单片机电子秒表设计

摘要随着电子技术的迅速发展，特别是随大规模集成电路产生而出现的微型计算机，给人类生活带来了根本性的改变。如果说微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么可以毫不夸张他说，单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。目前，单片机以其高可靠性、高性能价格比，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用，并已走人家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可见到单片机的踪影。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中，MC5系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。目前，可用于MCS-51系列单片机开发的硬件越来越多，与其配套的各类开发系统、各种软件也日趋完善，因此，可以极方便地利用现有资源，开发出用于不同目的的各类应用系统。目录第一章硬件选用与连接11.1单片机的介绍11.2芯片介绍21.2.1芯片827921.2.2芯片AT89C5131.3硬件连接5第二章软件设计2.1课题要求52.2流程图设计72.3程序设计8第三章调试与运行13第四章课题总结14参考文献140第一章硬件选用与连接第一节单片机的介绍1.1单片机的组成根据型号不同，AT89C51系列单片机内部结构在程序存储器，数据存储器及定时器的数量和种类上略有不同。基本型AT89C51系列单片机内包括以下部分：微处理器（含运算器和控制器）。微处理器作为AT89C51单片机的核心部分的微处理器是一个8位的高性能中央处理器（CPU）。它的作用是读入并分析每条指令，根据各指令的功能控制单片机的各功能部件执行指定的运算或操作。它主要由运算器和控制器构成。;存储器;4KB的程序存储器（ROM/EPROM/Flash，可外扩至64KB）；128B的数据存储器（RAM，可在外扩64KB）；特殊功能寄存器SFRI/O口和其他功能单元4个并行I/O口2个16位定时/计数器1个全双工异步串行口中断系统（5个中断源，2个优先级）1.1.1内部存储器的结构AT89C51单片机的片内存储器与一般微机的存储器的配置不同。一般微机的ROM和RAM安排在同一空间的不同范围（称为普林斯顿结构）。而AT89C51单片机的存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间（称为哈佛结构）。第二节芯片介绍1.2芯片8279芯片8279采用单5V电源供电，40脚封装。DB0DB7:双向数据总线，用来传送8279与CPU之间的数据和命令。CLK:时钟输入线，用以产生内部定时的时钟脉冲。1RESET:复位输入线，8279复位后被置为字符显示左端输入，二键闭锁的触点回弹型式，程序时钟前置分频器被置为31,RESET信号为高电平有效。CS:片选输入线，低电平有效，单片机在CS端为低时可以对8279读/写操作A0:缓冲器低位地址，当A0为高电平时，表示数据总线上为命令或状态，当为低电平时，表示数据总线上为命令或状态，当为低电平时，表示数据总线上为数据。RD:读信号输入线，低电平有效，将缓冲器读出，数据送往外部总线。WR:写信号输入线，低电平有效，将缓立器读出,将数据从外部数据总线写入8279的缓冲器芯片8279可按其功能分为:键盘功能块;显示功能块;控制功能块;与CPU接口功能块控制功能块包括控制和定时寄存器,定时和控制,扫描计数器三部分,它主要用来控制键盘和显示功能块工作.:控制和定时寄存器:用于存贮来自CPU的编程命令,CPU对8279编程以确定键盘与显示器工作方式和其它工作条件时,先把命令控制数据放到数据总线上,然后使A0=1,WR=0CS=0,并在WR上升沿把命令键存在控制和定时寄存器中,并经译码,建立适当的功能.:定时和控制:它含基本的定时计数器,第一个计数器是一个分频系数为2-31的前置定时器,分频系数可由程序预置,使内部频率为100KHz,从而能给出5.1ms键盘扫描时间和10.3ms反跳时间,其它计数器将此基本频率分频后,提供适当的按键扫描.行扫描.键盘阵列扫描.