2022年基于单片机控制的秒表方案设计书与实现.docx

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1、精品学习资源现代制造学院09 级课程设计说明书设计课题名称：基于单片机掌握的秒表设计与实现专业班级： 设计人： 学号：广东岭南职业技术学院欢迎下载精品学习资源目录1、硬件设计 31.1、总体方案的设计3（ 1）详细掌握要求3（ 2）硬件连接框图31.2、单片机的选型31.3、显示电路的挑选与设计71.4、按键电路的挑选与设计81.5、时钟电路的挑选与设计91.6、复位电路的挑选与设计91.7、系统总电路的设计102、软件设计 102.1、程序设计思想102.2、系统资源的安排102.3、主程序设计11（1）主程序流程图11（2）主程序源程序122.4、中断程序设计13（1）中断子程序流程图13

2、（2）中断子程序源程序143、数字电子秒表的安装与调试 153.1、硬件的安装与调试153.2、软件的仿真与调试163.3、系统程序的烧录173.4 数字电子秒表的精度调试18结论19附录 A 秒表源程序20附录 B 电路原理图22附录 C 实物图23欢迎下载精品学习资源第一部分 硬件设计1.1 总体方案设计（1） ）详细掌握要求采纳 2 位共阳数码管通过单片机掌握显示数字码显示秒数（2） ）硬件连接框图1.2 单片机的选型本设计方案的核心选用 ATMAL 公司的 89C51 单片机；欢迎下载精品学习资源AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 储备器（ FPEROM Flash Pr

3、ogrammable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器； AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读储备器的 单片机；单片机的可擦除只读储备器可以反复擦除1000 次；该器件采纳ATMEL 高密度非易失储备器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容；由于将多功能8 位 CPU 和闪耀储备器组合在单个芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微掌握器， AT89C2051 是它的一种精简版本； AT89C 单片机为许多嵌入式掌握系统供应了一种敏捷性高且价廉的方案；形状及引脚排列

4、如下列图1 单片机引脚： VCC：供电电压；GND：接地；P0 口： P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸取8TTL 门电流；当P0 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入； P0 能够用于外部程序数据储备器，它可以被定义为数据/ 地址的第八位；在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必需被拉高；P1 口： P1 口是一个内部供应上拉电阻的8 位双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流； P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平常，将输出

5、电流，这是由于内部上拉的缘故；在FLASH编程和校验时， P1 口作为第八位地址接收；P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收， 输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“ 1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高， 且作为输入；并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流；这是由于内部上拉的缘故； P2 口当用于外部程序储备器或16 位地址外部数据储备器进行存取时， P2 口输出地址的高八位；在给出地址“ 1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据储备器进行读写时，P2 口输出其特别功能寄存器的内容； P2 口在 FLASH编程和校

6、验时接收高八位地址信号和掌握信号；P3 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4 个 TTL门电流；当 P3 口写入“ 1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入；作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ ILL ）这是由于上拉的缘故；P3 口也可作为 AT89C51的一些特别功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能P3.0 RXD （串行输入口） P3.1 TXD （串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1）欢迎下载精品学习资源P3.4 T0（记时器0 外部输入）P3.5 T1（记时器1 外部输入）P3.

7、6 /WR （外部数据储备器写选通）P3.7 /RD （外部数据储备器读选通）P3 口同时为闪耀编程和编程校验接收一些掌握信号；RST：复位输入；当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平常间； ALE/PROG：当拜访外部储备器时，地址锁存答应的输出电平用于锁存地址的位置字节；在 FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲；在平常，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6 ；因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的；然而要留意的是：每当用作外部数据储备器时，将跳过一个ALE脉冲；如想禁止 ALE的输出可在 SFR8EH地址上置 0；此时， ALE 只有

8、在执行 MOV，X MOVC指令是 ALE 才起作用；另外，该引脚被略微拉高；假如微处理器在外部执行状态ALE 禁止，置位无效；/PSEN：外部程序储备器的选通信号；在由外部程序储备器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN 有效；但在拜访外部数据储备器时，这两次有效的/PSEN信号将不显现；/EA/VPP：当/EA 保持低电平常，就在此期间外部程序储备器（0000H- FFFFH），不管是否有内部程序储备器；留意加密方式1 时， /EA 将内部锁定为 RESET；当 /EA 端保持高电平常，此间内部程序储备器；在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源（ VPP）；XTAL1：反向

