單片機(jī)秒表實(shí)訓(xùn)論文

單片機(jī)實(shí)訓(xùn)論文廣州鐵路職業(yè)技術(shù)專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)號(hào)：050509021905050902130505090247

姓名：陳燕黃利平李劍鋒

成績?cè)u(píng)定：

1.引言

近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向深入。本文闡述了基于單片機(jī)的數(shù)字電子秒表的設(shè)計(jì)。

本設(shè)計(jì)的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)為中心器件，利用其定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)原理，結(jié)合顯示電路，LED數(shù)碼管以及外部中斷電路來設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)器。將軟件、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)四位LED顯示，能正確地進(jìn)行計(jì)時(shí)。其中軟件系統(tǒng)采用匯編語言編寫的程序，包括顯示程序，定時(shí)中斷服務(wù)，外部中斷服務(wù)程序，延時(shí)程序等，并在KEIL中調(diào)試運(yùn)行硬件系統(tǒng)利用PROTEUS強(qiáng)大的功能來實(shí)現(xiàn)，簡單且易于觀察，在仿真中就可以觀察到實(shí)際的工作狀態(tài)。

關(guān)鍵字：單片機(jī)；數(shù)字電子秒表；仿真

本文主要內(nèi)容包括三部分：第一部分介紹硬件部分的設(shè)計(jì)思路及方案；第二部分介紹軟件部分的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)；最后一部分則是整個(gè)系統(tǒng)的安裝及調(diào)試過程。

2.硬件設(shè)計(jì)

2.1總體方案的設(shè)計(jì)

數(shù)字電子秒表具有顯示直觀、讀取方便、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)時(shí)中廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)用單片機(jī)組成數(shù)字電子秒表，力求結(jié)構(gòu)簡單。

設(shè)計(jì)中包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。其硬件電路主要有主控制器、計(jì)時(shí)與顯示電路和復(fù)位電路等。主控制器用AT89C52，顯示電路采用共陽極LED數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)時(shí)間。

本設(shè)計(jì)利用AT89C52單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)時(shí)器定時(shí)和計(jì)數(shù)的原理，使其能精確計(jì)時(shí)。利用中斷系統(tǒng)使其能實(shí)現(xiàn)開始暫停的功能。P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，P3.0,P3.1,RST開口接四個(gè)按鈕開關(guān)，分別實(shí)現(xiàn)開始，暫停，復(fù)位的功能。電路原理圖設(shè)計(jì)最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最后在正確性和布局合理的前提下力求完美。硬件電路圖按照?qǐng)D1.1進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖1.1數(shù)字秒表硬件電路的基本原理圖

根據(jù)要求知道秒表設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)的功能是計(jì)時(shí)和顯示。因此設(shè)置了三個(gè)按鍵和四位的數(shù)碼管顯示時(shí)間，這三個(gè)按鍵分別是開始、暫停、復(fù)位的時(shí)間按鍵。四個(gè)按鍵均采用觸點(diǎn)式按鍵。

2.2顯示電路的選擇與設(shè)計(jì)

對(duì)于數(shù)字顯示電路，通常才用液晶顯示或數(shù)碼管顯示。對(duì)于一般的段式液屏，需要專門的驅(qū)動(dòng)電路，而且液晶顯示作為一種被動(dòng)顯示，可視性差，不適合遠(yuǎn)距離觀看；而數(shù)碼管作為一種主動(dòng)顯示器件，具有亮度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且有遠(yuǎn)距離視覺效果，很適合夜間或是遠(yuǎn)距離操作。因此，本設(shè)計(jì)的顯示電路采用7段數(shù)碼管作為顯示介質(zhì)。

數(shù)碼管顯示分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。由于本設(shè)計(jì)需要采用四位數(shù)碼管顯示時(shí)間，如果靜態(tài)顯示則占用的口線多，硬件電路復(fù)雜，所以采用動(dòng)態(tài)顯示。

