电子跑秒表的设计

1、目录1设计要求. . 12设计方案及实现. 12.1系统功能分析. 12.2功能实现方案. 13使用的元件及功能. 33.1 89c51引脚图与功能说明. 33.2 LED数码管 64实现电路图及调试 64.1实现电路图.64.2 调试及问题解决74.3 仿真结果75心得体会.86 参考文献97 附录9电子跑秒表的设计内容提要：本次课程设计通过电子秒表的设计与制作，学到了单片机最小系统的概念与设计，对单片机调用、定时等功能模块有了进一步的了解，并利用这个设计对单片机的编程方法有了一定程度的深入了解，并对51单片机有了深入的了解。关键字：89c51单片机、键控、中断、数码管显示1设计要求以89s

2、51单片机为核心芯片，设计一个模拟电子跑秒表，要求如下：A、 利用LED显示秒表的计时过程；B、 可以对秒表进行初始时间设置；C、 可以调整秒表的时间。2设计方案及实现2.1系统功能分析 本次课设设计电路通过以下四个按键实现要求功能：Start键实现秒表的启动计时；Stop实现秒表的清零；Pause键实现计时的停止；Set键实现对秒表的时间预置。同时以上各键按下后能在数码管上清晰显示时间的改变，以供使用者操作以及测试。2.2 功能实现方案 由系统的功能分析可以得到，功能的实现是通过对按键的控制得到，在源代码的编写中则可以通过对各个按键的调用实现键控功能，同时显示在数码管上。设计语言采用汇编语言

3、，通过对按键的判断（JNB语句）以及调用（DISP，INC等），完成键控数码管显示。 实现方案流程图如下所示：开始定时器计数器2初始化显示缓冲区初始化开中断按键扫描是否有按键输入？判断是否为start键判断是否为stop键判断是否为set键判断是否为pause键定时计数器中断清零暂停计时查看数据预置时间显示显示YYYYNNNN图1 程序流程图3使用的元件及功能3.1 89c51引脚图与功能说明AT89c51是一个40引脚的芯片，其中继承了运算器、控制器、存储器，是一个高度集成的芯片，可将编写编译后的程序载入到芯片中，进而实现能够达到要求的功能。其管脚图如下：图2 89c51管脚图管脚说明：VC

4、C：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，每脚可吸收8TTL门电流。当P1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存储器，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外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的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时，将输出电流，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

5、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口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，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存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 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

6、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的一些特殊功能口，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）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。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时间。ALE/PROG：当访问外部存

7、储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，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。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，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只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次

8、有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向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。3.2 LED数码管数码管管脚图如下所示图3 LED数码管管脚图LED数码管采用的是有发光二极管按一定的结构组合起来的显示器件。课设中使用的显示数码管为共阳极数码管，A-G脚因输入不同的二进制编码可以显示不

9、同的数字。在实验中则为高低电平的判断显示。4实现电路图及调试4.1实现电路图图4 电子跑秒表实现电路图4.2 调试及问题解决将所编写的电子秒表的程序下载到芯片中，调试程序。遇到的问题就是数码管不能正确的显示。没有正确编写数码管的显示程序，将小数点的显示位置改正，同时实验的数码管采用的是共阳的数码管显示，因为0亮1不亮，必须严格按照这个来编写程序。反复进行测试，对四个按键分别进行测试，检查是否完成预定的四个功能：启动、暂停、预置时间、停止。是否实现了定时/计数器中断。4.3 仿真结果 程序成功运行仿真结果如下图所示：图5 仿真结果图5心得体会通过这个为期二周的单片机课程设计使我对AT89C51单

10、片机有了更一层深入的了解，同时加强了动手实践能力。在这次课程设计中虽然也遇到了各种困难，但通过资料书以及求解于同学都解决了问题。同时结合实践进一步巩固了课本上的理论知识，将学习的理论基础知识又加深了一遍。认识到我们所学的知识还是远远不够的，我们需要不断学习提升自己的能力，不仅仅是动手能力，还有编程能力和考虑问题的全面性。单片机在日常生活中应用广泛，结合这学期在学的嵌入式系统原理，我们更多的了解了单片机的发展现状和发展趋势，以及在生活中的广泛应用，其实80C51只是我们所接触的一种简单的单片机，在实际应用中，有各个公司生产的不同型号的、针对不同功能设计的、以及根据用户的需要和发展自主研发设计的单

11、片机还有很多，由此设计出来的嵌入式系统更是数不胜数。能够亲身的进行自我实践，并进行实际的应用，其实使我们对现行单片机的一次深入的了解，并能够提升我们将来在学习工作遇到的单片机设计问题。6 参考文献1.林土胜.单片机技术及工程实践.机械工业出版社.20102.李群芳 张士军.单片微型计算机与接口技术.电子工业出版社.7 附录汇编语言程序源代码ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H RETI ORG 0013H RETI ORG 000BH LJMP T100MS ORG 001BH RETI ORG 0100HMAIN:MOV P2,#0FFH MOV P0,#00H MOV

12、 TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H MOV DPTR,#TAB MOV R0,#00H MOV R1,#00H MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R5,#02H SETB EA SETB ET0START0:JNB P1.1, START1JNB P1.3,STOPJNB P1.5,PAUSEJNB P1.7,SET1LCALL DISP LJMP START0DISP: MOV A,R3 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB P2.0 LCALL DELAY CLR P2.0 MOV A,R2 MOVC A,A+

13、DPTR MOV P0,A SETB P2.1 LCALL DELAY CLR P2.1 MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB P2.2 CLR P0.7 LCALL DELAY CLR P2.2 SETB P0.7 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB P2.3 LCALL DELAY CLR P2.3 RETTAB: DB 0Xc0,0Xf9,0Xa4,0Xb0,0X99 DB 0X92,0X82,0Xf8,0X80,0X90DELAY: MOV R6,#20 D1: MOV R4,#248 DJNZ R4,$ DJNZ R6,D1 RETSET1:JNB P1.7,SET1INC R3LCALL DISPLJMP START0START1: SETB TR0LJMP START0 RETISTOP: CLR TR0 MOV R0,#00H MOV R1,#00H MOV R2,#00H MOV R3,#00H LCALL DISP LJMP START0PAUSE: CLR TR0 LCALL DISP LJMP START0 RETIT100MS: CLR TR0 MOV TH0,#3CH MOV TL