基于单片机的秒表设计,汇编编写.doc

- -?单片机原理及应用?课程改革工程设计报告课程名称： 单片机原理及应用 设计题目： 秒表 学 院： 计算机科学与信息工程学院 组 别： 第六组 专业班级： 物联网工程12-1 指导教师： 捐净 辩论分数：- - word.zl- -小组成员：组长：志兴 学号8 组员：梁 震 学号8 组员：仵银志 学号3 组员：阳坤 学号5 2014 年 12 月 25 日- - word.zl- -摘要本设计是一个利用单片机控制的多功能秒表系统,它是基于52系列的单片机进展的系统设计。它采用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，结合显示电路、电源电路、液晶以及键盘电路来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现四位LED显示，最大显示时间为99秒，每毫秒自动加1，一个开场暂停按键、一个复位按键。其突出的优点:体积小、场外作业、功耗最低、宜用电池作为电源、硬件构造紧凑、简单和软件设计灵活.当今时代，是一个新技术层出不穷的时代。在电子领域，尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、本钱低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。单片机的出现是现代科技开展的一个重要的里程碑。由于单片机的集成度高、功能强，通用性好，特别是它具有体积下、重量轻、能耗低、价格廉价等优点，使单片机迅速得到推广应用，目前已成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部件。- - word.zl- -目录1 概述5 1.1设计任务51.2设计要求51.3设计原理52 系统总体方案及硬件设计6 2.1系统总体方案6 2.2硬件电路设计73 软件设计9 3.1软件设计概述9 3.2程序流程图10 3.3程序模块设计114 Proteus软件真17 4.1软件功能简介17 4.2 Proteus运行流程185课程设计总结19参考文献191 概述1.1. 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/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、液晶以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进展计时，液晶能够正确地显示时间。1.2. 设计要求 用AT89C52设计一个液晶显示作为“秒表：显示时间为0099秒，每秒自动加1，另设计一个“开场键和一个“复位键。1.3. 设计原理 题目难点在于通过对键盘的扫描对时钟的走时/停顿进展控制，工程采用定时器T0作为计时器，每10ms发生一次中断，每100次中断加1s。在此期间，如“开场按键按下，程序方将TR0置为1，从而开启中断，时钟开场走时；如“复位按键按下，程序将TR0置为0，同时将存储时间的变量清零，从而中断停顿，并实现复位。 2 系统总体方案及硬件设计2.1系统总体方案本系统采用AT89C52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，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，计数程序，中断，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。外围电路显示电路单片机晶振电路按键电路系统电路原理图2.2硬件电路设计本系统中，硬件电路主要有晶振电路，复位电路，显示电路，以及一些按键电路等，1晶体振荡电路MCS-52单片机部的振荡电路是一个高增益反相放大器，引线 XTAL1和XTAL2分别为反向振荡放大器的输入及部时钟工作电路的输入和来自反向振荡器的输出，该反向放大器可以配置为片振荡器。这里，我们选用52单片机12MHZ的部振荡方式，电容器C1，C2起稳定振荡频率，快速起振的作用，C1和C2可在20-100PF之间取,这里取30P，接线时要使晶体振荡器X1尽可能接近单片机。（2） 复位电路采用上电+按键复位电路，上电后，由于电容充电，使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使用使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电加开关复位的操作。这不仅能使单片机复位，而且还能使单片机的外围芯片也同时复位。当程序出现错误时，可以随时使电路复位。3显示电路 显示电路既可以选用液晶显示器，也可以选用数码管显示。我们采用液晶显示屏显示器，电路图如下所示：4按键电路在按键电路中，我们可以在I/O口上直接接按键，或者通过I/O口设计一个键盘，然后通过键盘扫描程序判断是否有键按下等。键盘扫描电路节省I/O口，但编程有些复杂，在这里，由于我们所用的按键较少，且系统是一个小系统，有足够的I/O口可以使用，为了使程序简化，我们采用按键电路，用局部P1口做开关，P1.0启动，P1.1清零，电路图如下所示3 软件设计3.1软件设计概述在软件设计中，一般采用模块化的程序设计方法，它具有明显的优点。把一个多功能的复杂的程序划分为假设干个简单的、功能单一的程序模块，有利于程序的设计和调试，有利于程序的优化和分工，提高了程序的阅读性和可靠性，使程序的构造层次一目了然。