0到59秒单片机秒表课程设计报告

1、用心整理精品单片机课程设计报告设计课题：秒表设计专业班级：10级电子信息科学与技术4班学生姓名：马飞杨悬悬夏婷婷董静静对应学号：080210198 080210227080210248 080210257指教教师：郭玉设计时间：2012年6月7日目录、课程设计目的和意义和主要功能1、目的意义2、主要功能二、方案设计与论证1、时钟电路2、按钮电路3、显示电路4、单片机5、参数计算三、硬件电路设计1、 STC89C52RC片机的简单介绍2、接口电路3、硬件连线图四、软件设计：数字秒表流程图、数字秒表源程序五、性能分析六、结论和心得附件（源程序）电子秒表设计摘要：本次设计主要是用STC89C52RC

2、计一个2位的数码作为“秒表”。主要是利用单片机的定时 器/计数器定时和计数原理来设计简单的计时器系统，拥有正确的启动停止、时间调整、清零功能， 启动停止清零通过键盘按键控制，并同时可以用数码管显示数字0-59,每秒自动加1,能正确地进行计时。其中软件系统采用汇编语言编写程序，包括显示程序，计数程序，中断，延时程序等，并 在keil中调试运行，硬件系统利用单片机开发板能来实现，简单且易于观察，在现实生活中应用 广泛，具有现实意义。关键字：单片机定时器启动停止清零时间调整数码管键盘1、 课程设计目的和意义和主要功能1、目的意义1、通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的

3、应用进一步的了精品用心整理精品2、 掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。3、 通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。2、主要功能显示时间为0-59秒，每1秒自动加1,另外设计一个“启动”键、一个“停止”键和一个“清 零”键。能用按钮实现秒表启动、停止、清零功能2、 方案设计与论证1、方案设计本设计要求进行计时并在数码管上显示时间 ，分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四 大部分，这些模块中单片机占主控地位。具模块电路如图2-1所示。(1)、时钟电路常用的有内部时钟方式和外部时钟方式，但因为本设计中只需要一片单片机，所以采用内部时 钟方式比较简单。i-r19Cl

4、时钟电路如图所示，时钟电路的晶振频率越高，系统的时钟频率越高，单片机的运行速度也就 越快。晶振频率根据设计需要设为 12MHz又根据谐振性质，电路中的电容 C1、C2选择为30pF左 右。该电容的的大少会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。(2)、按钮电路主要由S1 S2 S3三个按键组成，因为开发板自己默认的键盘是矩阵式，而我们的设计中只需要用到三个按键，考虑到按键个数比较少，我们将开发板上的 J11跳冒由原来的右边调整到左边， 让键盘变成独立式。按钮电路中的“启动”按键由键盘上的 S1控制，按钮电路中的“停止”按键 由键盘上的S2控制，按钮电路中的“清零”按键由键盘上的 S

5、3控制。(3)、具体按键说明按“启动”按键，开始计数，数码管显示从 00开始每秒自动加1;按“停止”按键，系统暂停 计数，数码管显示当时的计数，并且再次按“启动”键后就会继续计时；按“清零”按键，系统暂 停计数，数码管显示00,并且再次按“启动”就会重新计时。3、显示电路所用的数码管有共阴和共阳之分，本此设计使用的数码管是共阴极，数码管位控制有P2 口控制。 由于电路内部已经有74HC13奔码器，译码器的A、R C赋值07,因此输出端分别是Y0-Y7置“0”, 如p2=0，则Y0=0,及选通第一个数码管，所以当我们要显示某一个数码管时，只要将 P2 口赋相应 精品用心整理精品的值即可。因为秒表

6、只需用两个数码管，我们选用的是第一个和第二个数码管，及分别给 P2口送0 和1.而数码管显示的数字段码由 P0 口控制，每次需要显示的数字段码通过查表找到后直接送给 P0 口即可，如当P0=3F,就会显示数字“ 0”。4、单片机单片机的程序可用汇编语言也可用 C语言，为了提高使用汇编语言的能力，本设计特用了汇编 语言了编写程序主程序流程图如下所示，具体程序见附件。主程序流程图见软件设计。5、参数计算本设计利用定时器T0的计数原理来实现秒表。定时器 T0工作于方式1,寄存器TMOD氐四位 M1M而取01,设定为软件启动定时器，故 GAT腺零，因为用定时功能，C/T取0,定时器方式寄 存器TMOD

