單片機(jī)秒表課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)概述31.1系統(tǒng)名稱31.2實(shí)現(xiàn)功能31.3設(shè)計(jì)分析3二、系統(tǒng)硬件功能及參數(shù)簡(jiǎn)介32.1系統(tǒng)硬件綜述32.2 89C51單片機(jī)概述32.3 6264芯片概述52.4 2764芯片概述62.5 74LS373地址鎖存器概述7三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)83.1 Proteus仿真接線圖83.2 分塊硬件電路設(shè)計(jì)83.2.1 控制按鍵K183.2.2 ROM擴(kuò)展93.2.3 SRAM擴(kuò)展93.2.4段碼數(shù)碼管103.2.5 LED燈11四、 程序設(shè)計(jì)124.1 程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述124.2 程序流程圖設(shè)計(jì)134.3 系統(tǒng)程序匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)14五、 系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程215.1 程序性問題及解決175.

2、2 調(diào)試過(guò)程出現(xiàn)問題及解決18六、 設(shè)計(jì)心得18七、人體感應(yīng)的熱釋紅外探測(cè)器的基本原理19八、單片機(jī)展望與發(fā)展20九、參考文獻(xiàn)20十、謝辭20團(tuán)隊(duì)成員介紹20一、 設(shè)計(jì)概述1.1系統(tǒng)名稱電子秒表1.2實(shí)現(xiàn)功能按一下啟動(dòng)按鍵K1，秒表歸零計(jì)時(shí)，同時(shí)LED燈點(diǎn)亮，顯示開始工作，再按一下按鍵K1，秒表停止計(jì)時(shí)，LED熄滅。計(jì)時(shí)顯示使用一個(gè)段式數(shù)碼管，顯示0-9。用6264和2764擴(kuò)展8K的ROM和SRAM。1.3設(shè)計(jì)分析 本系統(tǒng)的CPU選用的是89C51單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制。單片機(jī)的P3口用于按鍵控制，當(dāng)按下按鍵，端口接地，產(chǎn)生低電位，不按下時(shí)是高電位。二、 系統(tǒng)硬件功能及參數(shù)簡(jiǎn)介

3、2.1系統(tǒng)硬件綜述89C51單片機(jī)×1、地址鎖存器、6264芯片×1、2764芯片×1、LED×1、段式數(shù)碼管×1、電容、電阻若干。2.2 89C51單片機(jī)概述20·與MCS-51 兼容·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定·128×8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·5個(gè)中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路引腳功能：圖1 C51

4、單片機(jī)示意圖VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。/EA/VPP

5、：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間為外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀取外部ROM數(shù)據(jù)。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。2.3 6264芯片概述Intel 6264的特性及引腳信號(hào):Intel 6264的容量為8KB，是28引腳雙列直插式芯片，采用CMOS工藝制造A12A0（address inputs）：地址線，可尋址8KB的存儲(chǔ)空間。D7D0（data bus）：數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。OE（output enable）：讀出允許信號(hào)，輸入，低電平有效。WE（write enable）：寫允許信號(hào)，輸

6、入，低電平有效。CE1（chip enable）：片選信號(hào)1，輸入，在讀/寫方式時(shí)為低電平。CE2（chip enable）：片選信號(hào)2，輸入，在讀/寫方式時(shí)為高電平。VCC：+5V工作電壓。GND：信號(hào)地。2.4 2764芯片概述一種存儲(chǔ)芯片，用作存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。A0到A12為13條地址信號(hào)輸入線，說(shuō)明芯片容量為2的13次方，即8K。D0到D7為數(shù)據(jù)線，表示芯片的每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)（8位二進(jìn)制數(shù)）。對(duì)芯片讀數(shù)時(shí)，作為輸出線，對(duì)芯片編程時(shí)，作為輸入線。CE為輸入信號(hào)，低電平有效。（有稱作片選信號(hào)）OE為輸出允許信號(hào)，低電平有效PGM為編程脈沖輸入端，當(dāng)對(duì)芯片編程時(shí)，由此端加入編程脈沖信號(hào)；讀取

7、數(shù)據(jù)時(shí)PMG的值為1Vcc和Vpp都是接電源的，正常工作時(shí)是+5V2.5 74LS373地址鎖存器概述引出端：D0D7 數(shù)據(jù)輸入端、OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效）LE 鎖存允許端、Q0Q7 輸出端774LS373芯片： 三、 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 Proteus仿真接線圖3.2分塊硬件電路設(shè)計(jì)3.2.1 控制按鍵K1K1閉合可以發(fā)出低電平信號(hào)。按鍵K1用于控制秒表的開始、停止與清零。3.2.2 ROM擴(kuò)展 對(duì)ROM的擴(kuò)展采用的是2764芯片，ROM擴(kuò)展時(shí)引腳要接到CPU的引腳，芯片的CS引腳要接高電平。3.2.3 SRAM擴(kuò)展 6264芯片為SRAM擴(kuò)展芯片，CS引腳接高電平，CPU的和引腳

8、依次跟該芯片的和引腳相連接，以擴(kuò)展SRAM空間。3.2.4 段式數(shù)碼管 該數(shù)碼管由中斷服務(wù)控制工作，當(dāng)執(zhí)行中斷時(shí)，持續(xù)閃動(dòng)。3.2.5 LED燈P0.7端口控制LED燈的顯示，上拉電源，端口低電位亮，高電位滅。四、 程序設(shè)計(jì)4.1 程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述首先對(duì)主程序初始化，將P3.7端口置1，讓LED燈熄滅，并且讓數(shù)碼管顯示0，并且將SECOND、TCOUNT、KCOUNT置0，SECOND代表一秒，TCOUNT代表0.1秒計(jì)數(shù)幾次,KCOUNT代表按鍵次數(shù)。計(jì)時(shí)器工作在方式1，裝初值，然后動(dòng)態(tài)等待按鍵，加入延時(shí)防抖。當(dāng)按下按鍵時(shí)，判斷次數(shù)，如果是第一次，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，并且開放中斷。假如是第二次按鍵，關(guān)閉