应用系统的程序由包含多个模块的主程序和各种子程序组成。各程序模块都要完成一个明确的任务，实现某个具体的功能，如：加计数、暂停、清零，显示等，在具体需要时调用相应的模块即可。功能描述：用液晶显示"秒表"，显示时间为0099秒,每秒自动加1；一个"开场"键,一个"复位"键,一个"清零"键。3.2程序流程图开场系统初始化数码管显示按键判断定时启动位取反按键2关闭定时器时间清零按键1NYYN定时中断开场T0初始化程序处理秒、毫秒自动增加退出中断3.3程序模块设计定义局部：LCDRS BIT P2.0 ；液晶的数据命令选择端定义lCDEN BIT P2.2 ；液晶的使能端LCD EQU P3 ；液晶的数据的口LED BIT P2.4 NUM EQU 20H MIAO EQU 21H FEN EQU 22HSHI EQU 23H SITE EQU 24H MIAO_L EQU 25H FEN_L EQU 26HSHI_L EQU 26H ；时分秒的低位KNUM EQU 27H ；按键次数计数，进展功能选择主函数：MAIN: LCALL INITL LCALL INITT MOV SP, #60H MOV MIAO, #00H MOV FEN, #00H MOV SHI, #00H MOV KNUM, #00H ；清零 SETB LED ；想让灯亮HERE: LCALL SM LCALL SF LCALL SS ；显示秒时分 LCALL KEY4 LCALL KEY1 LCALL JIA LCALL JIAN ；扫描按键 LJMP HERE液晶初始化：INITL: CLR LCDEN MOV R1, #38H LCALL LCDWC MOV R1, #0CH LCALL LCDWC MOV R1, #06H LCALL LCDWC MOV R1, #01H LCALL LCDWC MOV R1, #80H LCALL LCDWCLCALL LCDT1 ；显示第一行字符LCALL LCDT3 ；显示第二行字符MOV R1, #0C9HLCALL LCDWCMOV R1, #3AHLCALL LCDWDMOV R1, #0CCHLCALL LCDWCMOV R1, #3AH ；显示两个“：字符LCALL LCDWDRET液晶写命令和写数据：LCDWC: CLR LCDRS ；把传递的值给R1，每次调用之前 MOV LCD, R1 ；先把值赋值给R1 LCALL DELYMS SETB LCDEN LCALL DELYMS CLR LCDEN RET LCDWD: SETB LCDRS MOV LCD, R1 LCALL DELYMS SETB LCDEN LCALL DELYMS CLR LCDEN RET显示第一行字符“H.I.T. CHINA：LCDT1: MOV DPTR, #0000H MOV R2, #12 MOV B, #80H MOV DPTR,#TAB1MOVC A, A + DPTR ；查找指令，书本49页MOV R1, BLCALL LCDWCMOV R1, ALCALL LCDWDLCDT2: CLR AINC DPTRINC BMOVC A, A + DPTRMOV R1, BLCALL LCDWCMOV R1, ALCALL LCDWDDJNZ R2, LCDT2RET显示第二行字符“TIME：LCDT3: MOV R2, #4 MOV B, #0BFHLCDT4: CLR AINC DPTRINC BMOVC A, A + DPTRMOV R1, BLCALL LCDWCMOV R1, ALCALL LCDWDDJNZ R2, LCDT4RET 定义的字符串：TAB1: DB "H.I.T. CHINA", "TIME"TAB2: DB 30H, 31H, 32H, 33H, 34H, 35H, 36H, 37H, 38H,39HEND定时器的初始化：INITT: CLR AMOV B, #10 MOV R4, #0FHMOV NUM, #0AH MOV TMOD, #01HMOV TH0, #4CHMOV TL0, #0D0H SETB EA SETB ET0SETB TR0 RET 定时器中断处理程序：IT0P: PUSH PSW PUSH Acc MOV TH0, #4CH MOV TL0, #0D0H DJNZ NUM, LOOPT ；判断是否一秒到了 MOV NUM, #14H ；到了秒加1，未到减1 INC MIAO MOV A, MIAO CJNE A, #60, LOOPT ；判断是否到60；到了清零 MOV MIAO, #00 ；未到完毕 INC FEN MOV A, FEN CJNE A, #60, LOOPT ；同上 MOV FEN, #00 MOV A, SHI CJNE A, #24, LOOPT MOV SHI, #00KEY4: MOV A, P1 ；功能键，选择秒时分加减CJNE A, #0F7H, LOOPK2 ;LOOPK2跳出指令围LCALL DELY CJNE A, #0F7H, LOOPKWAIT4: JNB P1.3, WAIT4 INC KNUMMOV R4, KNUM ；按键程序K1:CJNE R4, #01, k2；KNUM是1选择秒，并且提示调整秒CPL TR0MOV DPTR, #TABM LCALL TISHI ；提示调整秒K2: CJNE R4, #02, K3MOV DPTR, #TABFLCALL TISHIK3:CJNE R4, #03, K4MOV DPTR, #TABS LCALL TISHI ；同上，调整时分，并且提示k4:CJNE R4, #04, LOOPKMOV