基于MCS51的单片机秒表设计.doc

中北大学信息商务学院 单片机课程设计说明书 目 录一、引言 1二、设计的任务与要求 1三、硬件电路设计 1四、软件设计流程及描述 3五、设计调试过程 5六、源程序代码 6七、收获体会 8八、参考文献 9 第页 共页一、 引言 基于 AT89C51 单片机的秒表设计 摘要 单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，安全性高，使用方便等优点。本次设计内容为以AT89C51 单片机为核心的秒表，它采用键盘输入，单片机技术控制。设计内容以硬件电路设计，软件设计和 PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示，在现实生中应用广泛。 二、 设计的任务与要求用AT89C51设计一个2位的LED数码显示作为“秒表”：显示时间为0099秒，每秒自动加1，另设计一个“开始”键和一个“复位”键。按键说明：按“开始”按键，开始计数，数码管显示从00开始每秒自动加一,再按“开始”键，停止计数；按“复位”按键，系统清零，数码管显示00。2.1设计任务设计一个单片机控制的秒表系统，利用单片机的定时器/计数器的原理，结合现实电路，LED数码管以及按键来设计计时器。讲软硬件有机的结合起来，是的系统能够正确的实现开始暂停清零加速等功能，数码管能够正确的现实时间。2.2设计要求1.采用外部中断0和1，控制两位数码管进行00-99的技术，其中外部中断0控制进行减1计数，外部中断1进行加1计数。2.3设计内容提要本系统采用AT89C51单片机为中心器件，利用其定时器/计时器定时和计数的原理，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，净软硬件有机的结合起来，其中软件系统采用汇编语言编写程序，包括显示程序，快加程序，暂停，按键消抖程序等，硬件系统利用Keil强大的功能来时间，简单且易观察。三、 硬件电路设计AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 图1 AT89C52实物图 图2 AT89C52引脚图主要功能特性：1、兼容MCS51指令系统 2、8k可反复擦写(大于1000次）Flash ROM； 3、32个双向I/O口； 4、256x8bit内部RAM； 5、3个16位可编程定时/计数器中断； 6、时钟频率0-24MHz； 7、2个串行中断，可编程UART串行通道； 8、2个外部中断源，共8个中断源； 9、2个读写中断口线，3级加密位； 10、低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能； 11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求。本设计利用AT89C52单片机的定时器/计时器定时和计数的原理，使其能精确计时。设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计，其硬件电路主要有主控制器、计时与显示电路和复位电路等。主控制器用AT89C52，显示电路采用共阴极LED数码管显示计时时间。利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。P3.0，P3.1，RST开口接四个按钮，分别实现开始，暂停，复位的功能。电路原理图设计最基本得要求是正确性，其次布局合理，最后在正确性和布局合理的前提下力求完美。由于条件限制本系统采用软件模拟硬件系统，采用proteus软件进行模拟设计及调试工作。 图3 七段数码管引脚图四、 软件设计流程及描述是否是否手动开关定时器溢出中断对定时器重新赋值进行加一操作后重新计算时间往P0口和P2口送显示时间数码管显示中断返回主函数对定时器/计数器初始化始化程序开始判断P04口是否有低电平信号开中断并启动定时器开始、暂停或者继续计数置零判断P07口是否有低电平信号五、仿真过程及结果利用51单片机设计一个1/100秒表，最大能显示99秒，具有启停、复位等功能。用汇编语言编程，数码管显示！1、确立总体设计方案；2、系统整体框图设计；3、各个单元电路设计与分析；4、应用软件设计与调试；5、系统仿真与调试；6、分析结果，得出结论以及展望。图4 Keil调试调试完成图图5 Proteus调试效果图六、源程序代码= ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP X0_INT ORG 000BH AJMP T0_INT ORG 0013H AJMP X1_INTMAIN: MOV TMOD,#01H ;T0定时方式1 MOV TH0, #(65536-50000) / 256 ;50ms12MHz MOV TL0, #(65536-50000) MOD 256; SETB TR0 SETB ET0 ;开启定时中断 SETB EX0 SETB EX1 SETB EA ;定时器初始化结束，下面循环显示即可 MOV R1, #99H ;099计数. MOV R7, #1 ;50ms计数. MOV P0, #3FH MOV P2, #3FHLOOP: SJMP LOOP;-DELAY: ;延时子程序.AA4: MOV R4, #0 DJNZ R4, $ DJNZ R4, $ RET;-X0_INT: ;启动/停止 CPL F0 RETI;-X1_INT: ;清零 MOV R1, #0 MOV P0, #3FH MOV P2, #3FH RETI;-T0_INT: ;50ms中断执行一次. MOV TL0, #(65536-50000) MOD 256; MOV TH0, #(65536-50000) / 256 ;50ms12MHz DJNZ R7, T0_END ;中断不到20次. MOV R7, #20 JNB F0, T0_END MOV A, R1 ADD A, #1 DA A MOV R1, A ANL A, #0FH MOV DPTR, #TAB MOVC A, A+DPTR ;查出段码 MOV P2, A MOV A, R1 SWAP A ANL A, #0FH MOVC A, A+DPTR ;查出段码 MOV P0, A ;显示十位数.T0_END: RETI;-TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH, 6FH END=七、课程设计体会通过这次的秒表设计，我对一些专业知识和电子设计有了更深的了解，同时也尝试着去应用自己的所掌握的知识。本次设计主要是对已学习的模拟电子技术、数字电子技术和单片机的综合应用，同时加上电路等知识，设计完成了利用软件模拟的秒表。经过几天的奋战,我感受很深。 在设计过程中深感自己在培养动手能力这方面还需很大的努力。单片机课程设计不仅给我提供了一个很好的展现应用自己所掌握的知识的平台,又是检验自己所学知识的一次考核。在设计的过程中我也不可避免的遇到了很多的问题。尤其是在调试过程中,会因为某些原因出不来结果,但通过老师对我的帮助最后还是成功的完成了这次的设计。经过过这次的系统设计，我也发现了不少自己