51单片机秒表实验报告

1、江西理工大学应用科学学院信息工程系单片机原理与应用课程设计报告设计题目基于51单片机的秒表设计专 业：电子信息工程班 级：电信121学 号： 08060312109参与人员：贺佳、周代元、周昶旭、张浥中指导老师： 王苏敏完成日期：2015年1月20日目录1 设计任务和性能指标课题内容课题要求错误！未定义书签。 错误！未定义书签。2 设计方案 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 错误！未定义书签。105.1 调试步骤5.2 性能分析 11 错误！未定义书签。5系统硬件设计错误！未定义书签。参考文献 14需求分析 3方案论证 33系统软件设计系统软件流程图实验程序清单 4 系统硬件设计1 设计任

2、务和性能指标1 课题内容要求及目的课题内容用 AT89C51 设计一个秒表，该秒表课可显示 0.099.9 秒的时间， 进行相应的单片机硬件电路的设计并进行软件编程利用单片机定时 器/计数器中断设计秒表，从而实现秒、十分之一秒的计时。综合运 用所学的单片机原理与应用理论知识，通过实践加强对所学知识 的理解，具备设计单片机应用系统的能力。通过本次系统设计加深对 单片机掌握定时器、外部中断的设置和编程原理的全面认识复习和掌 握。 本系统利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，通过 采用proteus仿真软件来模拟实现。模拟利用AT89C51单片机、LED 数码管以及控件来控制秒表的计数以及计位

3、！其中有三位数码管用来 显示数据，显示秒（两位）和十分之一秒，十分之一秒的数码管计数 从 09，满十进一后显示秒的数码管的数字加一，并且十分之一秒显 示清零重新从零计数。计秒数码管采用三位的数码管，当计数超过范 围是所有数码管全部清零重新计数。课题要求本课题是基于单片机的秒表系统设计，它的具体要求有以下几 点：八、（1）用单片机 AT89C51 实现；（2）以 0.1 秒为最小单位进行显示；（3）秒表量程为0.0-99.9 秒，用 LED 显示；（4）有清零、开始、停止功能。课题目的通过课程设计，进一步熟悉和掌握AT89C51单片机的结构及工作原理，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，

4、了解表关 电路参数的计算方法。通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整 过程，进一步了解开发一单片机应用系统的全过程，通过此综合训练, 为以后毕业设计打下一定的基础。（1）利用单片机定时器计数器中断设计秒表，从而实现秒、十 分之一秒的计时。（2）综合运用所学的单片机原理与应用理论知识，通过实 践加强对所学知识的理解，具备设计单片机应用系统的能力，加深对 单片机课程的全面认识。（3）通过本次课程设计能够对程序进行编辑，校验。（4）通过本次系统设计加深对单片机掌握定时器、外部中断的 设置和编程原理的全面认识复习和掌握，对单片机实际的应用作进一 步的了解。（5）通过本次系统设计，增强自己的动手能力。

5、认识单片机在 日常生活中的应用的广泛性，实用性。（6）该实验通过单片机的软件延时设计，设计简单的计时器系 统，能正确的计时。需求分析近年来，随着科学技术的进步和时代的发展，人们对秒表的功能和精 度提出了越来越高的要求，各种秒表的设计也越来越重要。秒表计时 器是在一种计时器上实现两种功能的一种器件。它广泛应用于各种场 所，同时它的小巧，价格廉价，精确度高，使用方便，功能齐全，便 于集成化。而受广大消费者的喜爱。方案论证现今的计时器通常只能通过启/停按键实现断点计时的功能，即通过 启/停按键来记录一段时间。这种计时器查看的时间只能为计时结束 时刻。实际的应用中往往需要在不影响正常计时的基础上，能查