KNUM, #00HMOV R4, #00HSETB TR0MOV DPTR, #TABI ；选择完毕，KNUM清零，恢复到调整之后LCALL TISHI ；的时间，开场计时RETTISHI: ；提示函数 MOV R2, #7 MOV B, #86HMOVC A, A + DPTRMOV R1, BLCALL LCDWCMOV R1, ALCALL LCDWDLCDT5: CLR A ；循环显示以下字符串，提示用户INC DPTRINC BMOVC A, A + DPTRMOV R1, BLCALL LCDWCMOV R1, ALCALL LCDWDDJNZ R2, LCDT5 RETTABM: DB " SECOND "TABF: DB " MINUTE "TABS: DB " HOUR "TABI: DB " CHINA "JIAN: MOV A, KNUM CJNE A, #00H, KEY3 ；同上判断是否按下了功能键 RET KEY3: MOV A, P1 ；减时分秒 CJNE A, #0FBH, LOOPK ；同秒时分加LCALL DELY CJNE A, #0FBH, LOOPKWAIT3: JNB P1.2, WAIT3MOV A, KNUMMJIAN:CJNE A, #01, FJIANMOV A, MIAOCJNE A, #00, MJIAN0 MOV MIAO, #59LCALL LOOPKMRETKEY1: MOV A, P1 CJNE A, #0FEH, LOOPK2 ；按键1实现秒表停顿LCALL DELY ；同时灯灭CJNE A, #0FEH, LOOPK2WAIT1: JNB P1.0, WAIT1 CPL TR0CPL LEDRETLOOPK2: RETSM: MOV A, MIAO ；把秒的值传递给该函数，然后显示出来 DIV ABMOV MIAO_L,BMOV SITE, #0CDHLCALL SHOWMOV SITE, #0CEHMOV A, MIAO_LLCALL SHOWMOV B, #10RETSF: MOV A, FEN ；同秒一样 DIV ABMOV FEN_L, BMOV SITE, #0CAHLCALL SHOWMOV SITE, #0CBHMOV A, FEN_LLCALL SHOWMOV B, #10RETSS: MOV A, SHI DIV ABMOV SHI_L, BMOV SITE, #0C7HLCALL SHOWMOV SITE, #0C8HMOV A, SHI_LLCALL SHOWMOV B, #10RETSHOW: MOV DPTR, #0000H ；显示时分秒 MOV DPTR, #TAB2 MOVC A, A + DPTRMOV R1, SITELCALL LCDWCMOV R1, ALCALL LCDWDRET 4 Proteus软件仿真 4.1软件功能简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。该软件的特点是：1全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势。2具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2 C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。3目前支持的单片机类型有：ARM7系列、68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。4支持大量的存储器和外围芯片。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大 ，可仿真ARM、51、AVR、PIC。4.2 Proteus运行流程Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如下图。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。运行Proteus程序后，进入软件的主界面。通过左侧工具栏中的P(从库中选择元件命令)命令，在Pick Devices 左侧窗口中选择所需元件的关键字，然后放置元件并调整方向和位置以及参数设置，最后进展连线。仿真图如下5课程设计体会设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.回忆起此次单片机设计，仍感慨颇多，在接近几个星期的日子里我们付出了很多，但是又学到很多很多的的东西，不仅稳固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次设计使我们懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的缺乏之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够结实，比方说不懂一些元器件的使用方法，对单片机汇编语言掌握得不好通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。在做设计的日子里得到了教师的悉心指导和同学的帮助，在此向他们致以诚挚的意。感每一位给予支持和帮助的你们。参考文献1 余发山主编.单片机原理及应用技术.：中国矿业大学.2003.76-94，152-1572 凌霄编著.微型计算机原理及应用.：中国矿业大学，2004.36-52- - word.zl-