基于at89s52單片機的10秒秒表課程設(shè)計

1、<p>　　課程設(shè)計Ⅳ設(shè)計報告書</p><p>　　基于AT89S52單片機的</p><p><b>　　10秒秒表的設(shè)計</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　內(nèi)容摘要 1</p><p><b>　　關(guān)鍵

2、詞1</b></p><p>　　Abstract1</p><p>　　Keywords1</p><p><b>　　1緒論2</b></p><p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計2</b></p><p>　　2.1 設(shè)計任務(wù)與要求3</p&g

3、t;<p>　　2.2 方案的選擇與論證3</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計4</p><p>　　3.1 AT89C52簡介4</p><p>　　3.2 時鐘電路5</p><p>　　3.3 復(fù)位電路5</p><p>　　3.4 顯示電路6</p><p>

4、　　3.5引腳控制 7</p><p>　　3.6 硬件元件清單7</p><p>　　4軟件設(shè)計與仿真7</p><p>　　4.1主程序設(shè)計7</p><p>　　4.2 仿真軟件簡介9</p><p>　　4.3 仿真結(jié)

5、果10</p><p>　　4.4 系統(tǒng)調(diào)試11</p><p><b>　　結(jié)束語12</b></p><p>　　附錄：程序清單14</p><p><b>　　參考文獻16</b></p><p>　　內(nèi)容摘要：本文闡述了基于單片機的數(shù)字電子秒表設(shè)計。本設(shè)計主

6、要特點是計時精度達(dá)到0.1s，是各種體育競賽的必備設(shè)備之一。本設(shè)計的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用8051單片機為中心器件，利用其定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、LED數(shù)碼管設(shè)計計時器。其中軟件系統(tǒng)采用C語言編寫程序，包括顯示程序，定時中斷服務(wù)，延時程。硬件系統(tǒng)利用PROTEUS強大的功能來實現(xiàn)，簡單切易于觀察，在仿真中就可以觀察到實際的工作狀態(tài)。</p><p>　　關(guān)鍵字：秒表；單片機AT89S52；硬件

7、；軟件；仿真 </p><p>　　Abstract：The design of the multi-function stopwatch system uses AT89S52 microcontroller as the central device, and use its timer / counter timing and the count principles, combined with disp

8、lay circuit, LED digital tube, as well as the external interrupt circuit to design a timer. Be able to correctly time at the same time to record a time, and the next time after the last time the time to search automatica

9、lly added a second in which software systems using assembly language programming, includin</p><p>　　Keyword：Stopwatch；AT89S52 scm；Hardware；Software；Simulation</p><p><b>　　1緒論</b><

10、/p><p>　　當(dāng)今，計算機技術(shù)帶來了科研和生產(chǎn)的許多重大飛躍，微型計算機的應(yīng)用已滲透到生產(chǎn)、生活的各個方面。其中單片微型計算機雖然問世不久，然而體積小、價廉、功能強，其銷售額以每年近80%的速率增長。他的性能不斷提高，適用范圍愈來愈寬，在計算機應(yīng)用領(lǐng)域已占有日益重要的地位。 單片微型計算機簡稱單片機，又成為控制器。他是在一塊半導(dǎo)體上，集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能

11、部件，構(gòu)成了一臺完整的數(shù)字計算機。單片機在生產(chǎn)生活中的許多方面得到廣泛的應(yīng)用，例如，生活中五彩變幻的霓虹燈，手機通信，溫度檢測，流量控制等都涉及到單片機。</p><p>　　鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如按時自動打鈴、時間程序自動控制、秒表等。所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究電子秒表及擴大其應(yīng)用，有非?，F(xiàn)實的意義。電子秒表是一種用數(shù)字電路技術(shù)實

12、現(xiàn)秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。 電子秒表從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。</p><p>　　電子科技日新月異，人們對現(xiàn)代電子設(shè)備的智能化和微型化及其精度提出了更高的要求，而單片機因其具有穩(wěn)定可靠、 體積小、 價格低廉等特點，成為設(shè)計智能化儀器儀表的首選微控制器，因此本次我沒有選用傳統(tǒng)的專用的時

13、鐘芯片，而是采用了AT89C52芯片，此款單片機可以使用軟件對其進行在線編程，其靈活性和可靠性都相對提高。</p><p>　　通過此次課程設(shè)計,增強了我們的動手能力,把理論與實踐融合在一起。同時，也進一步加深了對單片機的硬件結(jié)構(gòu)的理解和鞏固，編程能力也得到了提高。在此將秒表制作過程中用到的知識進行了一些總結(jié)，希望自己今后能注意。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計<

