單片機課程設(shè)計秒表計時器

1、課程設(shè)計名稱：單片機原理及接口技術(shù) 題 目：基于單片機的秒表計時器設(shè)計 學(xué) 期：2014-2015學(xué)年第一學(xué)期專 業(yè)： 電氣技術(shù) 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課 程 設(shè) 計 成 績 評 定 表學(xué) 期2014-2015(一)姓 名專 業(yè)電氣技術(shù)班 級課程名稱單片機原理及接口技術(shù)論文題目基于單片機的秒表計時器設(shè)計評 定 指 標評定指標分值得分知識創(chuàng)新性20理論正確性20內(nèi)容難易性15結(jié)合實際性10知識掌握程度15書寫規(guī)范性10工作量10總成績100評語：任課教師時 間2014年 1 月 10 日備 注課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書一、設(shè)計題目秒表計時器二、設(shè)計任務(wù)本課題以

2、單片機為核心，設(shè)計和制作一個秒表計時器。三、設(shè)計計劃課程設(shè)計一周第1天：查找資料，方案論證。第2天：各部分方案設(shè)計。第3天：各部分方案設(shè)計。第4天：撰寫設(shè)計說明書。第5天：校訂修改，上交說明書。四、設(shè)計要求 1、繪制軟件流程圖并利用匯編語言編寫軟件程序；2、繪制系統(tǒng)硬件原理圖；3、形成設(shè)計報告。指 導(dǎo) 教師：教研室主任：2014年 5月 26 日摘要本設(shè)計利用89C51單片機設(shè)計秒表計時器，通過LED顯示秒十位和個位，在設(shè)計過程中用一個存儲單元作為秒計數(shù)單元，當(dāng)一秒到來時，就讓秒計數(shù)單元加一，通過控制使單片機秒表計時，暫停，歸零。設(shè)計任務(wù)包括控制系統(tǒng)硬件設(shè)計和應(yīng)用程序設(shè)計。關(guān)鍵詞：51單片機；

3、74HC573；LED數(shù)碼管目錄綜述 11 程序方案 21.1方案論證 21.2總體方案 22部分設(shè)計 32.1 89C51單片機 32.2晶體振蕩電路 42.3硬件復(fù)位電路 52.4顯示電路 62.5整體電路圖 73程序設(shè)計 83.1程序流程框圖 83.2顯示程序流程圖 93.3匯編源程序 104調(diào)試說明 134.1概述134.2電路原理圖13心得體會 15參考文獻 16綜述單片機是集CPU，RAM，ROM，定時，計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。他體積小，成本低，功能強，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動化上。而51單片機是各單片機中最位典型和最有代表性的一種。中國使用單片機的歷史只有短短的30年

4、，在初始的短短五年時間里發(fā)展極為迅速?？v觀我們現(xiàn)在生活的各個領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù) 處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。本課題以單片機為核心，設(shè)計和制作一個秒表，開始時，顯示“00”，第1次按下按鈕后就開始計時；第2次按按鈕后，計時停止；第3次按按鈕后，計時歸零。根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計出了符合要求的秒表計時器。1 程序方案1.1方案論證時鐘電路常用的有內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式，但因為本設(shè)計中只需要一片單片機，所以采用內(nèi)部時鐘方式比較簡單。按鈕電路中的“復(fù)位”按鈕是按鍵手

5、動復(fù)位，它有電平和脈沖兩種方式，比較電路的復(fù)雜程度，本設(shè)計選擇了按鈕電平復(fù)位電路。但根據(jù)顯示方式的不同選擇，我們可以有幾種方案： 方案一：使用靜態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示方式下的數(shù)碼管的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器鎖存的斷碼輸出將維持不變，直到送入另一個字符的斷碼為止。因而此設(shè)計中使用的顯示位數(shù)使用了三個8位并行I/O口。如果另外想擴展單片機功能，則能使用的輸出管腳很是有限。 方案二：使用動態(tài)顯示方式。這個顯示方式是將所有顯示位的段碼線的相應(yīng)段并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，而各位的共陰或共陰極分別由相應(yīng)的I/O線控制，形成各位的分時選通。這種顯示方式，簡化了硬件電路，特別在多位數(shù)碼管顯示時尤為

