毕业设计-基于单片机的一个2位的led数码显示作为“秒表”设计

工程技术学院课程设计题目用单片机AT89C51设计一个2位的LED数码显示作为“秒表”专业电气工程及其自动化年级2009级学号200914472009141420091444姓名付忠林梁宗林李座指导教师杨彦鑫日期2012年12月12日云南农业大学工程技术学院目录1、设计题目和要求32、设计目的43、设计内容54、课程设计心得体会215、参考文献226、课程设计指导教师评审标准及成绩评定237、附件24一、设计题目和要求题目三秒表应用AT89C51的定时器设计一个2位的LED数码显示作为“秒表”显示时间为0099S，每秒自动加1，设计一个“开始”键，按下“开始”键秒表开始计时。设计一个“复位”键，按下“复位”键后，秒表从0开始计时。任务安排李座负责绘制电路原理图；梁宗林负责收集资料及电子版整理；付忠林负责程序和仿真。二、设计目的1进一步掌握AT89C51单片机的结构和工作原理；2掌握单片机的接口技术及外围芯片的工作原理及控制方法；3进一步掌握单片机程序编写及程序调试过程，掌握模块化程序设计方法；4掌握PROTEUS仿真软件的使用方法；5掌握LED数码管原理及使用方法。6掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。7通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。8该课程设计通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的计时、暂停、清零、复位功能，并同时可以用数码管显示。三、设计内容了解8051芯片的的工作原理和工作方式，使用该芯片对LED数码管进行显示控制，实现用单片机的端口控制数码管，显示分、秒，并能用按钮实现秒表起动、停止、清零功能，精确到1秒。AT89C51单片机的主要工作特性内含4KB的FLASH存储器，擦写次数1000次；内含28字节的RAM；具有32根可编程I/O线；具有2个16位可编程定时器；具有6个中断源、5个中断矢量、2级优先权的中断结构；具有1个全双工的可编程串行通信接口；具有一个数据指针DPTR两种低功耗工作模式，即空闲模式和掉电模式；具有可编程的3级程序锁定定位；AT89C51的工作电源电压为5（102）V且典型值为5V,最高工作频率为24MHZAT89C51各部分的组成及功能振荡器和时钟电路数据存储器128字节程序存储器14KBCPU两个16位定时器计数器中断控制总线扩展控制器并行可编程I/O口可编程串行口内部总线1中央处理器1单片机的中央处理器（CPU）是单片机的核心，完成运算和操作控制，主要包括运算器和控制器两部分。（1）运算器运算器主要用来实现算术、逻辑运算和位操作。其中包括算术和逻辑运算单元ALU、外部中断扩展控制P0P1P2P3RXDTXDB寄存器ACCC暂存器2暂存器1PSWALU片内ROM地址寄存器PC增量器程序计数器PC指令寄存器指令译码器定时及控制逻辑振荡器XTAL1XTAL2PSENALEEARST2累加器ACC、B寄存器、程序状态字PSW和两个暂存器等。1ALU是运算电路的核心，实质上是一个全加器，完成基本的算术和逻辑运算。算术运算包括加、减、乘、除、增量、减量、BCD码运算；逻辑运算包括“与”、“或”、“异或”、左移位、右移位和半字节交换，以及位操作中的位置位、位复位等。暂存器1和暂存器2是ALU的两个输入，用于暂存参与运算的数据。ALU的输出也是两个一个是累加器，数据经运算后，其结果又通过内部总线返回到累加器；另一个是程序状态字PSW，用于存储运算和操作结果的状态。累加器是CPU使用最频繁的一个寄存器。ACC既是ALU处理数据的来源，又是ALU运算结果的存放单元。单片机与片外RAM或I/O扩展口进行数据交换必须通过ACC来进行。B寄存器在乘法和除法指令中作为ALU的输入之一，另一个输入来自ACC。运算结果存于AB寄存器中。（2）控制器控制器是识别指令并根据指令性质协调计算机内各组成单元进行工作的部件，主要包括程序计数器PC、PC增量器、指令寄存器、指令译码器、定时及控制逻辑电路等，其功能是控制指令的读入、译码和执行，并对指令执行过程进行定时和逻辑控制。AT89C51单片机中，PC是一个16位的计数器，可对64KB程序存储器进行寻址。复位时PC的内容是0000H3存储器单片机内部的存储器分为程序存储器和数据存储器。AT89C51单片机的程序存储器采用4KB的快速擦写存储器FLASHMEMORY,编程和擦除完全是电器实现。（4）外围接口电路AT89C51单片机的外围接口电路主要包括4个可编程并行I/O口,1个可编程串行口，2个16位的可编程定时器以及中断系统等。AT89C51的工作原理3引脚排列及功能AT89C51的封装形式有PDIP,TQFP,PLCC等，现以PDIP为例。（1）I/O口线P0口8位、漏极开路的双向I/O口。当使用片外存储器及外扩I/O口时，P0口作为低字节地址/数据复用线。在编程时，P0口可用于接收指令代码字节；程序校验时，可输出指令字节。P0口也可做通用I/O口使用，但需加上拉电阻。作为普通输入时，应输出锁存器配置1。