数字毫秒计设计报告

1、智能仪器课程设计报告专业班级：测控 063 学生学号：106034070 学生姓名：张利辉设计时间：2009年 10 月自动化与电气工程学院2 设计课题题目：最小系统秒表计一、设计任务与要求1. 在 220 伏交流电压下，通过变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路，从而得到+-5伏直流电源；2. 数字毫秒计，实现计时功能，有可清零可暂停等功能；3. 分辨率： 1ms ；4. 用 proteus仿真并分析二、硬件原理及单元电路分析(1)stc12c5404ad 资料 stc12c5410ad 系列及stc12c2052ad 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/ 机器周期(1t) 的单片机，是高速/

2、低功耗 / 超强抗干扰的新一代8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051, 但速度快8-12 倍，内部集成max810 专用复位电路。4 路 pwm,8 路高速 10 位a/d 转换 ,针对电机控制， 强干扰场合。 stc12c2052ad 系列只有2 路 pwm,8 路高速 8 位 a/d 转换。 1. isp（在系统可编程）/iap （在应用可编程） ，无需专用编程器，无需专用仿真器可通过串口（ p3.0/p3.1 ）直接下载用户程序，数秒即可完成一片2. eeprom 功能3. 看门狗 10. 内部集成max8 3 4. 专用复位电路（外部晶体12m 以下时，可省外部复位电路）5.

3、 时钟源：外部高精度晶体/ 时钟，内部r/c 振荡器用户在下载用户程序时，可选择是使用内部r/c 振荡器还是外部晶体/ 时钟常温下内部r/c 振荡器频率为：5.2mhz 6.8mhz 精度要求不高时， 可选择使用内部时钟， 但因为有制造误差和温漂，应认为是4mhz 8mhz 6. 共 6 个 16 位定时器 / 计数器，两个专用16 位定时器t0 和 t1 再加上 pca 模块可再实现 4 个 16 位定时器， stc12c2052ad 系列只有两路pca 7. 外部中断2 路, 下降沿中断或低电平触发中断,power down 模式可由外部中断唤醒8. pwm(4 路） /pca（可编程计数

4、器阵列,4 路） ,5410 系列是 4 路， 2052 系列只有两路- 也可用来当4 路 d/a 使用 - 也可用来再实现4 个定时器 - 也可用来再实现4 个外部中断 (上升沿中断 / 下降沿中断均可分别或同时支持) 9. a/d 转换 , 10 位精度 adc ，共 8 路。 stc12c2052ad 系列只有8 位精度 10. 通用全双工异步串行口(uart)，由于 stc12 系列是高速的8051，也可再用定时器软件实现多串口（2）74ls138 资料74ls138 为 3 线 8 线译码器， 共有 54/74s138和 54/74ls138 两种线路结构型式，其工作原理如下：当一个

5、选通端（g1）为高电平，另两个选通端（/(g2a) 和 /(g2b) ）为低电平时，可将地址端（a、 b、 c）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。利用 g1 、/(g2a) 和 /(g2b) 可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。若将选通端中的一个作为数据输入端时，74ls138 还可作数据分配器。4 （3）74ls164资料 8 位移位寄存器（串行输入，并行输出）简要说明 164 为 8 位移位寄存器, 其主要电特性的典型值如下：型号 fm pn 54/74164 36mhz 185mw 54/74ls164 36 mhz 80mw 当清除端

6、（ clear ）为低电平时，输出端（qa qh ）均为低电平。串行数据输入端（a ，b）可控制数据。当 a、b 任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（clock ）脉冲上升沿作用下 q0 为低电平。当 a 、b 有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在 clock 上升沿作用下决定q0 的状态。（4）max232 资料5 内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和 4只电容构成。 功能是产生 +12v 和-12v两个电源，提供给rs-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中

7、13脚（ r1in） 、12脚（ r1out ） 、11脚（ t1in） 、14脚（ t1out ）为第一数据通道。 8脚（ r2in） 、 9脚（ r2out ） 、10脚（ t2in） 、7脚（ t2out ）为第二数据通道。 ttl/cmos数据从 t1in、t2in 输入转换成rs-232数据从 t1out 、t2out送到电脑dp9 插头； dp9 插头的 rs-232数据从 r1in、r2in 输入转换成ttl/cmos 数据后从r1out 、r2out输出。第三部分是供电。15脚 dng 、16脚 vcc （+5v） 。(5)串行数据输出rxdp3.0txdp3.1串行数据mcs

8、-51abclk128移位脉冲qhqgqfqeqdqcqbqa74ls164扩展的并行输出口1312111065439r2.2 k 5 vclr6 mov scon, #00000000b ; 定义串行工作方式,并清除发送中断标志mov subf, a ; 输出串行数据loop: jnb ti, loop ; 等待一帧数据发送结束clk p1.1 dat p3.4 mov a，#3fh lcall sbuff sbuff: mov r3,#08h sbuff1: rlc a mov dat,c clr clk nop setb clk djnz r3,sbuff1 ret (6)stc 单片机

9、在线编程线路7 三、软件原理及框图阐述dat equ p1.1 clk equ p3.4 set1 bit p1.4 a_set bit p1.3 m_set bit p1.2 8 ccc equ p1.5 bbb equ p1.6 aaa equ p1.7 second equ 30h minute equ 31h hour equ 32h tcnth equ 33h tcntl equ 34h org 00h ljmp start org 000bh ljmp int_t0 org 0040h start: mov sp,#0e0h mov ie,#00h mov dptr,#table

