基于單片機(jī)得秒表設(shè)計(jì)

中文題目：基于單片機(jī)的秒表設(shè)計(jì)英文題目：StopwatchDesignBasedonSCM姓名學(xué)號(hào)專業(yè)班級(jí)08電科〔1〕班指導(dǎo)教師提交日期2023-6-30教務(wù)處制摘要近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的開展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格廉價(jià)，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此特別適合于與控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來越廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。本次做的數(shù)字秒表是以單片機(jī)〔AT89C51〕為核心，結(jié)合相關(guān)的元器件〔共陰極LED數(shù)碼顯示器、鎖存器74HC573等〕，再配以相應(yīng)的軟件，到達(dá)制作簡易數(shù)字秒表的目的，其硬件局部難點(diǎn)在于元器件的選擇、布局及焊接。關(guān)鍵詞：單片機(jī)AT89C52鎖存器LED數(shù)碼顯示AbstractInrecentyears,withcomputersintheinfiltrationandthedevelopmentoflarge-scaleintegratedcircuits.SCMapplicationissteadilydeepening,asithasstrongfunction,smallsize,lowpowerdissipation,lowprices,reliable,easytousefeatures,itisparticularlysuitedtoandcontrolofthesystem,increasinglywidelyusedinautomaticcontrol,intelligentinstruments,gauges,dataacquisition,militaryproductsandhouseholdappliances,andotherareas,isoftenmicrocontrollerasacorecomponenttouse,Inlightofspecifichardwarearchitecture,andapplication-specificsoftwarefeaturesobjectcombinetomakeperfect.ThefiguresdobellonSCM(AT89C51)atthecore,Combinedwiththecomponents(atotalofcathodeLEDdigitaldisplay,latchor74HC537),andfactoringinthecorrespondingsoftware,Easytoproducedigitalclockpurposes,aspartofthehardwarecomponentsisadifficultchoice,layoutandwelding.Keywords:SCMAT89C51TotalcathodeLEDfiguresdisplay74HC537目錄正文41、單片機(jī)的功能42、設(shè)計(jì)思路63、功能實(shí)現(xiàn)64、仿真電路圖75、程序代碼及解釋76、實(shí)物圖117、調(diào)試過程12結(jié)束語12謝辭13參考文獻(xiàn)13正文1、單片機(jī)的功能單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能〔可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路〕集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。MCS-51系列單片機(jī)，其主要功能如下：·8位CPU·4kbytes程序存儲(chǔ)器(ROM)

·128bytes的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)

·32條I/O口線

·111條指令，大局部為單字節(jié)指令

·21個(gè)專用存放器

·2個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器

·5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)