P0口可驱动8个TTL负载。P1口8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。P1口是为用户准备的I/O双向口。在编程和校验时，可用作输入低8位地址。用作输入时，应先将输出锁存器置1。P1口可驱动4个TTL负载。P28位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。当使用外存储器或外扩I/O口时，P2口输出高8位地址。在编程和校验时，P2口接收高字节地址和某些控制信号。P38位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。P3口可作为普通I/O口。用作输入时，应先将输出锁存器置1。在编程/校验时，P3口接收某些控制信号。它可驱动4个TTL负载。（2）控制信号线RST复位输入信号，高电平有效。在振荡器稳定工作时，在RST脚施加两个机器周期以上的高电平，将器件复位。EA/VPP外部程序存储器访问允许信号EA当EA信号接地时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器，地址为0000HFFFFH当EA接VCC时，对ROM的读操作从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。在编程时，该引脚可接编程电压5V或12V。在编程校验时，该引脚可接VCC。PSEN片外程序存储器读选通信号PSEN，低电平有效。在片外程序存储器取指期间，当PSEN有效时，程序存储器的内容被送至P0口；在访问外部RAM时，PSEN无效。ALE/PROG低字节锁存信号ALE在系统扩展时，ALE的下降沿将P0口输出的低8位地址锁存在外接的地址锁存器中，以实现低字节地址和数据的分时传送。此外，ALE端连续输出正脉冲，频率为晶振频率的1/6，可做外部定时脉冲使用。（3）外部晶振引线XTAL1片内振荡器反向放大器和时钟发生线路的输入端。使用片内振荡器时，连接外部石英晶体和微调电容。XTAL2片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器时，外接石英晶体和微调电容。4存储器组织和特殊功能寄存器AT89C51的存储器将程序存储器和数据存储器分开，并有各自的存储空间和访问指令。它有4个存储空间片内存储器、片外存储器、片内数据存储器及片外存储器。41时钟电路和工作时序（1）振荡器电路原理2振荡电路的接法误差0USMOVR6,01HDL0MOVR5,61H46秒表汇编程序本程序实现秒表从0S计到99SK_SBITP10秒表开始控制位Z_TBITP11秒表暂停控制位Q_LBITP12秒表清零控制位F_WBITP13秒表复位控制位SECONDEQU30HTCNTEQU34HORG00HSJMPSTARTORG0BHLJMPINT_T0STARTMOVDPTR,TABLEMOVSECOND,0MOVTCNT,0MOVTMOD,01HSETBP10SETBP11SETBP12SETBP13JBK_S,秒表开始控制位MOVTH0,3CHFOSC12MHZ,定时50毫秒MOVTL0,0B0HMOVIE,82HSETBTR0对秒表的两位显示进行控制A1LCALLDISPLAYMOVA,SECONDCJNEA,99,A1判断是否加到99秒CLEARMOVSECOND,0定时器中断服务程序,对秒计数INT_T0JNBZ_T,ZT秒表暂停控制位NEXTMOVTH0,3CHMOVTL0,0B0HINCTCNTMOVA,TCNTCJNEA,20,RETUNE计时1秒用20INCSECONDMOVTCNT,0MOVA,SECONDCJNEA,99,RETUNEMOVSECOND,0RETUNERETI显示控制子程序DISPLAYJNBQ_L,CLEAR秒表清零控制位JNBF_W,START秒表复位控制位MOVA,SECOND显示秒表的两位MOVB,10DIVABCLRP36MOVCA,ADPTRMOVP0,ALCALLDELAYSETBP36MOVA,BCLRP37MOVCA,ADPTRMOVP2,A片选信号LCALLDELAYSETBP37ZTJNBK_S,NEXT秒表暂停控制位RETTABLEDB3FH,06H,5BH,4FH,66HDB6DH,7DH,07H,7FH,6FHDELAYMOVR6,10D1MOVR7,250DJNZR7,DJNZR6,D1RETEND47PROTUES软件仿真PROTUS仿真软件可以看做是构建了一个特殊的单片机系统，只要将所写程序的HEX文件导入该单片机系统，就可以它他一句句的执行所写的指令，也可以让它与KEIL实现联调，程序有问题可以随时改，帮助快速调试程序。四、课程设计心得体会本文主要从软硬件两方面说明设计的总体思路和设计的实现过程，预期的设计目的是能够实现时钟的基本功能，正常显示分秒在设计过程中，曾经遇到很多的障碍，设计图经过许多次的修改最后才定下来，但在调试的过程中又出现了问题，需要修改原理图；比如硬件的布局，要作到使连接的线路最短，并不没有想象中的那么容易；并且对汇编语言有了更深刻的了解。