動(dòng)態(tài)顯示是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，這種逐位點(diǎn)亮顯示器的方式成為位掃描。通常各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一位8位的I/O口控制；各位的公共陽極位選線由另外的I/O口線控制。動(dòng)態(tài)方式顯示時(shí)，各數(shù)碼管分時(shí)輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式，即在某一刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符，雖然這些字符是在不同的時(shí)刻顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人同時(shí)顯示的感覺。數(shù)碼顯示管分為共陽數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管兩種。

這次實(shí)訓(xùn)，我們組所使用的就是共陽極的數(shù)碼管。共陽極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起。通常。共陽極接高電平（一般接電源），其他管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端位低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。

2.3按鍵電路的選擇與設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中有三個(gè)按鍵，分別實(shí)現(xiàn)開始\\暫停、復(fù)位的功能。這三個(gè)鍵可以采用中斷的方法，也可以采用查詢的方法來識(shí)別。本設(shè)計(jì)中，對(duì)復(fù)位鍵采用查詢的方式，而對(duì)于開始和暫停鍵采用挖補(bǔ)中斷。按鍵電路由于采用了外部中斷，所以需要用到P3口的第二功能。P3引腳的第二功能如表1.2

2.4時(shí)鐘電路的選擇與設(shè)計(jì)

單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，89c52片內(nèi)設(shè)有一個(gè)由反向放大器所構(gòu)成的震蕩電路，XTAL1和XTAL2分別為振蕩電路輸入和輸出端。89C52單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩和外部振蕩方式。一般情況，采用內(nèi)部振蕩，只要將XTAL1和XTAL2接到外部振蕩器級(jí)行。對(duì)外部振蕩信號(hào)無特殊要求，只要保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。

2.5復(fù)位電路的選擇與設(shè)計(jì)

關(guān)于單片機(jī)的置位和復(fù)位，都是為了把電路初始到一個(gè)確定的狀態(tài)，一般來說，單片機(jī)復(fù)位電路作用是把一個(gè)例如狀態(tài)初始化到空狀態(tài)。但單片機(jī)本身是不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。常見的復(fù)位電路如圖1.3所示：

本設(shè)計(jì)采用上電且開關(guān)復(fù)位，如圖1.4所示上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時(shí)間。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行之中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。通常選擇C=30uF,R=1K的電阻。

2.6系統(tǒng)總電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總電路由以上設(shè)計(jì)的顯示電路，時(shí)鐘電路，按鍵電路和復(fù)位電路組成，只要將單片機(jī)與以上各部分電路合理的連接就組成了系統(tǒng)總電路。

3軟件設(shè)計(jì)

3.1程序設(shè)計(jì)思想

本設(shè)計(jì)采用了匯編語言編寫，匯編語言由于采用了助記符號(hào)來編寫程序，比用機(jī)器語言的二進(jìn)制代碼編程要方便些，在一定程度上簡化了匯編過程。匯編語言的特點(diǎn)是用符號(hào)代替了機(jī)器指令密碼，而且助記符與指令代碼一一對(duì)應(yīng)，基本是、保留了機(jī)器語言的靈活性。使用匯編語言能面向機(jī)器并較好地發(fā)揮機(jī)器的特性，得到質(zhì)量較高的程序。

3.2主程序設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)程序主要模塊由主程序、定時(shí)中斷服務(wù)程序、外部中斷0服務(wù)程序和外部中斷1服務(wù)程序組成。其中主程序是整個(gè)程序的主體，可以對(duì)各個(gè)中斷程序進(jìn)行調(diào)用。協(xié)調(diào)各個(gè)子程序之間的聯(lián)系。

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單片機(jī)秒表實(shí)訓(xùn)論文

指導(dǎo)老師：王先彪小組成員：李凱輝

李翠珠王晶晶

應(yīng)用電子09-2班

摘要：近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向

深入，同時(shí)帶動(dòng)著傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面的知識(shí)是不夠的，還要根據(jù)具體的硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體的應(yīng)用對(duì)象的軟件結(jié)合，加以完善。