6、看记 录过程中的某些点的时间。本课设即针对此问题，设计了一种能通过按键方式查看记录过程中 任一时刻值的计时器。这种计时器在查看中间值时不会影响整个记录 过程，并且能把相应数据送入存储模块及显示模块，以便查看。本系统采用AT89C51单片机作控制器，LED数码管，实现显示时、分、 秒，以 24 小时计时方式。为了实现 LED 显示器的数字显示，可以采 用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬 件，结构较为复杂，考虑时钟显示只有六位，且系统没有其他复杂的 处理任务，所以采用动态扫描法实现LED的显示。单片机采用AT89C51 系列，有足够的空余硬件资源实现其它的扩充功能。3系统软

7、件设计3.1 软件程序流程图根据课题内容，可作出主流程序树状图如图3.1 所示图 3.1实验程序清单：HAOMIAO EQU 34HMIAO EQU 35HSHIMIAO EQU 36HORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART: CLR CSETB P1.6SETB P1.5SETB P1.4MOV HAOMIAO,#0MOV MIAO,#0MOV SHIMIAO,#0MOV DPTR,#TABLEMOV A,#00HMOVC A,A+DPTRCLR P1.6MOV P2,AMOV A,#00HMOVC A,A+DPTRCLR P1.4MOV P2,AMOV DPTR

8、,#TABLE1MOV A,#00HMOVC A,A+DPTRCLR P1.5MOV P2,ALCALL KAISHILCALL MAINSHIWEI :SETB P1.5MOV DPTR,#TABLE;十秒位显示MOV MIAO,#0INC SHIMIAOMOV A,SHIMIAOCLR CSUBB A,#6JZ STARTAJMP MAINRET;使秒位从零位重新循环TINGZHI:MOV A,#00HMOV A,P3ANL A,#04HJZ START;判断是否有清零指MOV A,#00HMOV A,P3CLR CANL A,#02HLCALL YANSHIJZ MAINLJMP TIN

9、GZHI;判断是否有停止指令START1 :LJMP STARTSHIWEI1:LJMP SHIWEIMAIN :SETB P1.5SETB P1.4SETB P1.6MOV A,#00HMOV A,P3ANL A,#04H; 判断是否有清零指令JZ START1MOV A,#00HMOV A,P3CLR CANL A,#02HJZ TINGZHIMOV DPTR,#TABLE I NC HAOMIAO MOV A, HAOMIAO CLR CSUBB A,#10JZ MIAOZHEN LCALL YANSHI AJMP MAINRETMIAOZHEN:SETB P1.4MOV DPTR,#T

10、ABLE1MOV HAOMIAO,#0INC MIAOMOV A,MIAOCLR CSUBB A,#10JZ SHIWEI1LCALL SNDAJMP MAINYANSHI: MOV R6,#30DL2: MOV A,#00HMOV A,P3ANL A,#04H判断是否有停止指令0.1 位秒显示 ;加一，可查下一位数据判断是否进位;延时 0.1 秒;继续计时;秒位显示;使 0.1 秒从零重新循环 ;加一，可查下一位数据 ;判断是否进位;返回 0.1 秒计;判断是否有清零指令JZ START1MOV DPTR,#TABLEMOV A,SHIMIAOMOVC A,A+DPTRCLR P1.6MOV

11、 P2,AACALL YIHAOMIAO SETB P1.6MOV A,HAOMIAOMOVC A,A+DPTRCLR P1.4MOV P2,AACALL YIHAOMIAO SETB P1.4MOV DPTR,#TABLE1 MOV A,MIAOMOVC A,A+DPTRCLR P1.5MOV P2,AACALL YIHAOMIAOSETB P1.5DJNZ R6,DL2RETYIHAOMIAO:MOV R7,#250CV:NOPNOPDJNZ R7,CVRETKAISHI: MOV A,#0MOV A,P3ANL A,#01HJNZ KAISHIRETSND: SETB P1.0MOV R

12、1,#1EHDL:MOV R0,#0F9HDL1:DJNZ R0,DL1DJNZ R1,DLCLR P1.0RETTABLE:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH;0,1,2,3,4,5,6,7,8,9TABLE1:DB0BFH,086H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH, 087H,0FFH,0EFH END4 系统硬件设计AT89C51 单片机简介AT89C51是一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦 除只读存储 器(FPEROM-Flash Programmable and Eraseable Read Only M