7、勺高四位为无关位，一般都取 0,所以TMOD勺控制字应取为01HH晶振频率为12MHZ T 机=1US因为方式1最长的定时时间为65.535MS,达不到1秒的要求，因此采用硬件定时和软件计 数相结合的方式来达到1秒定时。取T0的定时时间T定时二50MS定时器采用中断方式工作，中断 20次50MSH 20等于1S,设定寄存器R0为软件计数器，初值为20。秒表的初值存于寄存器R4中， 个位数存于20H单元，十位数存于21H单元中。2、方案论证数字信号处理器（DSP作为一种可编程专用芯片，是数字信号处理理论实用化过程的重要技 术工具，在语音处理、图像处理等技术领域得到了广泛的应用。但对于算法设计人员

8、来讲，利用汇 编语言或C语言进行DSP功能开发，具有周期长、效率低的缺点，不利于算法验证和产品的快速 开发。需要模数转换；受采样频率的限制，处理频率范围有限。数字电路具有不稳定，容易出问题，很容易受干扰的特点单片机具有价格低廉的可擦写1000次以上的16（字）位指令FLASHY术，不再有报废品产生的优 点。高速度、低功耗（nA）!具有SLEEP休眠）功能及CMO战术，每一指令执行速度可达50ns（20MHZ）, 而耗电则在1mA-2.5mA间（典型功耗,WDT关闭时为100nA）。AVR1用Harvard结构概念（具有预 取指令功能），即对程序存储和数据带有不同的存储器和总线。当执行某一指令时

9、，下一指令被预先从程序存储器中取出，这使得指令可以在每一个时钟周期内被执行。超功能精简指令！具有32个通用工作寄存器（相当于8051中的32个累加器，克服了单一累加器数据处理造成的瓶颈现象 ）及 128-512个SRAMW灵活使用指令运算并可用功能很强的C语言编程，易学、易写、易移植。采用STC89C52RC片内ROMb用FlashROM能以3V的超低电压工作；同时也与 MCS-51系列单 片机内部储存器为8KBRO麻储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线变成可擦除技术，当对 电路进行调试时，由于错误修改或对程序的新功能需要烧入程序是，不需要多芯片多次拔插，所 以不会对芯片造成损害，最终

10、采用单片机 STC89C52RC为主控系统。三、硬件设计1、STC89C52RCL片机的简单介绍RST/Vro cF3.0/RXR 匚 p¥ I Txn 匚P；i.2/iNW cP3,y/1NTT CP：l. 4/TO e阳.以二匚J3, 电eFJ：J. 7/RD cXTAL2 cXTAl.l cVss匚1M34S 6 7 gg101 1121314121617181920=1 Vet 3 PQ.D n F(k I 口 P0,2 =po.an PO. 4Z1 5 zi RO. 6 n 坞7 Fa/Ypp- . FfPRCG s rxn3 P2. 7 n=P2. S n Py.4 n

11、PL 3 d F2,2 P2. 1=P2,0STC89C52RC一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器(FPEROM-FlashProgrammable and Eraseable Read Only Memory )的8位CMO微控制器，使用高密度、非易失存 储技术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。主要性能:8031CPU与MCS-51微控制器产品系列兼容4KB字节快速擦写Flash程序存储器，擦写次数1000次存储数据保存时间为10年编程频率3MHZ-24MHZ编程电流1mA编程电压 VPP为5V或12V,工作电压5V1个片内振荡器及时钟电路，静态操作模式

12、工作频率0MHZ-24MHZ程序存储器具有3级加密保护128字节内部RAM , 128字节特殊功能寄存器区32条可编程I/O线2个16位可编程定时器/计数器中断结构具有6个中断源和2个优先级嵌套中断结构1个可编程全双工异步用行口空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容可寻址64K外部RAMF口 64K外部ROM&句的扩展总线控制电路2、接口电路利用12MHZS振的一个机器周期为1微秒，通过循环产生1秒时间延迟，扫描单片机中所存放 的时间的值，并通过输出显示在数码管上。如图：HAL?晶-LE 丁1 2秒表系统连线图P0.0P0.7对应了两个接数码管的A,B,C,D,E,F,G和小数点位，