本次實(shí)訓(xùn)采用了AT89C51芯片、LED四位數(shù)碼管、三極管、電容、開關(guān)、晶振及若干電阻實(shí)現(xiàn)了秒表。將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)顯示，可謂功能強(qiáng)大。其中軟件系統(tǒng)采用匯編語言編寫程序，包括顯示程序，加減計(jì)數(shù)程序，快加快減程序，中斷，延時(shí)程序，按鍵消抖程序等，硬件系統(tǒng)利用PROTEUS強(qiáng)大的功能來實(shí)現(xiàn)，簡單切易于觀察，在仿真中就可以觀察到實(shí)際的工作狀態(tài)。

關(guān)鍵字：單片機(jī)、AT89C51芯片、設(shè)計(jì)。

一、實(shí)訓(xùn)目的及要求2頁二、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2頁三、試驗(yàn)程序：４頁四：電路設(shè)計(jì)5頁五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果2頁六、調(diào)試10頁七、實(shí)物電路圖11頁八、實(shí)訓(xùn)總結(jié)：12頁

一、實(shí)訓(xùn)的目的及要求：

1、本次實(shí)主要采用AT89C51芯片進(jìn)行對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的控制，其中包括對(duì)數(shù)碼管的位碼和段碼的送顯控制，以及對(duì)送顯時(shí)間的控制等主要部分功能控制。

2、數(shù)碼管是采用了四位共陽極的，有獨(dú)立的電源提供，保證了送顯的效果。

3、三極管是用了S9015型號(hào)的，PNP型，保證了電流的提供。4、通過四兩位數(shù)碼管來顯示秒表的時(shí)間，三個(gè)按鍵對(duì)秒表實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止及復(fù)位的功能。

二、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

1、本系統(tǒng)采用AT89C51芯片，有40個(gè)引腳

40個(gè)引腳大致可分為4類：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。1)電源:（1）VCC(40腳):片電源，接+5V；（2）VSS(20腳):接地端；

2)時(shí)鐘:XTAL1、XTAL2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。3)控制線:RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。4)I/O線

A、AT89C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。P3口還具有第二功能，用于串行口,中斷輸入源，計(jì)時(shí)器，片內(nèi)RAM選通。

B、本系統(tǒng)有三個(gè)按鍵，包括一個(gè)復(fù)位鍵，一個(gè)調(diào)零鍵，一個(gè)啟動(dòng)（暫停）鍵。第1次按下SP1后單片機(jī)秒表就開始計(jì)；第2次按SP1后，計(jì)時(shí)停止；第3次按SP1后，計(jì)時(shí)歸零。最小可以計(jì)時(shí)0.1s，最大可以計(jì)時(shí)255s，有四位LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。

C、系統(tǒng)采用12MHZ晶振，方便定時(shí)。用的是BT-A5461RB四位顯示管，使用前，先用萬用表檢測出它的各個(gè)管腳（a,b,c,d,,e,f,g,dp），將它的各個(gè)管教設(shè)置成低電平（即“0”）。通過單片機(jī)往指定地址寫入數(shù)據(jù)后，就能在屏上對(duì)應(yīng)的地方顯示所需顯示的數(shù)字。

原理圖：

ORG00H

AJMPSTART

三、試驗(yàn)程序：

DISIEQU34H;分十位

DIEREQU32H;秒十位

COUEQU35H;軟計(jì)數(shù)器

DISANEQU33H;分個(gè)位

ORG0BH;定時(shí)器0中斷入口

DIYIEQU31H;定義秒個(gè)位位寄存器

AJMPTIME0;跳轉(zhuǎn)到定時(shí)器0的服務(wù)程序

ORG30H

START:MOVDIYI,#0;清0MOVDIER,#0;清0MOVDISAN,#0MOVDISI,#0MOVCOU,#0

MOVTMOD,#01H;設(shè)定時(shí)器模式為16位定時(shí)器MOVTH0,#3CH;裝初值MOVTL0,#0B0H;裝初值SETBET0;開定時(shí)器0中斷允許SETBTR0;開定時(shí)器CLREA;關(guān)總中斷