6、突出。1.2總體方案由課程設(shè)計的要求和任務(wù)，采用的匯編語言編程，設(shè)計秒表要求一秒定時，采用了定時器T0和（存儲單元NTA）擴展來定時，即用單片機內(nèi)部的定時器T0。先將時鐘初始化，賦入初值25ms定時，循環(huán)40次來進行1秒定時。然后由R3來進行加一運算，然后將其值通過P1(段顯示)，P2口（位顯示）在數(shù)碼管上進行顯示時，在程序中首先定義一個關(guān)于數(shù)碼管顯示的字形碼定義，以便在顯示時調(diào)用即可。編寫秒表程序，使其通過I/O的輸出在數(shù)碼管上顯示秒表的計時情況，通過I/O口的輸入與中斷程序級按鍵程序?qū)崿F(xiàn)INT中斷功能和控制秒表的“停”與“走”。晶振電路AT89C51單片機顯示電路復(fù)位電路圖1-12部分設(shè)計

7、2.1 89C51單片機MCS51系列單片機是8位單片機產(chǎn)品，89C51是其中的代表，基本模塊包括以下幾個部分： （1） CPU:89C51的CPU是8位的，另外的89C51內(nèi)部有1個處理器 （2） ROM:4KB的片內(nèi)程序存儲器，存放開發(fā)調(diào)試完成的應(yīng)用程序 （3） I/O口:P0P3，共4個口32條內(nèi)部中斷，2個外部中斷 （4） RAM:256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，容量小，但作用大 （5） 中斷系統(tǒng):共5個中斷源，3個內(nèi)部中斷，2個外部中斷 （6） 定時器/計數(shù)器:2個16位的可編程計數(shù)器/定時器 （7） 通用串口: 全雙工通用異步接收器/發(fā)送器 （8） 振蕩器:89C51的外接晶振與內(nèi)部時鐘

8、振蕩器位CPU提供時鐘信號 （9） 總線控制:89C51對外提供若干控制總線，便于系統(tǒng)擴展。 AT89C51 管腳圖如下：圖2-12.2晶體振蕩電路89C51單片機內(nèi)部的振蕩電路是一個高增益反相放大器，引線XTAL1和XTAL2分別為反相振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入和來自反相振蕩器的輸出，該反相放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 這里選用51單片機的內(nèi)部振蕩方式，電路圖如下：C2,C3起穩(wěn)定振蕩頻率，快速起振的作用。其中晶振采用12兆赫茲的，一個機器周期是1微秒。方便計算初值等。圖2-22.3硬件復(fù)位電路圖中P1.6接了控制按鍵，實現(xiàn)對秒表電路的控制。圖2-32.4顯示電路采用一個兩位的

9、LED數(shù)碼管，LED是八段顯示器，內(nèi)部有7個條形發(fā)光二極管和1個小圓點發(fā)光二極管，根據(jù)各管的亮暗組成字符。 在用數(shù)碼管顯示時，有靜態(tài)和動態(tài)兩種選擇，這里選用LED動態(tài)顯示，用P0，P2，P2口位驅(qū)動顯示，由于P0口沒有上拉電阻，因此P0口需要外接上拉電阻才能輸出高電平，這里使用8個240歐的電阻作為上拉電阻。 電路圖如下：位控端用74HC573來驅(qū)動圖2-42.5整體電路圖圖2-53程序設(shè)計3.1程序流程框圖設(shè)定初值判斷按鍵按下兩次按下三次按下一次停止計數(shù)開始計數(shù)恢復(fù)歸零顯示數(shù)據(jù)超過100恢復(fù)初始化圖3-13.2顯示程序流程圖開始初始化顯示參數(shù)取第一位待顯數(shù)取下一位顯示數(shù)據(jù)輸出位碼到P2口取顯