13、P2.6接显示个位数的数码管的3、 8引角，P2.7则接十位数的。P3.6、P3.7分别接按键。精品2、硬件连线图OUT照CA:每近KEFS LAdli:KanslOwrMTrl>T>g3ItE|t1 H防出的羽总品后I_bJ上L四、软件设计1、数字秒表流程图初始化|初始化Y L 工力育目1推!像，是有拴初始化按iftiEb按下7)定示行停技键1是否拉下了加嫔计时定武笆芹£按键N是言接下学口联续计日寸ACC -07锄始化4计时开始拉越I星百按下候漳1是否按下了祓键1是否帔下？2、数字秒表程序（附件）五、性能分析所制电路板虽然能实现设计中要求的功能，但是在实际使用中还是存在

14、着许多缺陷。这块电路 板不能随意查看记录的数据，复位后所计数据便会丢失，不能翻看历史，所计数据组数不能满足现 中玉3E 又TW攵0六、结论与心得其实刚接看到题目时，有点迷茫，后来指导老师向我们具体讲解该怎么去做。对于 keil软件和烧 写软件，之前我们根本不了解，通过学习光盘中的资料怎么下载和使用这两个软件，在这其中我们也 遇到了困难，开始总是不能理解说明书上的步骤，慢慢讨论学习将软件下载成功，我们四个人就在一 起摸索该怎样使用，反复看光盘给的资料后终于学会了如何使用两个软件。预期的设计目的是：能够 实现时钟的基本功能，正常显示秒，于是我们用汇编语言写源程序。开始编译时没有发现错误，可是烧写到

15、开发板上时，却不能实现基本的功能，经过多次修改之后还是不能解决。在写程序的过程中， 我们互相讨论方案，寻求解决途径，可是还是无法实现相关的功能。我们有点急了，很迷惑了，我们 经讨论后，决定找郭玉老师。老师给我们提出了意见和建议，在老师的帮忙下，我们成功地编写了一 个没有实现启动停止、时间调整和清零功能的秒表程序。现在就是要实现要求的那些扩展功能，这个 困扰了我们很久，因为老师的建议是利用中断写，而我们自己一直想的使用按键控制，最终在查得相 关的资料后，我们还是用按键成功写出源程序，并烧尽单片机中。通过这次的电子秒表设计，我们感觉到了合作的重要性。通过合作，我们找到了最佳的解决方 案，有问题一起

16、解决，有疑问一起讨论。感到合作的力量很强大！在设计的过程中，我们遇到了很多困难，失败过许多次，可最后还是成功了。我们知道，只要愿意努力，只要不放弃，我们会成功 的，所以在以后的学习与生活中我们都要保持着这种精神。附件：实现数字秒表工作源程序STRT EQU P3.0STP EQU P3.1CLRR EQU P3.2ORG 00HLJMP MAIN;ORG 0BH;LJMP INTTMAIN:MOV R0,#20;MOV R4,#0MOV 21H,#0MOV 22H,#0MOV TMOD,#01H;MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HSETB EA;启动键控制口;停止键控制口;清零

17、键控制口;初始化程序入口地址;定时器T0的入口地址;加一子程序入口地址;软件计数器置初值;秒表时间置初值；个位数存储单元清零；十位数存储单元清零;定时器T0工作于方式1;置50ms定时初值高位;置50ms定时初值低位;开CPU总中断SETB ET0k1: LCALL DISPJB STRT,K2LCALL DISPJNB STRT,$AJMP STARTk2: LCALL DISPJB STP,K3LCALL DISPJNB STP,STOPK3: LCALL DISPJB CLRR,K1LCALL DISPJNB CLRR,CLEARAJMP K1START: SETB TR0AJMP K1

18、STOP: CLR TR0AJMP K2CLEAR:CLR TR0MOV R4,#0AJMP K1INTT:MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HDJNZ R0,LOOPT0中断;调显示子程序;判断启动键是否按下;按下，调用显示子程序;判断启动键是否释放；释放启动键，跳转到启动指令段;启动键未按下，调用显示子程序;判断停止键是否按下;按下，调用显示子程序;判断停止键是否释放，释放则跳转到停止指令段;停止键未按下，调用显示子程序;判断清零键是否按下，未按下判断“启动”键是否按下;按下清零键，调用显示子程序;判断清零键是否释放，释放则跳转到清零指令段;清零键释放判断是否重新按下“启动”键;启动T0;跳转到启动键是否按下的指令段，不断判断;关闭T0;跳转到停止键是否按下的指令段，不断判断;关闭T0,以便显示子程序显示此时的秒表数;秒表时间清零;跳转到判断“启动”指