MAIN:LCALLANJIAN;調(diào)用按鍵檢測子程序LCALLXIANSHI;調(diào)用顯示子程序AJMPMAIN

ANJIAN:MOVA,P3;讀入P3口的值

JNBP3.1,KAI;P3.4為0，轉(zhuǎn)到定時(shí)開JNBP3.0,GUAN;P3.1為0轉(zhuǎn)到定時(shí)關(guān)

RET;子程序返回KAI:SETBEA;開總中斷RET;返回GUAN:CLREA;關(guān)總中斷

RET;返回

XIANSHI:MOVDPTR,#TABLE;獲得表數(shù)據(jù)MOVR1,#20LOOP:MOVA,DIYI

MOVCA,@A+DPTR;獲得相應(yīng)地址MOVP2,#7FH;開第一位顯示MOVP0,A;送出段碼LCALLDELY1MS;延時(shí)1毫秒MOVP2,#0FFH;關(guān)顯示，防止鬼影MOVA,DIERMOVCA,@A+DPTRMOVP2,#0BFHMOVP0,ALCALLDELY1MSMOVP2,#0FFHMOVA,DISANMOVCA,@A+DPTRMOVP2,#0DFHMOVP0,ALCALLDELY1MSMOVP2,#0FFHMOVA,DISIMOVCA,@A+DPTRMOVP2,#0EFHMOVP0,ALCALLDELY1MSMOVP2,#0FFHDJNZR1,LOOPRET

TIME0:INCCOU;軟計(jì)數(shù)器加一MOVA,COU;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移

CJNEA,#2,OVER;看COU內(nèi)的值是否為2，是的話向下執(zhí)行，不是的話，退出中斷。MOVCOU,#0;清0INCDIYI;毫秒位加一MOVA,DIYI;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移CJNEA,#10,OVER;比較判斷MOVDIYI,#0;清0INCDIERMOVA,DIERCJNEA,#10,OVERMOVDIER,#0INCDISANMOVA,DISANCJNEA,#10,OVERMOVDISAN,#0INCDISIMOVA,DISICJNEA,#10,OVERMOVDISI,#0

OVER:MOVTH0,#3CH;裝初值MOVTL0,#0B0H;裝初值RETI;中斷返回

DELY1MS:MOVR7,#300;賦值50DL1:NOP;空指令NOP

DJNZR7,DL1;減一非0轉(zhuǎn)RET;返回

TABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HEND

四、電路設(shè)計(jì)：

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

流程圖：

開始外部中斷0外部中斷1定時(shí)器T0初始設(shè)置LED顯示延時(shí)程序+重裝初值停止T0TR=0重裝初值啟動(dòng)T0返回計(jì)數(shù)值計(jì)算返回TR=1

返回

六、實(shí)訓(xùn)實(shí)物圖：

七、調(diào)試：

調(diào)試的過程是一個(gè)頗為重要的過程，調(diào)試所指的是：硬件和軟件。而在進(jìn)行實(shí)物調(diào)試之前，可以用軟件仿真和硬件仿真，來檢測出了問題的是程序還是所焊接硬電路板；當(dāng)軟件和硬件都仿真成功的時(shí)候，并不能說明，用在實(shí)物上時(shí)，就一定成功的。我們這組就遇到這方面的問題，硬件的最小系統(tǒng)連接錯(cuò)誤，使得接通電源時(shí)，電路會(huì)不停地復(fù)位，而無法正常工作；而在軟件調(diào)試方面復(fù)位發(fā)生錯(cuò)誤，經(jīng)老師指點(diǎn)之后，是因?yàn)閷戝e(cuò)了復(fù)位程序，而導(dǎo)致數(shù)碼管一直顯示從9又返回8。在調(diào)試過程中，大體上是，檢測電路有沒有通，斷路、虛焊和斷路等；特別要檢測最系統(tǒng)，程序與仿真之間的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)。進(jìn)而改進(jìn)程序。

八、實(shí)訓(xùn)總結(jié)：

在這次的實(shí)訓(xùn)中，

友情提示：本文中關(guān)于《單片機(jī)秒表實(shí)訓(xùn)論文》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，單片機(jī)秒表實(shí)訓(xùn)論文：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

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