13、emory)的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术 制造，并且与 89C51 引脚和指令系统完全兼容。引脚分别如图 2.1 所 示。AU9C512*PC 01 3ATg952AT89S51三种单片机的外形图PI.0 卩i. 1pi. 1PJ.3 Pl. 4PJ.5PI.PI.7 RST (RXD)P3. 0 (TXD(P3. 1 (TNTu)P12| (TSiT)P3, 3| (T0)P3, 4| 仃 丽 Pl b| 丽鬥XTAL2XTAL1115DIgVCCgPO, 0； (ADR) PD. E/CXDI) Pit. 2/(AD2) PD. 3/ (ADJ) PD. 4/(AD4

14、) 國 PG. 5/ (AD5) 圍?0. b/ (.Wb) B PO. 7/ 仇Z) ffl EA/VPPATB9C51 0 ALE/PROC0psFn凰珀.打215 画冗.6/014 殛代.刃(A】3園 P2, 3/i.All) 国P2.2/f壮 国 P2, 1/ (A9 汕 P2. O/(AS)ATS9C51AT89C51的引脚排列图 2.1图 2.1 所示的单片机是引脚双列直插封装方式，电源引脚 40 脚 与接地脚20。P0 口作输入口使用时，应先向口锁存器写入1。P1 口 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P1 的输出缓存可驱 动 4 个 TTL 输入。 P2 口

15、是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端 口。 P3 口也是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口， P3 端口 还用于一些复用功能。5系统硬件设计5.1 调试步骤分析各单元电路图，并分析其各部分的功能；用仿真软件仿真电路的功能，并检查是否有错，无误后进行下步 工作；查找有关文献了解各元件的功能及引脚和有关的资料；设计实验电路图设计的实验原理图如下所示WCTAL1pcnH.DoPD.VAD1PDJZiADZXTAL2PDJ.hDIP.期D*PDSADSPOSADhF.STPD.7WD7pin-HSP2.ir.HSpzzi.H.inPSEMPZJH.11ALEPZ.H.IZ巨P

16、2SM3PZJ6TA1 +PZ.7A1SP1DPDRXIiF1.1P3.1HXDP12PZiIMTDP13PJINTIF1.+P3.4dTnP1SP3ST1F1.6P3SWKF1.7P3.7iF.i实验设计总结 为期两周的课程设计，主要是以上机操作为主，在实验室查资料，编 程序，画图。设计语言主要是采用c语言和汇编语言的自上而下的设计方法。Prot eus中，自上向下的设计，就是在整个设计流程中各设计环节逐 步精益求精的过程，应用Proteus运行自上而下的设计，就是使用 Pro teus模型在所有综合级别上对硬件进行说明和仿真测试。顶层文 件采用了原理图的方法设计，使各模块之间的层次关系清晰

17、。 在秒表计时器实际设计过程中，所有的模块都是通过不同进制的计数 器来实现其主要功能的，各模块之间是通过进位信号连接在一起的。 一开始由于没有一定的合理的思路，走了不少弯路。在查阅了相关资 料之后，解决了相关的问题，使我的程序更加优化。通过这次课程设计，我进一步熟悉了Proteus软件的使用和操作方法。 对c语言和汇编语言的自上向下的设计方法有了进一步的认识，在底 层文件具备的条件下，使原理图可以使设置更加简单，使程序清晰， 增加可读性。当然这次课程设计也存在着不足之处，计时不够足够的 精确等。单片机课程设计，是对单片机知识的验证，可以帮助我们理解巩固所 学知识，激发我们对单片机课程的兴趣，更锻炼了我们独立思考、开 拓创新的能力。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处， 虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的 困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣， 我想这将对我以后的学习产生积极的影响。 其次，这次课程设计让 我充