10、mov hour,#0 ;初始化mov minute,#0 mov second,#0 mov tmod,#02h mov tcnth,#50 mov tcntl,#100 clr p3.7 mov th0,#38h ;定时 50 毫秒mov tl0,#38h mov ie,#82h setb tr0 setb ccc setb bbb setb aaa ljmp m0 ;* ;判断是否有控制键按下,是哪一个键按下m00: lcall delay jb set1,m2 ljmp s0 m0: lcall display jnb set1,m01 jnb a_set,kk1 jnb m_set,

11、kk4 ljmp m0 m01: lcall delay jb set1,m0 ljmp s1 9 m1: lcall display jnb set1,m02 jnb a_set,kk2 jnb m_set,kk5 ljmp m1 m02: lcall delay jb set1,m1 ljmp s2 m2: lcall display jnb set1,m00 jnb a_set,kk3 jnb m_set,kk6 ljmp m2 kk1: ljmp k1 kk2: ljmp k2 kk3: ljmp k3 kk4: ljmp k4 kk5: ljmp k5 kk6: ljmp k6 k1

12、: lcall delay jb a_set,m0 inc second ;秒值加 1 mov a,second cjne a,#60,jj0 ;判断是否加到60 秒mov second,#0 inc minute mov a,minute cjne a,#60,jj0 mov minute,#0 inc hour mov a,hour cjne a,#24,jj0 mov hour,#0 ljmp jj0 jj0: ljmp j0 k4: lcall delay jb m_set,retunem0 dec second ;秒值减 1 mov a,second cjne a,#255,xx0

13、mov second,#59 dec minute mov a,minute 10 cjne a,#255,xx0 mov minute,#59 dec hour mov a,hour cjne a,#255,xx0 mov hour,#23 ljmp xx0 xx0: ljmp x0 retunem0: ljmp m0 k2: lcall delay jb a_set,retune1 inc minute ;分钟值加1 mov a,minute cjne a,#60,jj1 ;判断是否加到60 分mov minute,#0 inc hour mov a,hour cjne a,#24,jj1

14、 mov hour,#0 ljmp m1 jj1: ljmp j1 k5: lcall delay jb m_set,retune1 dec minute ;分减 1 mov a,minute cjne a,#255,xx1 mov minute,#59 dec hour mov a,hour cjne a,#255,xx1 mov hour,#23 ljmp xx1 xx1: ljmp x1 k3: lcall delay jb a_set,retune2 inc hour ;小时值加1 mov a,hour cjne a,#24,jj2 ;判断是否加到24 小时mov hour,#0 lj

15、mp jj2 jj2: ljmp j2 k6: lcall delay jb m_set,retune2 dec hour 11 mov a,hour cjne a,#255,x2 mov hour,#23 ljmp x2 ;* retune0: ljmp m0 retune1: ljmp m1 retune2: ljmp m2 s0: jb set1,retune0 lcall display ljmp s0 s1: jb set1,retune1 lcall display ljmp s1 s2: jb set1,retune2 lcall display ljmp s2 x0: jb m

16、_set,retune0 lcall display ljmp x0 x1: jb m_set,retune1 lcall display ljmp x1 x2: jb m_set,retune2 lcall display ljmp x2 j0: jb a_set,retune0 lcall display ljmp j0 j1: jb a_set,retune1 lcall display ljmp j1 j2: jb a_set,retune2 lcall display ljmp j2 ;* ;定时器中断服务程序,对秒 ,分钟和小时的计数int_t0: push psw 12 push

17、 acc z1: djnz tcntl,retune mov tcntl,#100 djnz tcnth,z1 inc second mov tcntl,#100 mov tcnth,#50 mov a,second cjne a,#60,retune inc minute mov second,#0 mov a,minute cjne a,#60,retune inc hour mov minute,#0 mov a,hour cjne a,#24,retune mov hour,#0 retune: pop acc pop psw reti ;* ;显示控制子程序display: mov

18、a,second ;显示秒mov b,#10 div ab clr bbb clr aaa ;mov a,ledbuf movc a,a+dptr lcall sbuff lcall delay mov a,b setb aaa ;mov a,ledbuf movc a,a+dptr lcall sbuff lcall delay 13 setb bbb mov a,minute ;显示 minute mov b,#10 div ab clr ccc clr aaa ;mov a,ledbuf movc a,a+dptr lcall sbuff lcall delay mov a,b setb

19、 aaa ;mov a,ledbuf movc a,a+dptr lcall sbuff lcall delay setb ccc mov a,hour ; 显示 hour mov b,#10 div ab clr ccc clr bbb clr aaa ;mov a,ledbuf movc a,a+dptr lcall sbuff lcall delay mov a,b setb aaa movc a,a+dptr lcall sbuff lcall delay setb ccc setb bbb ret table: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h 14 db 6dh,7dh

20、,07h,7fh,6fh sbuff: mov r3,#8 sbuff1:rrc a mov dat,c clr clk nop setb clk djnz r3,sbuff1 ret delay: mov r6,#10 d1: mov r7,#250 djnz r7,$ djnz r6,d1 ret end 四、总原理图及元器件清单1总原理图2元件清单元件序号型号主要参数数量备注r1 金属膜电阻10k 1 r2 金属膜电阻2.2k 1 r3,r4,r5,r6 金属膜电阻1k 4 r7 金属膜电阻3k 1 c1,c2 电容 3333pf 2 c3 电容10uf 1 c4,c5,c6,c7 电容 1040.1uf 4 s1,s2,s3 wjw 按钮按钮3 l3a,l3b led3 晶体管2 u1 stc12c5404ad 单片机1 u2 74ls138 多路开关1 u3 74ls164 串行输入转并行输出1 u4 max232 数据传输芯片1 ls1 speaker 蜂鸣器1 t1 s8050 三极管