课程设计_单片机__60秒秒表

1、目录 前言.21.总体设计方案.32硬件设计方案.32.1 电路原理.32.2 电路原理图.43.软件设计（加流程图）.6 3.1函数流程图.63.2 算法描述.9 3.3源程序.104系统的安装调试.115课程设计总结与体会.126.参考文献.14前 言 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由

2、当时的4位、8位单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来。最早的设

3、计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。本次课程设计要求制作一个秒表，开始时，显示“00”，第1次按下按钮后就开始计时；第2次按按钮后，计时停止；第3次按按钮后，计时归零。1总体设计方案1.1硬件设计思路将单片机设计成控制器，在MCS51的P0口和P2口都接，P0口接上拉电阻，分别显示十位和个位数字。另设计一个按钮，第1次按下按钮后就开始计时；第2次按按钮后，计时停止；第3次按按钮后，计时归零。1.2软件设计思路通过单片机实现控制00-59的计数，根据设计的要求，将0到59的数据除以10，分别取商和余数。并且当一秒

4、钟到来时，计数单元加1，到达60时，则自动返回到0，从新秒计数。同时在计数过程中调用延时程序。 2硬件设计2.1电路原理编写程序对MCS51芯片进行初始化，在编程过程中主要使用延迟程序来实现秒计时器的计时功能。用Proteus软件来实现秒计时器的仿真，其中将P0口和P1口分别作为高低位输出端口。该实验要求进行计时并在数码管上显示时间，则可利用DVCC系列单片机微机仿真实验系统中的芯片AT89C51中的P1.0管脚做为外部中断0的入口地址，并实现按键的功能；将P3.3做为外部中断1的入口地址，并实现“清零”按键的功能.；定时器T0作为每秒加1的定时器。其中“开始”按键按下一次（由上向下拨）时开始

5、计时，当再次按下按键时，计时器计数暂停；“清零”按键按下一次时数码管清零，此时若再拨“开始”按键则又可重新开始计时。2.2电路原理图图3.1电路原理图 时钟时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。在MCS51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚TXAL2，在芯片的外部通过这两个引角跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。 此电路采用12MHz的石英晶体。如下图所示AT89S52（MCS51）简介(1) 与MC

6、S-51产品相兼容；(2) 具有8KB可改写的Flash 内部程序存储器，可写/擦1000次；(5) 256字节内部RAM；(6) 32根可编程I/O口；(7)3个16位定时器/计数器。 (8) 8个中断源；(9)可编程中串行口；(10) 低功耗空闲和掉电方式。它的价格便宜，功能强大，能耗低。很大程度上减少总电路的复杂性，提高了所设计系统的稳定性。其芯片引脚图如图2-1所示。图2-1 单片机AT89S52引脚图3软件设计（加流程图）3.1函数流程图实验系统流程图开 始R0所指地址中内容为0数码管显示00延时一秒R0=R0+1R0=60吗？送入数码管显示YN图4.1.1 实验系统流程示意图主程序

7、ORG 0 LJMP START ;启动指令 ORG 30H ;跳出中断入口START: MOV P0,#0 ;将p0口清零 MOV P2,#0 ;将p2口清零 MOV R0,#00 ;将值0赋给R0 NEXT: MOV A,R0 ;实现P0口从零到5的变化，以及P2口从零到九的变化 MOV B,#10 DIV AB MOV DPTR,#TABLE ;建表 MOVC A,A+DPTR ;将表的首地址传给累加器A MOV P0,A MOV A,B MOVC A,A+DPTR MOV P2,A LCALL DELAY ;调用延时程序 INC R0 MOV A,R0 CJNE A,#60,NEXT