设计过程中遇到程序设计问题，网上找到视频教程学习中断程序的编写，以及查阅C语言课本得以解决。通过网上视频学习了PROTEUS，对PROTEUS的运用有了一定的了解，通过编程对C语言也学到了不少，更重要的是，更进一步理解了单片机的功能与用法。在做完设计之后，仔细回想这几天来的收获，和同学们互相帮助，共同进步，也复习了一学期来学过的一些知识。还有，学会了处理问题的方法，以及更多的耐心和学习的能力。五、参考文献单片机原理及接口技术，高等教育出版社出版，李全钊、迟荣强等编著。PROTEUS教程电子线路设计、制板与仿真，清华大学出版社出版，朱清慧、张凤蕊、翟天嵩、王志奎编著。基于PROTEUS的80C51单片机实例教程，电子工业出版社出版，李学礼主编。51系列单片机应用与实践教程，北京航空航天大学出版社出版，周向红主编。单片机应用及技术，电子工业出版社单片机原理及应用，基于PROTEUS单片机系统设计及应用，何宏、王红君、刘瑞安、张志宏编著。六、课程设计指导教师评审标准及成绩评定序号评审项目评审指标评价比例实际得分1工作量、工作态度工作量完成情况，论文（设计）难易程度，有体现本专业基本训练的内容；工作纪律、作风是否严谨。202调查论证独立查阅文献、调研情况；开题报告完成情况；综合归纳、收集和正确利用各种信息的能力。153实验、设计方案与实验技能实验、设计方案合理、可行；独立操作实验，数据采集、计算、处理的能力；结构设计、工艺、推导正确或程序运行是否可靠。204分析与解决问题的能力运用所学知识和技能及获取新知识去发现与解决实际问题的能力；对课题进行理论分析的能力，得出结论情况。205设计（计算）说明书质量立论正确，论据充分，结论严谨合理；实验正确，分析、处理问题科学；结构格式符合论文（设计）要求；文理、技术用语正确规范；图表完成情况。206创新工作有创新意识；对前人工作有改进、突破，或有独特见解及应用价值情况。5评定成绩100指导教师签字2012年12月12日7、附件1、秒表原理图（实际接线图）2、仿真图13仿真图2GANEMPLOYMENTTRIBUNALCLAIEMPLOYMENTTRIBUNALSSORTOUTDISAGREEMENTSBETWEENEMPLOYERSANDEMPLOYEESYOUMAYNEEDTOMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALIFYOUDONTAGREEWITHTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUYOUREMPLOYERDISMISSESYOUANDYOUTHINKTHATYOUHAVEBEENDISMISSEDUNFAIRLYFORMOREINFORMATIONABOUTDISMISSALANDUNFAIRDISMISSAL,SEEDISMISSALYOUCANMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,EVENIFYOUHAVENTAPPEALEDAGAINSTTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUHOWEVER,IFYOUWINYOURCASE,THETRIBUNALMAYREDUCEANYCOMPENSATIONAWARDEDTOYOUASARESULTOFYOURFAILURETOAPPEALREMEMBERTHATINMOSTCASESYOUMUSTMAKEANAPPLICATIONTOANEMPLOYMENTTRIBUNALWITHINTHREEMONTHSOFTHEDATEWHENTHEEVENTYOUARECOMPLAININGABOUTHAPPENEDIFYOURAPPLICATIONISRECEIVEDAFTERTHISTIMELIMIT,THETRIBUNALWILLNOTUSUALLYACCEPTIIFYOUAREWORRIEDABOUTHOWTHETIMELIMITSAPPLYTOYOU,TAKEADVICEFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPEMPLOYMENTTRIBUNALSARELESSFORMALTHANSOMEOTHERCOURTS,BUTITISSTILLALEGALPROCESSANDYOUWILLNEEDTOGIVEEVIDENCEUNDERANOATHORAFFIRMATIONMOSTPEOPLEFINDMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALCHALLENGINGIFYOUARETHINKINGABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,YOUSHOULDGETHELPSTRAIGHTAWAYFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPIFYOUAREBEINGREPRESENTEDBYASOLICITORATTHETRIBUNAL,THEYMAYASKYOUTOSIGNANAGREEMENTWHEREYOUPAYTHEIRFEEOUTOFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASETHISISKNOWNASADAMAGESBASEDAGREEMENTINENGLANDANDWALES,YOURSOLICITORCANTCHARGEYOUMORETHAN35OFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASEIFYOUARETHINKINGABOUTSIGNINGUPFORADAMAGESBASEDAGREEMENT,YOUSHOULDMAKESUREYOURECLEARABOUTTHETERMSOFTHEAGREEMENTITMIGHTBEBESTTOGETADVICEFROMANEXPERIENCEDADVISER,FOREXAMPLE,ATACITIZENSADVICEBUREAUTOFINDYOURNEARESTCAB,INCLUDINGTHOSETHATGIVEADVICEBYEMAIL,CLICKONNEARESTCABFORMOREINFORMATIONABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,SEEEMPLOYMENTTRIBUNALSTHELACKOFAIRUPTHEREWATCHMCAYMANISLANDSBASEDWEBB,THEHEADOFFIFASANTIRACISMTASKFORCE,ISINLONDONFORTHEFOOTBALLASSOCIATIONS150THANNIVERSARYCELEBRATIONSANDWILLATTENDCITYSPREMIERLEAGUEMATCHATCHELSEAONSUNDAY“IAMGOINGTOBEATTHEMATCHTOMORROWANDIHAVEASKEDTOMEETYAYATOURE,“HETOLDBBCSPORT“FORMEITSABOUTHOWHEFELTANDIWOULDLIKETOSPEAKTOHIMFIRSTTOFINDOUTWHATHISEXPERIENCEWAS“UEFAHASOPENEDDISCIPLINARYPROCEEDINGSAGAINSTCSKAFORTHE“RACISTBEHAVIOUROFTHEIRFANS“DURINGCITYS21WINMICHELPLATINI,PRESIDENTOFEUROPEANFOOTBALLSGOVERNINGBODY,HASALSOORDEREDANIMMEDIATEINVESTIGATIONINTOTHEREFEREESACTIONSCSKASAIDTHEYWERE“SURPRISEDANDDISAPPOINTED“BYTOURESCOMPLAINTINASTATEMENTTHERUSSIANSIDEADDED“WEFOUNDNORACISTINSULTSFROMFANSOFCSKA“AGEHASREACHEDTHEENDOFTHEBEGINNINGOFAWORDMAYBEGUILTYINHISSEEMSTOPASSINGALOTOFDIFFERENTLIFEBECAMETHEAPPEARANCEOFTHESAMEDAYMAYBEBACKINTHEPAST,TOONESELFTHEPARANOIDWEIRDBELIEFDISILLUSIONMENT,THESEDAYS,MYMINDHASBEENVERYMESSY,INMYMINDCONSTANTLYALWAYSFEELONESELFSHOULDGOTODOSOMETHING,ORWRITESOMETHINGTWENTYYEARSOFLIFETRAJECTORYDEEPLYSHALLOW,SUDDENLYFEELSOMETHING,DOIT一字开头的年龄已经到了尾声。或许是愧疚于自己似乎把转瞬即逝的很多个不同的日子过成了同一天的样子；或许是追溯过去，对自己那些近乎偏执的怪异信念的醒悟，这些天以来，思绪一直很凌乱，在脑海中不断纠缠。总觉得自己自己似乎应该去做点什么，或者写点什么。二十年的人生轨迹深深浅浅，突然就感觉到有些事情，非做不可了。THEENDOFOURLIFE,ANDCANMEETMANYTHINGSREALLYDO而穷尽我们的一生，又能遇到多少事情是真正地非做不可DURINGMYCHILDHOOD,THINKLUCKYMONEYANDNEWCLOTHESARENECESSARYFORNEWYEAR,BUTASTHEADVANCEOFTHEAGE,WILLBEMOREANDMOREFOUNDTHATTHOSETHINGSAREOPTIONALJUNIORHIGHSCHOOL,THOUGHTTOHAVEACRUSHONJUSTMEANSTHATTHEREALGROWTH,BUTOVERTHEPASTTHREEYEARSLATER,HISWRITINGOFALUMNIINPEACE,SUDDENLYFOUNDTHATISNTREALLYGROWUP,ITSEEMSISNOTSOIMPORTANTTHENINHIGHSCHOOL,THINKDONTWANTTOGIVEVENTTOOUTYOURINNERVOICECANBEINTHEHIGHSCHOOLCHILDRENOFTHEFEELINGSINAPERIOD,BUTWASEVENTUALLYINFARCTIONWHENGRADUATIONPARTYINTHETHROAT,LATERAGAINSTOODONTHEPITCHHEHASSWEATPROFUSELY,LOOKEDATHISTHROWNABASKETBALLHOOPS,SUDDENLYFOUNDHIMSELFHASALREADYCANTREMEMBERHISAPPEARANCE童年时，觉得压岁钱和新衣服是过年必备，但是随着年龄的推进，会越来越发现，那些东西根本就可有可无；初中时，以为要有一场暗恋才意味着真正的成长，但三年过去后，自己心平气和的写同学录的时候，突然就发现是不是真正的成长了，好像并没有那么重要了；然后到了高中，觉得非要吐露出自己的心声才能为高中生涯里的懵懂情愫划上一个句点，但毕业晚会的时候最终还是被梗塞在了咽喉，后来再次站在他曾经挥汗如雨的球场，看着他投过篮球的球框时，突然间发现自己已经想不起他的容颜。ORIGINALLY,THISWORLD,CANPRODUCEACHEMICALREACTIONTOANEVENT,INADDITIONTORESOLUTELY,HAVETODO,ANDTIME原来，这个世界上，对某个事件能产生化学反应的，除了非做不可的坚决，还有，时间。APERSONSTIME,YOURIDEASAREALWAYSSPECIALTOCLEARWANT,WANT,LINEISCLEAR,ASIFNOTHINGCOULDSHAKEHISALSOONCESEEMEDTOBEDETERMINEDTODOSOMETHING,BUTMOREOFTENISHEBACKEDOUTATLASTDISLIKEHISCOWARDICE,FINALLYFOUNDTHATTHEREAREALOTOFLOVE,THEREAREALOTOFMISS,LIKESHADOWREALLYHAVEBEENDOOMEDTHOSEWHODO,JUSTGREENYEARSONESELFGIVEONESELFANARMINJECTION,ORISASELFRIGHTEOUSSPIRITUAL一个人的时候，自己的想法总是特别地清晰。想要的，不想要的，界限明确，好像没有什么可以撼动自己。也曾经好像已经下定了决心去做某件事，但更多的时候是最后又打起了退堂鼓。嫌恶过自己的怯懦，最终却发现有很多缘分，有很多错过，好像冥冥之中真的已经注定。那些曾经所谓的非做不可，只是青葱年华里自己给自己注射的一支强心剂，或者说，是自以为是的精神寄托罢了。ATTHEMOMENT,THESKYISDARK,THEAIRISFRESHFACTORAFTERJUSTRAINEDSUDDENLYTHOUGHTOFBLUEPLAIDSHIRTTHOSEWEREBROKENINTOVARIOUSSHAPESOFSTATIONERYFROMTHECORNERATTHEBEGINNINGOFDEEPFRIENDSHIPHAVEDECLAREDTHEENDOFTHEENCOUNTERTHATHAVENTSTARTPLANNINGTHOSEYEARS,THOSEDAYSOFDO,FINALLY,LIKEYOUTH,WILLENDINOURLIFE此刻，天空是阴暗的，空气里有着刚下过雨之后的清新因子。突然想到那件蓝格子衬衫；那些被折成各种各样形状的信纸；那段从街角深巷伊始的友谊；还有那场还没有开始就宣告了终结的邂逅计划那些年那些天的非做不可，终于和青春一样，都将在我们的人生中谢幕。BAUMGARTNERTHEDISAPPOINTINGNEWSMISSIONABORTEDRPLAYSANIMPORTANTROLEINTHISMISSIONSTARTINGATTHEGROUND,CONDITIONSHAVETOBEVERYCALMWINDSLESSTHAN2MPH,WITHNOPRECIPITATIONORHUMIDITYANDLIMITEDCLOUDCOVERTHEBALLOON,WITHCAPSULEATTACHED,WILLMOVETHROUGHTHELOWERLEVELOFTHEATMOSPHERETHETROPOSPHEREWHEREOURDAYTODAYWEATHERLIVESITWILLCLIMBHIGHERTHANTHETIPOFMOUNTEVEREST55MILES/885KILOMETERS,DRIFTINGEVENHIGHERTHANTHECRUISINGALTITUDEOFCOMMERCIALAIRLINERS56MILES/917KILOMETERSANDINTOTHESTRATOSPHEREASHECROSSESTHEBOUNDARYLAYERCALLEDTHETROPOPAUSE,ECANEXPECTALOTOFTURBULENCETHESUPERSONICDESC