9、振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入；XTAL2：来自反向振荡器的输出；（ 2）单片机中断系统80C51的中断系统有 5 个中断源， 2 个优先级，可实现二级中断嵌套；欢迎下载精品学习资源TCONIEIP硬件查询欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源INT0IT0 101IE0EX0 1EA 1PX0 1自高然级01优欢迎下载精品学习资源T0TF0ET0 1PT0 10先级中断源中断入口欢迎下载精品学习资源INT1T11IT101IE1TF1EX1 1ET1 1PX1 10PT1 1自低0然级0优先欢迎下载精品学习资源RX TX一、中断源RITI1SCONES 1PS 10级中断源中断入

10、口欢迎下载精品学习资源1、INT0 （P3.2）；可由 IT0TCON.0 挑选其为低电平有效仍是下降沿有效；当CPU 检测到 P3.2 引脚上显现有效的中断信号时，中断标志IE0TCON.1 置 1， 向 CPU 申请中断；2、INT1 （P3.3）；可由 IT1TCON.2 挑选其为低电平有效仍是下降沿有效；当CPU 检测到 P3.3 引脚上显现有效的中断信号时，中断标志IE1TCON.3 置 1,向CPU 申请中断；3、TF0（ TCON.5），片内定时 / 计数器 T0 溢出中断恳求标志；当定时 /计数器T0 发生溢出时，置位 TF0，并向 CPU 申请中断；4、TF1（ TCON.7

11、），片内定时 / 计数器 T1 溢出中断恳求标志；当定时 /计数器T1 发生溢出时，置位 TF1，并向 CPU 申请中断；5、RI（SCON.0）或 TI （SCON.1），串行口中断恳求标志；当串行口接收完一帧串行数据时置位 RI 或当串行口发送完一帧串行数据时置位TI，向 CPU 申请中断；二、中断恳求标志1、TCON 的中断标志IT0（TCON.0 ），外部中断 0 触发方式掌握位；当 IT0=0 时，为电平触发方式；当 IT0=1 时，为边沿触发方式（下降沿有效）；IE0（TCON.1 ），外部中断 0 中断恳求标志位；IT1（TCON.2 ），外部中断 1 触发方式掌握位；IE1（T

12、CON.3 ），外部中断 1 中断恳求标志位；TF0（ TCON.5），定时 /计数器 T0 溢出中断恳求标志位；TF1（ TCON.7），定时 /计数器 T1 溢出中断恳求标志位；2、SCON 的中断标志RI （SCON.0），串行口接收中断标志位；当答应串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位 RI；同样， RI 必需由软件清除；TI （SCON.1），串行口发送中断标志位；当CPU 将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送过程；每发送完一个串行帧，由硬件置位TI ；CPU 响应中断时，不能自动清除 TI， TI 必需由软件清除；80C51 中断的掌握一、中断答应掌握CP

13、U 对中断系统全部中断以及某个中断源的开放和屏蔽是由中断答应寄存器IE 掌握的；欢迎下载精品学习资源EX0IE.0 ，外部中断 0 答应位； ET0IE.1，定时/计数器 T0 中断答应位； EX1IE.2 ，外部中断 1 答应位； ET1IE.3，定时/计数器 T1 中断答应位； ES（IE.4，串行口中断答应位；EA IE.7， CPU 中断答应（总答应）位；二、中断优先级掌握80C51 单片机有两个中断优先级，即可实现二级中断服务嵌套；每个中断源的中断优先级都是由中断优先级寄存器IP 中的相应位的状态来规定的；PX0（IP.0），外部中断 0 优先级设定位； PT0（IP.1），定时 /

