶籆LK=1;在每個CLK的上升沿，將這8位數(shù)據(jù)的最高位//移入的內(nèi)部寄存器中，移動次，//即將此位數(shù)據(jù)全部移入位寄存器中CLK=0;}i=i+8;}LOAD=1;//LOAD上升沿將數(shù)據(jù)鎖存到片內(nèi)數(shù)字//或控制寄存器中}voidmax7219_init()//MAX7219芯片初始化函數(shù){writemax7219(DECODE,0xff);writemax7219(INTENSITY,0xf5);writemax7219(SCANLIMIT,0x01);writemax7219(SHUTDOWN,0x01);writemax7219(DISPLAYTEST,0x00);}voiddelay(ucharn)延時函數(shù){uchari,j;for(i=0;i<110;i++){for(j=0;j<n;j++);}}voiddisplay(ucharx)//MAX7219驅(qū)動數(shù)碼管顯示函數(shù){uchari,j;i=x/10;計數(shù)值的十位j=x%10;計數(shù)值的個位writemax7219(address[0],dat[i]);//十位送入數(shù)字0寄存器writemax7219(address[1],dat[j]);//個位送入數(shù)字寄存器}voidinit()初始化文案大全

實用標(biāo)準(zhǔn){EA=1;開總中斷ET0=1;開定時器中斷TMOD=0x01;設(shè)置定時器T0工作于方式1TH0=0xd8;裝初值，每10ms觸發(fā)一次中斷TL0=0xef;TR0=0;關(guān)閉定時器T0按鍵未按下不計時x=0;時間計數(shù)初值為0count=0;中斷計數(shù)初值為}voidkeyscan(){if(key0==0){delay(10);if(