以及显示器扫描次数.:扫描计数器:扫描计数器有两种工作方式,在编码工作方式时,计数器提供一种二进制计数,通过管脚SL0-SL3输出后经外部译码才能提供给键盘和显示器的扫描作用,在译码工作方式时,扫描计数器对最低二位进行译码,SL0-SL3输出4选1的译码信号,作为显示器和键盘的译码扫描.:键盘功能块包括:返回缓冲器,键盘反跳及控制,8x8FIFO传感器RAM,FIFO/传感器RAM状态1.3芯片AT89C51芯片AT89C51采用单5V电源供电，40脚封装。DB0DB7:双向数据总线，用来传送8279与CPU之间的数据和命令。CLK:时钟输入线，用以产生内部定时的时钟脉冲。RESET:复位输入线，AT89C51复位后被置为字符显示左端输入，二键闭锁的触点回弹型式，程序时钟前置分频器被置为31,RESET信号为高电平有效。CS:片选输入线，低电平有效，单片机在CS端为低时可以对AT89C51读/写操作A0:缓冲器低位地址，当A0为高电平时，表示数据总线上为命令或状态，当为低电平时，表示数据总线上为命令或状态，当为低电平时，表示数据总线上为数据。2RD:读信号输入线，低电平有效，将缓冲器读出，数据送往外部总线。WR:写信号输入线，低电平有效，将缓立器读出,将数据从外部数据总线写入AT89C51的缓冲器芯片AT89C51可按其功能分为:键盘功能块;显示功能块;控制功能块;与CPU接口功能块控制功能块包括控制和定时寄存器,定时和控制,扫描计数器三部分,它主要用来控制键盘和显示功能块工作.:控制和定时寄存器:用于存贮来自CPU的编程命令,CPU对AT89C51编程以确定键盘与显示器工作方式和其它工作条件时,先把命令控制数据放到数据总线上,然后使A0=1,WR=0CS=0,并在WR上升沿把命令键存在控制和定时寄存器中,并经译码,建立适当的功能.:定时和控制:它含基本的定时计数器,第一个计数器是一个分频系数为2-31的前置定时器,分频系数可由程序预置,使内部频率为100KHz,从而能给出5.1ms键盘扫描时间和10.3ms反跳时间,其它计数器将此基本频率分频后,提供适当的按键扫描.行扫描.键盘阵列扫描.以及显示器扫描次数.:扫描计数器:扫描计数器有两种工作方式,在编码工作方式时,计数器提供一种二进制计数,通过管脚SL0-SL3输出后经外部译码才能提供给键盘和显示器的扫描作用,在译码工作方式时,扫描计数器对最低二位进行译码,SL0-SL3输出4选1的译码信号,作为显示器和键盘的译码扫描.第三节硬件连接34第二章软件设计2.1课题要求设计电子秒表系统，利用实验机上提供的8279键盘电路，数码显示电路，设计一个电子钟。电子钟做成如下格式:XXXXXX由左向右分别为:时、分、秒（1单片机对按键的识别的过程处理（2单片机对正确识别的按键进行计数，计数满时，又从零开始计数；（3单片机对计的数值要进行数码显示，计得的数是十进数，含有十位和个位，我们要把十位和个位拆开分别送出这样的十位和个位数值到对应的数码管上显示。如何拆开十位和个位我们可以把所计得的数值对10求余，即可个位数字，对10整除，即可得到十位数字了。（4通过查表方式，分别显示出个位和十位数字。要求：1.画出硬件接线图2.画出流程图3.编写程序2.2流程图设计52.3程序设计Z8279EQU0FF82HD8279EQU0FF80HLEDMODEQU00HLEDFEQEQU2FHLEDCLSEQU0C1HLEDWR0EQU80HREADKBEQU40HORG0000HAJMPSTARTORG001BHAJMPINT_T1START:MOVSP,#60HLCALLINIT8279MOVR3,#0HMOVR2,#0HMOVR1,#0HMOVR0,#0HMOVR6,#0FFHMOVTMOD,#10HMOVTL1,#00HMOVTH1,#0DCH6LCALLDIS_mSSETBET1SETBEAWAIT:LCALLGETKEYCJNEA,#0FFH,CONTMOVA,BCJNEA,#3CH,KEY_GLCALLCLEAR_TKEY_G:CJNEA,#3AH,KEY_DLCALLSTART_TKEY_D:CJNEA,#3DH,CONTLCALLSTOP_TCONT:CJNER6,#0FFH,WAITLCALLDISPLAYMOVR6,#0SJMPWAITCLEAR_T:CLRTR1MOVR3,#0HMOVR2,#0HMOVR1,#0HMOVR0,#0HMOVR6,#0FFHLCALLDIS_mSRETSTART_T:SETBTR1RETSTOP_T:CLRTR1RETINIT8279:PUSHDPHPUSHDPLPUSHACCLCALLDELAYMOVDPTR,#Z8279MOVA,#LEDMODMOVXDPTR,AMOVA,#LEDFEQMOVXDPTR,AMOVA,#LEDCLS7MOVXDPTR,APOPACCPOPDPLPOPDPHRET;读取键盘子程序;输入:无;输出:B:读到的键码A:GETKEY:PUSHDPHPUSHDPLPUSHPSWMOVDPTR,#Z8279MOVXA,DPTRANLA,#07HJNZGETVALMOVA,#0HSJMPNKBHITGETVAL:MOVA,#READKBMOVXDPTR,AMOVDPTR,#D8279MOVXA,DPTRANLA,#3FHMOVDPTR,#KEYCODEMOVCA,A+DPTRMOVB,AMOVA,#0FFHNKBHIT:POPPSWPOPDPLPOPDPHRET;显示字符子程序;输入:R4,位置R5,值DISLED:PUSHDPHPUSHDPLPUSHACCMOVA,#LEDWR0ADDA,R4MOVDPTR,#Z8279MOVXDPTR,AMOVDPTR,#LEDSEGMOVA,R5MOVCA,A+DPTRMOVDPTR,#D8279MOVXDPTR,APOPACC8POPDPLPOPDPHRETDELAY:PUSH0PUSH1MOV0,#0HDELAY1:MOV1,#0HDJNZ1,$DJNZ0,DELAY1POP1POP0RETDIS_mS:MOVA,R0ANLA,#0FHMOVR5,AMOVR4,#0LCALLDISLEDMOVA,R0SWAPAANLA,#0FHMOVR5,AMOVR4,#1LCALLDISLEDRETINT_T1:PUSHDPHPUSHDPLPUSHACCPUSHPSWCLRTR1MOVTL1,#00HMOVTH1,#0DCHSETBTR1MOVA,R0ADDA,#1DAAMOVR0,ACJNER0,#0,EXITMOVR6,#0FFHCJNER1,#59H,SECONDMOVR1,#99H9CJNER2,#59H,MINUTEMOVR2,#99HCJNER3,#59H,HOURMOVR3,#99HHOUR:MOVA,R3ADDA,#1DAAMOVR3,AMINUTE:MOVA,R2ADDA,#1DAAMOVR2,ASECOND:MOVA,R1ADDA,#1DAAMOVR1,AEXIT:POPPSWPOPACCPOPDPLPOPDPHRETIDISPLAY:MOVA,R3ANLA,#0FHADDA,#10HMOVR5,AMOVR4,#6LCALLDISLEDMOVA,R3SWAPAANLA,#0FHMOVR5,AMOVR4,#7LCALLDISLEDMOVA,R2ANLA,#0FHADDA,#10HMOVR5,AMOVR4,#4LCALLDISLED10MOVA,R2SWAPAANLA,#0FHMOVR5,AMOVR4,#5LCALLDISLEDMOVA,R1ANLA,#0FHADDA,#10HMOVR5,AMOVR4,#2LCALLDISLEDMOVA,R1SWAPAANLA,#0FHMOVR5,AMOVR4,#3LCALLDISLEDRET;LED显示常数表LEDSEG:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H;0,1,2,3,4,5,6,7DB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H;8,9,A,B,C,D,E,FDB0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,087H;0.,1.,2.,3.,4.,5.,6.,7.DB0FFH,0EFH,0F7H,0FCH,0B9H,0DEH,0F9H,0F1H;8.,9.,A.,B.,C.,D.,E.,F.DB6DH,02H,08H,00H,59H,0FH,76H;U,-,_,I,O,P,;键盘键码表KEYCODE:DB30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H;1,2,Q,W,A,S,+,ZDB38H,39H,3AH,3BH,3CH,3DH,3EH,3FH;3,4,E,R,D,F,X,CEND11第三章调试与运行在这个程序调试与运行的过程中，我们小组也遇到了一些问题，但经过我们的讨论和老师的指导下我们最后获得了成功。第一次调试的时候电子表从0跳到99而且不会回到0，然后我们把显示时的高位和分的低位删去，但仍然没有收到成效。之后我们删除了判断时=23与结果时=59时，我们小组终于获得了胜利。12第四章课题总结单片机技术在各个领域