14、/b></p><p>　　2.1 設(shè)計任務(wù)與要求</p><p>　　2.1.1 設(shè)計任務(wù)</p><p>　　1、掌握數(shù)碼管顯示控制系統(tǒng)的顯示原理，學(xué)習(xí)數(shù)碼管顯示數(shù)字和字符的編程方法.</p><p>　　2、試設(shè)計一簡易秒表，使得七段符顯示管的a-g分別接在單片機的P口上，輸出低電平時，顯示管點亮， 要求從數(shù)字“0”顯示到數(shù)字“9

15、”，延時間隔為1秒。</p><p>　　2.1.2 設(shè)計要求</p><p>　　[1]顯示時間范圍0.0-9.9s；</p><p>　　[2]按鍵開關(guān)按下，電路復(fù)位。</p><p>　　2.2 方案的選擇與論證</p><p>　　2.2．1總體設(shè)計方案</p><p>　　方案1：在方

16、案1中，我們所選用的是軟件定時，即用for循環(huán)來定時1秒進行顯示的變化。</p><p>　　方案2：在方案2中，采用的是硬件定時，即用單片機內(nèi)部的定時器T0。先將時鐘初始化，賦入初值50ms定時，循環(huán)20次來進行1秒定時。</p><p>　　2.2．2：選擇與論證</p><p>　　方案比較：我們從兩方面進行兩種方案的比較，第一，由于此次課程設(shè)計要求是秒表，則

17、在定時時要求比較精確，所以采用硬件的定時器定時時比較準(zhǔn)確的。第二，由于秒表的定時程序是很小的，在利用軟件定時占用的CPU并不是很多，不能顯現(xiàn)出來，但真正大程序時會很占用資源的，所以在用定時中斷過程中是非常節(jié)省資源的。綜合上述兩種比較，我們選用了第二種方案。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計</b></p><p>　　本系統(tǒng)由控制器模塊、復(fù)位模塊、LED顯

18、示模塊組成，系統(tǒng)硬件組成框圖如圖1所示。系統(tǒng)總體電路原理圖如圖1所示。</p><p>　　圖1 系統(tǒng)電路原理圖</p><p>　　3.1 AT89S52簡介</p><p>　　(1) 與MCS-51產(chǎn)品相兼容；</p><p>　　(2) 具有8KB可改寫的Flash 內(nèi)部程序存儲器，可寫/擦1000次；</p><

19、p>　　(5)256字節(jié)內(nèi)部RAM；</p><p>　　(6) 32根可編程I/O口；</p><p>　　(7) 3個16位定時器/計數(shù)器。 </p><p>　　(8) 8個中斷源；</p><p>　　(9) 可編程中串行口；</p><p>　　(10) 低功耗空閑和掉電方式。</p>

20、<p>　　它的價格便宜，功能強大，能耗低。很大程度上減少總電路的復(fù)雜性，提高了所設(shè)計系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其芯片引腳圖如圖2所示。</p><p>　　圖2 單片機AT89S52引腳圖</p><p><b>　　3.2時鐘電路</b></p><p>　　下圖所示為時鐘電路原理圖，在AT89S52芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入

21、端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。而在芯片內(nèi)部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。</p><p><b>　　3.3復(fù)位電路</b></p><p>　　就是在RST端（9腳）外接的一個電路，目的是當(dāng)單片機上電開始工作時，內(nèi)部電路

22、從初始狀態(tài)開始工作，或者在工作中要想人為的讓單片機重新從初始狀態(tài)開始工作。在時鐘工作的情況下，只要AT89S52的復(fù)位引腳高電平保持兩個機器周期以上的時間，AT89S52便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且從地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。</p><p>　　3.4顯示電路 </p><p><b>　　數(shù)碼管顯示

23、電路</b></p><p><b>　　3.5引腳控制</b></p><p>　　P0.0—P0.7對應(yīng)兩個數(shù)碼管的A、B、C、D、E、F、G和小數(shù)點位；P2.5控制數(shù)碼管個位的顯示，P2.6控制數(shù)碼管十位；P3.6、P3.7分別接按鍵</p><p><b>　　3.6硬件元件清單</b></p&g

24、t;<p>　　系統(tǒng)元器件清單見下表</p><p><b>　　系統(tǒng)元器件清單</b></p><p><b>　　4軟件設(shè)計與仿真</b></p><p>　　本系統(tǒng)程序包括主程序、據(jù)子程序等。主程序用于系統(tǒng)初始化，子程序調(diào)度等。</p><p><b>　　4.1主程序

25、設(shè)計</b></p><p>　　主程序流程圖如下圖：</p><p>　　4.2 仿真軟件簡介</p><p>　　Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是：</p><p>　?。?）實現(xiàn)了單片機

26、仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。</p><p>　?。?）支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：ARM7(LPC21xx)、 8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以

