片机秒表 单片机技术及其应用原理课程设计.doc

单片机技术及其应用原理单片机技术及其应用原理 课课 程程 设设 计计 报报 告告 设计题目：设计题目： 专业年级：专业年级： 08 电子信息工程本科电子信息工程本科 小组成员小组成员: 成成 绩：绩： 完成时间：完成时间：20110702 1.电路图用画图软件完成。 2.文字内容：宋体， 小四，1.5 倍行距。 3.报告内容应包含以下几部分： 【设计题目】单片机秒表课程设计单片机秒表课程设计 【设计要求】 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 0.1 秒。 要求选用定时器的工作方式，画出使用单片机控制 LED 数码管显示的电路 图，并在实验箱实现其硬件电路，并编程完成软件部分，最后调试秒表起动、 停止、清零功能。 【设计过程】 1.【方案设计】 1.1 设计课题系统分析 课程设计要求设计的电路主要是能多次记时和查询时间，记时的多少通过显示电路显示 出来，每次计时可以通过控制电路查询出来。因此设计的大体框图如图 1 所示： 1.2 系统方案 1.2.1 方案设计 方案一：利用分离门电路和集成块电路设计显定时器：可分为五个功能模块：秒脉冲发生 器、计数器、译码显示电路、时序控制电路。秒脉冲发生器：555 振荡器振荡周期 T=0.693（R5+2R6）C=0.72,频率 f=1.39HZ;计数器和控制电路是系统的主要部分，计数器是 用可加（减）的计数方法，它是十进制计数的方式，选用 74LS192，计时器完成计时功能； 控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停/连续计数、查询所计数、译码显示电路显 示等功能。设计框图如图 2 所示： 方案二：该方案设计采用 AT89C51 单片机为中心器件，利用其定时器/计数器定时和记数 的原理，结合硬件电路如电源电路，晶振电路，复位电路，显示电路，以及一些按键电路 等来设计计时器，将软、硬件有机地结合起来。其中软件系统采用汇编语言编写程序，包 括显示程序，加减计数程序，快加快减程序，中断，延时程序，按键消抖程序等，并在 WAVE 中调试运行，硬件系统利用 PROTEUS 强大的功能来实现，简单切易于观察，在仿 真中就可以观察到实际的工作状态 设计的方框图如下： 图 3 数字秒表设计导向 1.3 方案论证 方案一是电子式，时间走的很准时，也能达到预想的要求但是要 做好是有很大难度的，线非常之多，元元件分散、多，容易把线接 错；所以我们讨论决定采用方案二以 AT89S51 芯片为中心控制系统， 可实现显示、计数等功能，大大提高了系统的智能化，也使得系统 所测的结果的精度大大提高。 2.【器件选择】 由于实验要求所设计的秒表要能进行计时并在数码管上显示时间，这样我们设计利用 DVCC 系列单片机微机仿真实验系统中的芯片 8032 来实现要求，并结合七段数码管来显示 时间。之所以选用芯片 8032 是因为该芯片的功能类似于芯片 AT89C51，其管脚功能也和 AT89C51 的管脚功能类似。芯片 8032 中的 P3.2 管脚设计做为外部中断 0 的入口地址，并 实现“开始”按键的功能；设计将 P3.3 做为外部中断 1 的入口地址，并实现“清零”按键 的功能；将 P3.0 做为数据信号 DATA 输入的入口地址；将 P3.1 做为时钟信号 CLK 输入的 入口地址。定时器 T0 作为每秒加一的定时器；定时器 T1 作为“快加”键的定时器。其中 “开始”按键当开关由 1 拨向 0（由上向下拨）时开始计时；“清零”按键当开关由 1 拨 向 0（由上向下拨）时数码管清零，此时若再拨“开始”按键则又可重新开始计时。 总上器件最终决定选用：集成电路芯片 8032，七段数码管，AT89C51 实验箱，按键， DVCC 系列单片机微机仿真实验系统中的软件（WAVE 6000）。 3.【系统电路设计】 3.1、接口电路 利用 12M 晶振的一个机器周期为 1 微秒,通过循环产生 1 秒时间延迟，扫描单片机中 所存放的时间的值（可正记时，也可倒计时） ，并通过输出显示在数码管上。 如图： 图 4.1 秒表系统连线图 P0.0P0.7 对应了两个接数码管的 A,B,C,D,E,F,G 和小数点位，P2.6 接显示个位数的数码 管的 3、8 引角，P2.7 则接十位数的。P3.6、P3.7 分别接按键。 3.2、硬件连线图、硬件连线图 图 4.2 数字秒表程序硬件电路连线图 4.