9、計(jì)時(shí)器，中斷屏蔽。如果是第三次，清零數(shù)據(jù)，返回。 4.2 程序流程圖設(shè)計(jì)主程序中斷服務(wù)4.3 系統(tǒng)程序匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)SECONDEQU30HTCOUNTEQU31HKCOUNTEQU32HKEYBITP3.7ORG00HSJMPSTARTORG0BHLJMPINT_T0START:MOVDPTR,#TABLEMOVP0,#3FH ;開始,數(shù)碼管顯示"0" MOVSECOND,#00HMOVTCOUNT,#00HMOVKCOUNT,#00HMOVTMOD,#01H ;定時(shí)器0工作在方式1SETB P0.7MOVTL0,#60H;(65536-50000)/256MOVTH0,#

10、176H;(65536-50000)%256K1:JBKEY,$ ;等待按鍵LCALLDELAYJBKEY,$MOVA,KCOUNTCJNEA,#00H,K2 ;判斷按鍵次數(shù)SETBTR0 ;第1次按鍵,啟動(dòng)定時(shí)器CLR P0.7 MOVIE,#82HJNBKEY,$INCKCOUNT ;按鍵抬起,按鍵次數(shù)值加1LJMPK1K2:CJNEA,#01H,K3CLRTR0 ;第2次按鍵,關(guān)閉定時(shí)器SETB P0.7MOVIE,#00HJNBKEY,$INCKCOUNT ;按鍵抬起,按鍵次數(shù)值加1LJMPK1K3:CJNEA,#02H,K1 ;第3次按鍵,返回初始狀態(tài)JNBKEY,$LJMPSTAR

11、TINT_T0:MOV TH0,60H;#(65536-50000)/256MOV TL0,#176H;(65536-50000)%256INCTCOUNTMOVA,TCOUNTCJNEA,#2,I2 ;是否計(jì)夠0.1秒MOVTCOUNT,#00HINCSECONDMOVA,SECONDCJNEA,#100,I1 ;是否計(jì)夠10秒MOVSECOND,#00HI1:MOVA,SECONDMOVB,#10DIVAB I4: MOVCA,A+DPTR ;顯示時(shí)間MOVP0,AMOVA,BMOVCA,A+DPTRMOVP2,AI2:RETITABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6

12、DH,7DH,07H,7FH,6FHDELAY:MOVR6,#20D1:MOVR7,#250DJNZR7,$DJNZR6,D1RETEND五、 系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程5.1 程序性問題及解決在寫程序的時(shí)候出現(xiàn)了不少的問題，首先就是對(duì)匯編語(yǔ)言的不熟悉，有時(shí)候?qū)懩骋粭l指令，需要到書上去尋找，還有在proteus上面模擬連線時(shí)，不熟悉軟件的使用，使得進(jìn)展非常緩慢。后來(lái)經(jīng)過(guò)查閱紙質(zhì)資料及視頻資料，順利的完成了接線，編寫了程序。5.2 調(diào)試過(guò)程出現(xiàn)問題及解決 在模擬過(guò)程中，曾經(jīng)出現(xiàn)數(shù)碼管不能顯示的問題，在檢查了接線及軟件問題之后，最終確定了問題根源在于上拉電源的默認(rèn)電阻值過(guò)大，導(dǎo)致通過(guò)數(shù)碼管的電流過(guò)小，最終導(dǎo)致數(shù)

13、碼管不能顯示的問題。六、 人體感應(yīng)的熱釋紅外探測(cè)器的基本原理 在電子防盜、人體探測(cè)器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器的應(yīng)用非常廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性：人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10m左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10m左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10m 左右的紅外線通過(guò)菲涅爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。(1)這種探頭是以探測(cè)

14、人體輻射為目標(biāo)的。所以熱釋電元件對(duì)波長(zhǎng)為10m 左右的紅外輻射必須非常敏感。(2)為了僅僅對(duì)紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。(3)被動(dòng)紅外探頭，其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。(4)一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。(5)菲涅爾濾光片根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距(感應(yīng)距離)，從而產(chǎn)生不同

15、的監(jiān)控視場(chǎng)，視場(chǎng)越多，控制越嚴(yán)密。七、 設(shè)計(jì)心得這次的課程設(shè)計(jì)讓我們理解到單單在課本上學(xué)習(xí)單片機(jī)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要親自在軟件上實(shí)踐操作才能感受到這門課的魅力以及在調(diào)試成功后的喜悅。書本上的內(nèi)容看似枯燥無(wú)味，但是在軟件上模擬時(shí)，一條指令就能讓單片按照自己的想法亮起來(lái)或者閃爍，那種樂趣是讓人難忘的。除此之外，做了這次課程設(shè)計(jì)讓我理解到細(xì)節(jié)的重要性。當(dāng)時(shí)編寫程序時(shí)，一條指令寫錯(cuò)了一個(gè)字母，讓我花費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)尋找問題所在。所以，一個(gè)小錯(cuò)誤都能導(dǎo)致一個(gè)大問題，只有注重細(xì)節(jié)才能成功。八、 單片機(jī)展望與發(fā)展導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說(shuō)