8、;比较循环 LJMP START END延时程序流程图开 始用Lcall指令调用延时程序Delay调用Delay2指令调用Delay1指令R7=0R6=0R5=0跳出延时程序结 束执行停止指令NNYYN图4.1.2 延时程序流程图延时子程序DELAY: MOV R5,#100 DELAY2: MOV R6,#20DELAY1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DELAY1 DJNZ R5,DELAY2 RET 3.2 算法描述根据设计的要求，利用单片机控制，实现秒计数并显示，具体设计如下：(1)将0到59的数据通过对10整除和对10求余，将数据的个位和十位分开。DI

9、VAB(2)加1计数 INCR0(3)延时程序DELAY: MOV R5,#100DELAY2: MOV R6,#20DELAY1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DELAY1 DJNZ R5,DELAY23.3源程序ORG 0 LJMP START ;启动指令 ORG 30H ;跳出中断入口START: MOV P0,#0 ;将p0口清零 MOV P2,#0 ;将p2口清零 MOV R0,#00 ;将值0赋给R0 NEXT: MOV A,R0 ;实现P0口从零到5的变化，以及P2口从零到九的变化 MOV B,#10 DIV AB MOV DPTR,#TABLE

10、;建表 MOVC A,A+DPTR ;将表的首地址传给累加器A MOV P0,A MOV A,B MOVC A,A+DPTR MOV P2,A LCALL DELAY ;调用延时程序 INC R0 MOV A,R0 CJNE A,#60,NEXT ;比较循环 LJMP STARTDELAY: MOV R5,#100 ;延时程序DELAY2: MOV R6,#20DELAY1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DELAY1 DJNZ R5,DELAY2 RETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END 4

11、系统的安装调试程序采用汇编语言编写，并用protues软件编译。用学校的Proteus软件画电路图和进行仿真。编译通过以后，用Proteus软件进行仿真和调试，把编译过后生成的hex文件加载到单片机中运行后就可以看到仿真的结果了。测试数据及结果如下： 5课程设计总结与体会课程设计做完了，我初看该设计题目，认为很简单，但在做的过程中，我发现我对MCS51的硬件部分很不熟悉，那些管脚的作用理解的并不透彻。在之前相关的单片机理论知识的基础上，通过自己的动手实践，多次仿真，多次调试，同时我也发现到自己在单片机方面还有很多不足，尤其是单片机指令系统及MC51各引脚的第二功能等等知识不够熟练，因此在设计中

12、遇到了很多不懂的知识，通过自己主动地查资料和请教老师及同学，这些问题也逐步得到解决。设计过程中，刚开始着手设计时，虽然表面看上去很容易，不过实际也不是难题，可我还是没有一点头绪，之后花费了大量的时间和精力，同时得到同学的帮助，才能顺利的完成课程设计，但还是存在一些小问题，需要进一步钻研和解决。设计时，不断调试程序和修改程序,提高了自己对单片机的应用能力，分析问题和解决问题的能力。在实践过程中我的室友和同学给了我很大的帮助和鼓励，借此机会向他们表达我的感激之情。感谢大家对我的支持，帮助我完成了此次课程设计。.二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。但是，实际工作

13、中并不是任何需要计算机的场合都要求计算机有很高的性能，一个控制电冰箱温度的计算机难道要用P4吗？应用的关键是看是否够用，是否有很好的性能价格比。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。本次电子课程设计主要是对已学习的模拟电子技术、数字电子技术和单片机的综合应用，同时加上电路等知识，设计完成了利用软件模拟的秒表。经过几天的奋战,我感受很深概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。自从1976年问世以来，单片机获得了巨大的发展。现在比较流行的单片机是美国Intel 的MCS51/96以及

14、Motorola的MC系列，Zilog 的Z8系列，同时还有更多新型的、功能更强的单片机不断出现。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。中国使用单片机的历史只有短短的30年，在初始的短短五年时

15、间里 发展极为迅速。纵观我们现在生活的各个领域，从导 弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据 处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些 东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用， 元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们 只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成 本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的 人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达3 亿片，且每年以大约20%的速度增长，但相对于 世界市场我国的占有率还不到1%。特