14、计数器 T0 优先级设定位； PX1（IP.2），外部中断 0 优先级设定位； PT1（IP.3），定时 /计数器 T1 优先级设定位； PS （IP.4），串行口优先级设定位；1.3 显示电路的挑选与设计运用单片机掌握秒表，该秒表可显示0 到 59 秒的时间，用三个按键分别实现秒表的启动，停止和清零，用两个LED 数码管分别显示个位，十位；挑选共阳极的双位数码管一个，电阻挑选1K10 个， NPN 型的三极管二个欢迎下载精品学习资源1.4 按键电路的挑选与设计挑选电阻 10K 四个，电动按钮四个欢迎下载精品学习资源1.5 时钟电路的挑选与设计1.6 复位电路的挑选与设计1.7 系统总电路的设

15、计欢迎下载精品学习资源AT89C51其次部分软件设计2.1 程序设计思路程序整体结构清楚、简洁、流程合理，主程序尽可能简洁明白；各种功能的实现采纳模块化、子程序化，便于阅读连接修改；按总体要求划分出各功能程序模块，分别确定主程序，子程序及中断服务程序结构；主程序， DISP 显示子程序 ，定时器中断服务子程序 CONT，按键 0、1、2 中断服务子程序 2.2 系统资源的安排欢迎下载精品学习资源2.3 主程序设计（1） ）主程序流程图欢迎下载精品学习资源（2） ）主程序源程序；主程序欢迎下载精品学习资源；初始化部分MAIN: MOV TMOD,61H；置 T0 方式 1 定时， T1 方式 2

16、 计数MOVTH0,#3CH；T0 置初值MOVTL0,#0B0H ；MOVTH1,#0FFH；T1 置初值MOVTL1,#0FFHMOVSEC,#00H；60s 计数单元置初值MOV MSEC, #0AH；置 50ms循环次数初值MOV SP,#3FH；堆栈指针置初值MOV 30H,00H；个位清 0MOV 31H,00H；十位清 0MOV IE,#8FH；打开中断源SETB TR1；启动定时器 1CLRA；累加器清 0 .显示程序部分 -DISP:MOVR2,#02H；LED 待显示位数送 R2MOVR1,#02H；设定显示时间MOVR4,#0FDH；选中最右端 LEDMOVR0,#30H

17、；显示缓冲区首址送 R0MOV A, R0；秒显示个位送 A DISP1: MOV DPTR, #TABMOVC A, A+DPTR；查表取得字形码MOVP1, A；字形码送 P1 口MOVA, R4；取位选字MOVP2, A；位码送 P2 口DJNZR1, $；延时 0.5msDJNZR1, $；延时 0.5msRRA；位选字移位MOV R4, A；移位后的位选字送 R4 INC R0；指向下一位缓冲区地址MOV A, R0；缓冲区数据送 A DJNZ R2, DISP1；未扫描完，连续循环SJMP DISPTAB:DB0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H；共阳极LED 字

18、型表DB92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H2.4 中断程序设计欢迎下载精品学习资源（1） ）中断子程序流程图欢迎下载精品学习资源（2） ）中断子程序源程序；按键 0 中断服务程序欢迎下载精品学习资源；功能：启动KE0:SETBTR0；启动定时器 0，开头计时RETI；- 按键 1 中断服务程序 -；功能：暂停KE1:CLRTR0；关闭定时器 0，暂停计时RETI；中断返回；- 按键 2 中断服务程序 -；功能：清 0KE2: MOV SEC,#00H ；秒清 0 MOV 30H,#00H ；个位清 0 MOV 31H,#00H ；十位清 0 RETI；- 定时器 0 中断服务程序

19、 -；功能：秒值的刷新 ,产生 50ms中断溢出CONT: PUSHACC；爱护现场MOVTH0, #3CH；定时器 T0 重置初值MOVTL0, #0B0HDJNZMSEC, EXIT；判定是否到 1s？MOVMSEC, #0AH；如到 1s，就重置 50ms 初始值INCSEC；秒单元加 1MOVA, SECCJNEA, #60, CHAI；判定秒是否到 60. MOVSEC, #00H；到 60 后，清 0CHAI:MOVA, SECMOVB,#10DIVAB；秒单元内容除以10MOV31H,A；秒的十位送显示缓冲区31HMOV30H,B；秒的个位送显示缓冲区30HEXIT:POPACC

