單片機(jī)課程設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)器

1、課程設(shè)計(jì)名稱：單片機(jī)原理及接口技術(shù) ( IB IMBBMBBnnBB n a » IB (目：基于單片機(jī)的秒表計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)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(jì)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(jī)原理及接口技術(shù)論文題目基于單片機(jī)的秒表計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)評定指標(biāo)分值得分知識創(chuàng)新性20理論正確性20評內(nèi)容難易性15結(jié)合實(shí)際性10定知識掌握程度15書寫規(guī)范性10指工作量10標(biāo)總成績100評語：任課教師時(shí)問2014年1月10日備注課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目秒表計(jì)時(shí)器二、設(shè)計(jì)任務(wù)本

2、課題以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)和制作一個(gè)秒表計(jì)時(shí)器。三、設(shè)計(jì)計(jì)劃課程設(shè)計(jì)一周第 1 天：查找資料，方案論證。第 2 天：各部分方案設(shè)計(jì)。第 3 天：各部分方案設(shè)計(jì)。第 4 天：撰寫設(shè)計(jì)說明書。第 5 天：校訂修改，上交說明書。四、設(shè)計(jì)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(jì)報(bào)告。指 導(dǎo) 教師：教研室主任：2014年 5月 26 日摘要本設(shè)計(jì)利用89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)器，通過 LED顯示秒十位和個(gè)位，在設(shè)計(jì)過程 中用一個(gè)存儲(chǔ)單元作為秒計(jì)數(shù)單元，當(dāng)一秒到來時(shí)，就讓秒計(jì)數(shù)單元加一，通過控制使單 片機(jī)秒表計(jì)時(shí)，暫停，歸零。設(shè)計(jì)任務(wù)包括控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和應(yīng)

3、用程序設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：51單片機(jī)；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(jì) 32.1 89C51 單片機(jī) 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(jì)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(huì) 15參考文獻(xiàn) 16單片機(jī)課程設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)器綜述單片機(jī)是集CPU, RAM, ROM,定時(shí)，計(jì)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(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動(dòng)化上。而51單片機(jī)是

4、各單片機(jī)中最位典型和最有代表性的一種。中國使用單片機(jī)的歷史只有短短的30年，在初始的短短五年時(shí)間里發(fā)展極為迅速。縱觀我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)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(jī)。本課題以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)和制作一個(gè)秒表，開始時(shí)，顯示“00”，第1 次按下按鈕后就開始計(jì)時(shí)；第2 次按按鈕后，計(jì)時(shí)停止；第3 次按按鈕后，計(jì)時(shí)歸零。根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出了符合要求的秒表計(jì)時(shí)器。圖1-11程序方案1.1 方案論證時(shí)鐘電路常用的有內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式，但因?yàn)楸?/p>

5、設(shè)計(jì)中只需要一片單片 機(jī)，所以采用內(nèi)部時(shí)鐘方式比較簡單。按鈕電路中的“復(fù)位”按鈕是按鍵手動(dòng)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(jì)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符維持不變，直到送入另一個(gè)字符的斷碼為止。因而此設(shè)計(jì)中使用的 顯示位數(shù)使用了三個(gè)8位并行I/O 口。如果另外想擴(kuò)展單片機(jī)功能，則能使用的輸出管腳 很是有限。方案二：使用動(dòng)態(tài)顯示方式。這個(gè)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(gè)8位I/O 口控制，而各位的共陰或共陰極分

6、別由相應(yīng)的I/O線控制，形成各位的分時(shí)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(shí)尤為突出。1.2 總體方案由課程設(shè)計(jì)的要求和任務(wù)，采用的匯編語言編程，設(shè)計(jì)秒表要求一秒定時(shí)，采用了定 時(shí)器T0和（存儲(chǔ)單元NTA）擴(kuò)展來定時(shí)，即用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器T0。先將時(shí)鐘初始化， 賦入初值25ms定時(shí)，循環(huán)40次來進(jìn)行1秒定時(shí)。然后由R3來進(jìn)行加一運(yùn)算，然后將其 值通過P1（段顯示），P2 口（位顯示）在數(shù)碼管上進(jìn)行顯示時(shí)，在程序中首先定義一個(gè)關(guān) 于數(shù)碼管顯示的字形碼定義，以便在顯示時(shí)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(jì)時(shí)情況，通過 I/O 口的輸入與中斷程序級

7、按鍵程序?qū)崿F(xiàn) INT中 斷功能和控制秒表的“?！迸c“走”。2 部分設(shè)計(jì)2.1 89C51 單片機(jī)MCS 51 系列單片機(jī)是8位單片機(jī)產(chǎn)品，89C51 是其中的代表，基本模塊包括以下幾個(gè)部分：（ 1） CPU:89C51 的 CPU 是 8位的，另外的89C51 內(nèi)部有 1 個(gè)處理器（ 2） ROM:4KB 的片內(nèi)程序存儲(chǔ)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(gè)口 32條內(nèi)部中斷，2個(gè)外部中斷（ 4） RAM:256B 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，容量小，但作用大（ 5） 中斷系統(tǒng):共 5 個(gè)中斷源，3個(gè)內(nèi)部中斷，2個(gè)外部中斷（ 6） 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器:2個(gè) 16位的可編程計(jì)數(shù)器

8、/定時(shí)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(shí)鐘振蕩器位CPU 提供時(shí)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(kuò)展。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)器AT89C51管腳圖如下:1918293031345678>XTAL1XTAL2RSTPSEN ALE EAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7圖2-1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A

9、11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD3938373635343332212223242526272810111213141516172.2晶體振蕩電路89C51單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路是一個(gè)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(shí)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(jī)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