10、示數(shù)據(jù)查表轉(zhuǎn)換代碼到P0口兩位顯示完了？延時圖3-23.3匯編源程序NTA EQU 30H NTB EQU 31H KEY EQU 32HBUT BIT P1.6 FLAG BIT P3.0 ORG 00H LJMP START ORG 0BH LJMP INTT0 START:MOV KEY ,#00H MOV R3,#00H MOV P2,#10H MOV A, R3 MOV B,#10 DIV AB MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTRMOV P0,A ACALL DELAY10MS MOV A,B MOV P2,#20H MOV DPTR,#TABLE MOVC

11、A,A+DPTR MOV P0,A MOV TMOD,#01H SETB ET0 SETB EA WT: JB BUT,DKN JB FLAG,DKN LCALL DELAY10MS JB BUT,DKNINC KEY SETB FLAG MOV A,KEY CJNE A,#01,KN1 SETB TR0 MOV TH0,#9EH MOV TL0,#58H MOV NTA,#00H MOV NTB,#00H LJMP DKN KN1:CJNE A,#02H,KN2 CLR TR0 LJMP DKN KN2:CJNE A,#03H,DKNMOV R3,#00H MOV P2,#10H MOV A

12、, R3 MOV B,#10 DIV AB DA A MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV P0,A ACALL DELAY10MS MOV A,B DA A MOV P2,#20H MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV KEY,#00H DKN:JB BUT,WT2 LJMP DONE WT2:CLR FLAG LJMP DONE DONE:MOV P2,#10H MOV A,R3 MOV B,#10 DIV AB MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV P0,AACALL DELAY10

13、MS MOV A,B MOV P2,#20H MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV P0,A ACALL DELAY10MS LJMP WT DELAY10MS:MOV R6,#20 D1:MOV R7,#20 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 RET INTT0: MOV TH0,#9EHMOV TL0,#58H INC NTA MOV A,NTA CJNE A,#40,NEXT MOV NTA,#00H INC R3 MOV A,R3 CJNE A,#100,NEXT MOV R3,#00H NEXT: RETI TABLE: DB 0C0H,0F9H

14、,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H END4調(diào)試說明4.1 概述上電開始時，顯示“00”，第1次按下BUT(按鍵）后單片機秒表就開始計時。第2次按BUT后，計時停止。 第3次按BUT后，計時歸零。 4.2 電路原理圖1）顯示清零圖4-12）計數(shù)停止圖4-2心得體會在這次單片機課程設(shè)計中，我收獲不少。此次課程設(shè)計鞏固了我的基礎(chǔ)知識，提高了我的實際應(yīng)用水平，鍛煉了我的實際操作和動手能力，了解了51單片機的工作原理，學(xué)會使用有關(guān)仿真和匯編的軟件；學(xué)會用軟件調(diào)試與找出問題和解決問題；培養(yǎng)用多思維來思考解決問題。合理運用所學(xué)知識培養(yǎng)動手實踐能力。然而，在這次設(shè)計中，我也發(fā)現(xiàn)了我許多的不足。特別是在編程，仿真方面走了不少彎路。功能擴展方面有阻礙。但是，正因為這樣讓我更加勤奮的探索和專研，從而很多方面都已經(jīng)有所提高，知識也掌握的更加全面。 在這次的課程設(shè)計中，我在數(shù)碼管動態(tài)顯示方面出現(xiàn)了一些阻礙，用匯編語言編程思維有點亂，導(dǎo)致寫出來的程序仿真有些問題，后來通過查找資料和同學(xué)的幫助、老師的精心指導(dǎo)，我順利完成了課程設(shè)計。通過這次課程設(shè)計，我們獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實踐能力，這將對我們以后的進一步學(xué)習(xí)這方面的知識有極大的幫助。在以后的學(xué)習(xí)實踐中，我將繼續(xù)努力，完善自己，提高自己，更加嚴格要求自己，爭取在學(xué)術(shù)上獲得更大的進步。同時我懂得在日