·一個(gè)全雙工串行通信口

·外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為64kB

·邏輯操作位尋址功能

·雙列直插40PinDIP封裝

·單一+5V電源供電40個(gè)引腳按引腳功能大致可分為4個(gè)種類：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。⒈電源:⑴VCC-芯片電源，接+5V；⑵VSS-接地端；注：用萬用表測(cè)試單片機(jī)引腳電壓一般為0v或者5v，這是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平。但有時(shí)候在單片機(jī)程序正在工作時(shí)候測(cè)試結(jié)果并不是這個(gè)值而是介于0v-5v之間，其實(shí)這是萬用表的響應(yīng)速度沒這么快而已，在某一個(gè)瞬間單片機(jī)引腳電壓仍保持在0v或者5v。⒉時(shí)鐘:XTAL1、XTAL2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。⒊控制線:控制線共有4根，⑴ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖①ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址②PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。⑵PSEN:外ROM讀選通信號(hào)。⑶RST/VPD:復(fù)位/備用電源。①RST〔Reset〕功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。②VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。⑷EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。①EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。②Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。⒋I/O線80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)〔屬控制總線〕5.P3口第二功能P30RXD串行輸入口P31TXD串行輸出口P32INT0外部中斷0〔低電平有效〕P33INT1外部中斷1〔低電平有效〕P34T0定時(shí)計(jì)數(shù)器0P35T1定時(shí)計(jì)數(shù)器1P36WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通〔低電平有效〕P37RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通〔低電平有效〕2、設(shè)計(jì)思路用數(shù)碼管顯示一個(gè)十進(jìn)制數(shù)，變化范圍為00~59，開始顯示00，每按下S2鍵一次，數(shù)值加1；每按下S3鍵一次，數(shù)值減1；每按下S4一次，數(shù)值歸0；每按下S5鍵一次，利用定時(shí)器功能使數(shù)值開始自動(dòng)每秒加1，再按下S5，數(shù)值停止自動(dòng)加1，保持顯示原數(shù)。3、功能實(shí)現(xiàn)使用定時(shí)器中斷產(chǎn)生時(shí)間，每次中斷，使用全局變量，記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間，主函數(shù)檢查按鍵，顯示時(shí)間，圖1是秒表設(shè)計(jì)導(dǎo)向圖按鍵按鍵MCS-52數(shù)碼顯示圖1秒表設(shè)計(jì)導(dǎo)向圖4、仿真電路圖圖2proteus仿真電路圖5、程序代碼及解釋#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitkey1=P3^4;sbitkey2=P3^5;sbitkey3=P3^6;sbitkey4=P3^7;sbitdula=P2^6;sbitwela=P2^7;ucharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};voiddelay(uintx){uinti,j;for(i=x;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}ucharnumt0,num;voiddisplay(ucharnumdis)//顯示子函數(shù){ucharshi,ge;shi=numdis/10;ge=numdis%10;dula=1;P0=table[shi];dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfe;wela=0;delay(5);dula=1;P0=table[ge];dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xfd;wela=0;delay(5);}voidinit(){TMOD=0x01;TH0=(65536-45872)/256;//裝初值50ms一次中斷TL0=(65536-45872)%256;EA=1;//開總中斷ET0=1;//開定時(shí)器0}voidkeyscan(){if(key1==0){delay(10);if(key1==0){num++;if(num==60)num=0;while(!key1);}}if(key2==0){delay(10);if(key2==0){if(num==0)num=60;num--;while(!key2);}}if(key3==0){delay(10);if(key3==0){num=0;while(!key3);}}if(key4==0){delay(10);if(key4==0){while(!key4);TR0=~TR0;//啟動(dòng)或停止定時(shí)器0}}}voidmain(){init();while(1){keyscan();display(num);}}voidT0_time()interrupt1{TH0=(65536-45872)/256;//重裝初值TL0=(65536-45872)%256;numt0++;if(numt0==20){numt0=0;num++;if(num==60)num=0;}}程序分析：將定時(shí)器初始化、鍵盤掃描、數(shù)碼管顯示局部分別寫成獨(dú)立函數(shù)，主函數(shù)直接調(diào)用。6、實(shí)物圖圖3實(shí)物圖一 圖4實(shí)物圖二圖3圖4為本設(shè)計(jì)實(shí)物圖的正面和反面7、調(diào)試過程按照理論上電路的連接方法，先仿真，讓后做實(shí)物可能是數(shù)碼管的連線太多，最終調(diào)試不成功，只有電源開關(guān)燈亮，數(shù)碼管不能顯示，將單片機(jī)放在學(xué)習(xí)板上調(diào)試，可以正確顯示〔如圖5〕 圖5演示圖結(jié)束語由以上調(diào)試過程可以說明程序沒有錯(cuò)誤，所以應(yīng)該是電路的問題，理論上電路仿真也沒有問題，最后得出結(jié)論是：在電路焊接的過程中應(yīng)該有錯(cuò)誤，因此以后對(duì)于這種連線比擬復(fù)雜的電路，最好是先用protel畫PCB原理圖，讓后再直接刻板，這樣就能防止因?yàn)檫B線多，焊接復(fù)雜而使實(shí)物調(diào)試失敗。雖然自己焊接實(shí)物，沒有調(diào)試成功，但是，對(duì)單片機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)有了更深的理解。在設(shè)計(jì)過程中也找到了一些單片機(jī)開發(fā)的規(guī)律：先了解所有元件的具體內(nèi)容，從而畫出其電路圖，如果可以的話也可以先仿真，以對(duì)設(shè)計(jì)有個(gè)提前的預(yù)期。然而在調(diào)試過程中有也有許多的缺乏之處：例如編寫調(diào)試程序有點(diǎn)缺乏，這樣一個(gè)小程序花了好長的時(shí)間。希望能夠在以后的不斷深入學(xué)習(xí)中能夠彌補(bǔ)自己的缺乏之處，同時(shí)更是朝著單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域邁進(jìn)。謝辭通