10、晶振采用12兆赫茲的，一個(gè)機(jī)器周期是1微秒。方便計(jì)算初值等。C1U1口 X11918,XTAL1XTAL2+5v2.3硬件復(fù)位電路C2圖2-2圖中P1.6接了控制按鍵，實(shí)現(xiàn)對C2電路的控制。+5vC3R119182930319USTXTAL1XTAL2 PSENALEEARSTP1.0+5V 1上25678d_2_34-l=L.oO OP1.4P1.5P1.6P1170P1.1T89C51P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7pcpcorspdpdpdP3P3P3P3PF圖2-3AT89C51單片機(jī)課程設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)器2.4顯示電路采用一個(gè)兩位的LED數(shù)碼管，LED是八段顯示器，內(nèi)部有7個(gè)條形

11、發(fā)光二極管和1個(gè) 小圓點(diǎn)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(shí)，有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種選擇，這里選用LEDJ態(tài)顯示，用P0, P2, P2口位驅(qū)動(dòng)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(gè)240歐的電阻作為上拉電阻。電路圖如下：位控端用74HC57睞驅(qū)動(dòng)圖2-7U1XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD218 XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD59P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A929P2.2/A1030 PSENP2.3/A113031 ALEP2.4/A1231

12、EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A151P1.0P3.0/RXD22P1.1P3.1/TXD3P1.2P3.2/INT04_ _PP1.3P3.3/INT15.P1.4P3.4/T07P1.5P3.5/T1a P1.6P3.6/WR8P1.7P3.7/RD19AT89C51393837:3635一34333326 7-82 2-201234267111111114+5V領(lǐng)901110kU223456789111D0Q0D1Q1D2Q2D3Q3D4Q4D5Q5D6Q6D7Q7LEOE74HC57319181716151413122.5整體電路圖20ddz/3p RstocccL4-

13、1P1TMr-QHr nTMT9-QHr cki£ CCL DXDnoHr,n-<b-OD. 彳 <5rcn- <COCD- 9AnMI2p Oxto2p15CU8TA21R一3CVO+TSR2LATXilataQI7I1DI6V-CL5V-Q-E Ela Nbsp4VCL 3T-Q- CN'vCL11P oil13 OTO 0265433/5CH4 EOEL 7d 6d 5d 4d 3d 2d 1D OD/Dnov-np HDAn-np hDns-np 4DA-np 3DA-np 7DA9-np 1dam op UDAnnp2c1X單片機(jī)課程設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)器

14、3程序設(shè)計(jì)3.1程序流程框圖圖3-1單片機(jī)課程設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)器3.2顯示程序流程圖圖3-2單片機(jī)課程設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)器3.3 匯編源程序NTA EQU 30HNTB EQU 31HKEY EQU 32HBUT BIT P1.6FLAG BIT P3.0ORG 00HLJMP STARTORG 0BHLJMP INTT0START:MOV KEY ,#00HMOV R3,#00HMOV P2,#10HMOV A, R3MOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AACALL DELAY10MSMOV A,BMOV P2,#20HMOV DPTR,

15、#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AMOV TMOD,#01HSETB ET0SETB EAWT: JB BUT,DKNJB FLAG,DKNLCALL DELAY10MSJB BUT,DKNINC KEYSETB FLAGMOV A,KEYCJNE A,#01,KN1SETB TR0MOV TH0,#9EHMOV TL0,#58HMOV NTA,#00HMOV NTB,#00HLJMP DKNKN1:CJNE A,#02H,KN2CLR TR0LJMP DKNKN2:CJNE A,#03H,DKNMOV R3,#00HMOV P2,#10HMOV A, R3MOV B,#1

16、0DIV ABDA AMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AACALL DELAY10MSMOV A,BDA AMOV P2,#20HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AMOV KEY,#00HDKN:JB BUT,WT2LJMP DONEWT2:CLR FLAGLJMP DONEDONE:MOV P2,#10HMOV A,R3MOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AACALL DELAY10MSMOV A,BMOV P2,#20HMOV DPTR,#TABLEM

17、OVC A,A+DPTRMOV P0,AACALL DELAY10MSLJMP WTDELAY10MS:MOV R6,#20D1:MOV R7,#20DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETINTT0:MOV TH0,#9EHMOV TL0,#58HINC NTAMOV A,NTACJNE A,#40,NEXTMOV NTA,#00HINC R3MOV A,R3CJNE A,#100,NEXTMOV R3,#00HNEXT:RETITABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HEND單片機(jī)課程設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)器:R90k0k+5VU

18、1X XTAL1XTAL2RSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/fNTrP1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WR-P1.7P3.7/RD-1918913 .8T89C51|393837363534、33322123-2U"J27-10

19、 工 F F F F -16 FU24 I 191811 123D0Q0D1Q1D2Q2D3Q3D4Q4D5Q5D6Q6D7Q7LE-OE74HC5734調(diào)試說明4.1 概述上電開始時(shí)，顯示“ 00”，第1次按下BUT（按鍵）后單片機(jī)秒表就開始計(jì)時(shí)。第 按BUT后，計(jì)時(shí)停止。 第3次按BUT后，計(jì)時(shí)歸零。4.2 電路原理圖1）顯示清零+5V圖4-12）計(jì)數(shù)停止+5VC1rC2929中干，R9010kC3U1,XTAL1XTAL2P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD639 37363534RSTALE EAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INTCTP3.3/INT1"P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD33一3221U2D0D1Q0Q119一18D4D511D2D3D6D7LEOE74HC573Q4Q5Q2Q3Q6Q7圖4-2單片機(jī)課程設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)器心得體會(huì)在這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中，我收獲不少。此次課程設(shè)計(jì)鞏固了我的基礎(chǔ)