【软件设计】 1、数字秒表工作流程图、数字秒表工作流程图 图 5 数字秒表工作整体流程图 2、用、用 51 单片机实现数字秒表工作源程序单片机实现数字秒表工作源程序 OUTBIT EQU 08002H ；位控制口 OUTSEG EQU 08004H ；段控制口 LSEC EQU 31H ； SEC EQU 32H ； MIN EQU 33H ； FLAG BIT 20H.0 ；位定义 KEY1 BIT P3.6 ； KEY2 BIT P3.7 ； ORG 0000H ； LJMP START ；初始程序入口地址 ORG 000BH ； LJMP TIMER0 ；加一子程序入口地址 ORG 0060H START: LCALL INITIAL ；调用启动 LCM 子程序进行初始化 LOOP: LCALL DISPLAY ；退出时钟调整时键释放等待 JNB KEY1,WAIT ；判断 KEY1.等待 JNB KEY2,RESET ； LJMP LOOP ； CONTROL: CLR TR0 ；关定时器 LCALL DISPLAY ； JNB KEY1,CONTROL ； CPL FLAG ； JB FLAG,BEGIN ； SETB TR0 ；重置定时器 LJMP LOOP ； WAIT: LCALL DISPLAY ； JNB KEY1,CONTROL ； LJMP LOOP ； BEGIN: CLR TR0 ； LJMP LOOP ； RESET: JNB TR0,CLE ； LCALL LOOP ； CLE: LCALL CLEAR ； LJMP LOOP ； INITIAL: LCALL CLEAR ； SETB FLAG ； MOV DPTR,#TAB ； MOV TMOD,#01H ；定时器 0，方式一 MOV TL0,#0F0H ； MOV TH0,#0D8H ； SETB EA ；开中断 SETB ET0 ；开 T0 中断 RET ； TIMER0:CLR TR0 ； MOV TL0,#0F0H ； MOV TH0,#0D8H ； 重新赋值 SETB TR0 ； INC LSEC ； MOV A,LSEC ； CJNE A,#100,EXIT ； MOV SEC,#00H ； INC SEC ； MOV A,SEC ； CJNE A,#60,EXIT ； MOV SEC,#00H ； INC MIN ； MOV A,MIN ； CJNE A,#60,EXIT ； MOV MIN,#00H ； EXIT: SETB TR0 ； RETI ； CLEAR: MOV A,#00H ； MOV LSEC,A ； MOV SEC,A ； MOV MIN,A ； RET ； DISPLAY: MOV R3,#01H ； MOV R0,#31H ； MOV R4,#3 ；选择 3 组工作寄存器 DISPLAY1: MOV A,R0 ； MOV B,#0AH ； DIV AB ； MOV R5,A ； MOV A,B ； MOV DPTR,#TAB ； MOVC A,A+DPTR ；查字形码表 MOV DPTR,#OUTSEG ；设置显示起始位置 MOVX DPTR,A ；设定显示位置 MOV DPTR,#OUTBIT ； MOV A,R3 ； MOVX DPTR,A ；显示数据 LCALL DELAY100US ； MOV A,#00H ； MOVX DPTR,A ； MOV A,R3 ； RL A ； MOV R3,A ； MOV A,R5 ； MOV DPTR,#TAB ； MOVC A,A+DPTR ； MOV DPTR,#OUTSEG ； MOVX DPTR,A ； MOV DPTR,#OUTBIT ； MOV A,R3 ； MOVX DPTR,A ； LCALL DELAY100US ； MOV A,#00H ； MOVX DPTR,A ； MOV A,R3 ； RL A ； MOV R3,A ； INC R0 ； DJNZ R4,DISPLAY1 ； RET ； DELAY100US:MOV R7,#50 ；循环 50 次 DJNZ R7,$ ；r7- 1 不为 0，执行本指令 RET ； ；/查表指令 TAB: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH DB 7DH, 07H, 7FH, 6FH 【结果分析】 【设计总结】 1. 设计中出现的问题和相应的解决方案。 2. 个人体会。 【参考文