27、及多種外圍芯片。</p><p>　　（3）提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2、MPLAB等軟件。</p><p>　?。?）具有強大的原理圖繪制功能。</p><p>　　

28、總之，該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。</p><p>　　Proteus7.5是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外圍電路（如LCD、RAM、ROM、鍵盤、馬達(dá)、LED、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件等）。</p><p>　　軟件編譯采用KEIL C51軟件，Keil C51是美國Kei

29、l Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。</p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生

30、成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。</p><p><b>　　4.3 仿真結(jié)果 </b></p><p><b>　　4.4 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　在調(diào)試過程中主要是對程序的修改和對線路的修改來使系統(tǒng)正常的工作</p><p><b>

31、　　結(jié)束語</b></p><p>　　本次的課程設(shè)計，使關(guān)于51系列單片機的，正是我們剛剛學(xué)到的51單片機，在平時課程的學(xué)習(xí)中，我們僅限于理論知識的講解，即使知識是很扎實的，實際應(yīng)用并不是這樣的。開始時我也覺得自己的理論知識已經(jīng)夠了，但當(dāng)我拿到課題時，在腦海里想的是非常好的，但真正編成和控制時，理論和實際結(jié)合不到一起，甚至于51芯片的使用我都感覺很迷茫，還是經(jīng)過搜集大量資料才將理論與實際結(jié)合到一起了

32、。本次課程設(shè)計我主要負(fù)責(zé)編程，這次不僅鍛煉了我C語言的知識，更加我們正在學(xué)習(xí)的51的定時與中斷結(jié)合在一起，進行了實際的操作，讓我的知識掌握得更加牢固。本次的實際經(jīng)驗之后，讓我對單片機定時賦初值有了更新的認(rèn)識，對程序的循環(huán)順序、結(jié)構(gòu)類型都有了非常深刻的認(rèn)識，對真正硬件的連接也有了認(rèn)識，不再將自己的知識局限于自己狹隘的空間中。通過這次課程設(shè)計——秒表/時鐘計時器，使我又重新開始學(xué)習(xí)C語言，因為C語言是大一學(xué)的，至從學(xué)完就再也沒用過，所以開始

33、很陌生，我又找了有關(guān)資料來了解，才有了一點眉目。剛開始以為可以用匯編很容易就寫出來，因為我們正在學(xué)習(xí)匯編語言，以為學(xué)的很明白了，但是用匯編時才發(fā)現(xiàn)原來都不怎么熟練，編了一會程序發(fā)現(xiàn)只有一種感覺——</p><p><b>　　附錄：程序清單</b></p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　sbi

34、t key=P3^7;</p><p>　　unsigned char duanma[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};</p><p>　　static unsigned char k;</p><p>　　void delay(unsigned char t);</p>&l

35、t;p>　　void delayms(unsigned char t);</p><p>　　void INTO_Timer0();</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　static unsigned char b=0;</p>&l

36、t;p>　　P0=duanma[0];</p><p>　　P2=duanma[0];</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　if(!key)</b></p>&

37、lt;p><b>　　{</b></p><p>　　delayms(10);</p><p><b>　　if(!key)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　b++;</b></p><

38、p><b>　　if(b==1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　INTO_Timer0();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(b==2)</b></p>&

39、lt;p><b>　　{ </b></p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(b==3)</b></p><p><b>　　{</b>

40、</p><p><b>　　b=0;</b></p><p><b>　　k=0;</b></p><p>　　P0=duanma[0];</p><p>　　P2=duanma[0];</p><p><b>　　}</b></p>&

41、lt;p>　　while(!key);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　voi

42、d INTO_Timer0()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x01;</p><p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　EA=1;&l

43、t;/b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void isr_Timer0() interrupt 1</p><p>

44、<b>　　{</b></p><p>　　static unsigned char i;</p><p><b>　　i++;</b></p><p><b>　　if(i==2)</b></p><p><b>　　{</b></p>&

45、lt;p><b>　　i=0;</b></p><p><b>　　k++;</b></p><p>　　if(k==100)</p><p><b>　　k=0;</b></p><p>　　P0=duanma[k/10];</p><p>　　

46、P2=duanma[k%10];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(unsigned char t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　wh

47、ile(t--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delayms(unsigned char t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(t--)</p><p><b>　　{ &

48、lt;/b></p><p>　　delay(245);</p><p>　　delay(245);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p>

49、<p>　　[1]《電子技能與EDA技術(shù)》 主編：韓克 柳秀山</p><p>　　[2]《數(shù)據(jù)電路設(shè)計報告》</p><p>　　[3]《電子控制電路實例》 主編：陳爾紹</p><p>　　[4]《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)與綜合訓(xùn)練》 主編：盧慶林</p><p>　　[5]《數(shù)字電子