20、；复原现场RETI；中断返回第三部分数字电子秒表的安装与调试欢迎下载精品学习资源3.1 硬件的安装与调试3.2 软件的仿真与调试欢迎下载精品学习资源本次仿真使用伟福6000 仿真软件把全部的程序输入后就全部编译，直到全部编译胜利，储存文件欢迎下载精品学习资源3.3 系统程序的烧录欢迎下载精品学习资源3.4 数字电子秒表的精度调试欢迎下载精品学习资源结论：通过这次的课程设计，试验利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理；使我对单片机程序设计的方法、要求有了初步的明白并且积存了一些实践 体会，对软件的应用有了更进一步的明白，信任对以后进一步学习单片机知识，这对自己无论是在感性上仍是理性上都会有肯

21、定的帮忙，而且通过这次的设计，激发了我对单片机课程产生爱好，增强了我对书本理论的运用；虽然现在对所涉及学问和要求的综合分析才能较为复杂，可这其中表达了创新思想和学问的结合应用，今后我将更广泛地涉及这方面的学问，期望能有所作为；欢迎下载精品学习资源附录 A程序：SEC EQU 20HMSECEQU 21H ORG0000H AJMPMAIN ORG0003H AJMPKE1ORG000BH AJMPCONT ORG0013H AJMPKE0 ORG001BH AJMPKE2；主程序；初始化部分MAIN: MOV TMOD,61H；置 T0 方式 1 定时， T1 方式 2 计数MOVTH0,#3

22、CH；T0 置初值MOVTL0,#0B0H ；MOVTH1,#0FFH；T1 置初值MOVTL1,#0FFHMOVSEC,#00H；60s 计数单元置初值MOV MSEC, #0AH；置 50ms 循环次数初值MOV SP,#3FH；堆栈指针置初值MOV 30H,00H；个位清 0 MOV 31H,00H；十位清 0MOV IE,#8FH；打开中断源SETB TR1；启动定时器 1CLRA；累加器清 0 .显示程序部分 -DISP:MOVR2,#02H；LED 待显示位数送 R2MOVR1,#02H；设定显示时间MOVR4,#0FDH；选中最右端 LEDMOVR0,#30H；显示缓冲区首址送R

23、0MOV A, R0；秒显示个位送 A DISP1: MOV DPTR, #TABMOVC A, A+DPTR；查表取得字形码MOV P1, A；字形码送 P1 口MOV A, R4；取位选字 MOV P2, A；位码送 P2 口DJNZ R1, $；延时 0.5ms DJNZ R1, $；延时 0.5msRRA；位选字移位MOV R4, A；移位后的位选字送 R4 INC R0；指向下一位缓冲区地址欢迎下载精品学习资源MOV A, R0；缓冲区数据送 A DJNZ R2, DISP1；未扫描完，连续循环SJMP DISPTAB:DB0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H；共阳

24、极 LED 字型表DB92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H；按键 0 中断服务程序；功能：启动KE0:SETBTR0；启动定时器 0，开头计时RETI；- 按键 1 中断服务程序 -；功能：暂停KE1:CLRTR0；关闭定时器 0，暂停计时RETI；中断返回；- 按键 2 中断服务程序 -；功能：清 0KE2: MOV SEC,#00H ；秒清 0 MOV 30H,#00H ；个位清 0 MOV 31H,#00H ；十位清 0 RETI；- 定时器 0 中断服务程序 -；功能：秒值的刷新 ,产生 50ms中断溢出CONT: PUSHACC；爱护现场MOVTH0, #3CH；定时器

25、T0 重置初值MOVTL0, #0B0HDJNZMSEC, EXIT；判定是否到 1s？MOVMSEC, #0AH；如到 1s，就重置 50ms 初始值INCSEC；秒单元加 1MOVA, SECCJNEA, #60, CHAI；判定秒是否到 60. MOVSEC, #00H；到 60 后，清 0CHAI:MOVA, SECMOVB,#10DIVAB；秒单元内容除以10MOV31H,A；秒的十位送显示缓冲区31HMOV30H,B；秒的个位送显示缓冲区 30HEXIT:POPACC；复原现场RETI；中断返回 END附件 B 电路原理图欢迎下载精品学习资源附件 C 实物图欢迎下载精品学习资源欢迎下载