单片机课程设计-电子秒表

实用标准安徽科技学院电气与电子工程学院《单片机原理与应用设计》课程设计设计说明书题

目

秒

表姓名(学号************************************专

业

电气工程及其自动化班

级133指导：***2016年5月9文案大全

实用标准目

录要.字硬计软计调果献文案大全

实用标准秒表摘：

本次课程设计，我们组设计的是秒表。使用片机设计一个2位的LED数码显示作为“秒”：显示时间为00—99秒，每秒自动加1，另设计一个“开始计时/时间锁定”键和一个“复位”键。通过对键盘的扫描对时钟的走时/停止进行控制目采定时器T0作为计时器发生一次中断，每100次中断加1s。在此期间，如“开始计/时间锁定”按键按下，程序方将TR0置为1，从而开启中断，秒表开始计时，再按一次“开始计时间锁定”按键，则将TR0置，秒表停止计时；如“复位”按键按下，程序将TR0置为0，同时将存储时间的变量清零从而中断停止并实现复位我们设计的秒表完成了准确计时，和当前时间的显示。通过Keiluvison4进行程序软件的编译，通过proteus进行仿真，最后调试通过，完成此次课程设计。关字

秒表

51单片机

MAX7219定第一章件选择与设计1（1）8051单片机MCS-51是指美国Inter公司生产的一系列单片机的总称。这一系列单片机包括8031、8051、8751、80328052、8752。其8051是最早、最典型的产品该系列其他单片机都是以8051为核心发展起来的都具有8051基本结构和软件特征。单片机内部包含了作为微型计算机所必需的基本功能部件，各部件相互独立地集成在一块芯片上，其基本功能特性如下a、8位CPU；b、32条双向可独立寻址的I/O线；c、4KB程序存储器（ROM外部可扩充至64KBd、12KB数据存储器（RAM外部可扩充至；文案大全

实用标准e、两个16位定时/计数器；f、五个中断源；g、全双工的串行通信口；h、具有布尔运算能力。其引脚排列如图：管脚说明：VCC：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址的低八位。在编程时，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：口是一个内部提供上拉电阻的位双向I/O口，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编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。文案大全

实用标准P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”，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。口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口口管脚是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P3口写入“1”后们被内部上拉为高电平用作输入为输入，由于外部下拉为低电平，口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：管脚

P3.0

P3.1

P3.2

P3.3

P3.4P3.5P3.6

P3.7备选功

RXD

TXD

/INT0

/INT1

T0记T1（记

/WR

外能

（串行（串行（外部（外部

时器0

时器1

（外部部数据输入

输出

中断

中断

外部输外部输数据存存储器口）

口）

0）

1

入）

入）

储器写读选通选通）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，要保持脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG当访问外部存储器时，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。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的而要注意的是用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。/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，这两次有效的PSEN信号将不出现。文案大全

实用标准/EA/VPPEA保持低电平时在此期间外部程序储不管是否有内部程序存储器。注意加密方式时，/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（VPPXTAL1：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。（2）MAX7219芯片MAX7219是7段共阴极LED示驱动器，采用三线串行方式与通信。MAX7219片内集成了码B码的译码器、多路复用扫描电路、LED字段和字位驱动电路及RAM存储器MAX7219可以驱动8个7段共阴极LED显示器，通过一个Ω左右的外接电阻可以设置所有的段电流。MAX7219具有低电压保持，只要外接电压超过2V，便可以保存数据。典型的DIP封装的如图所示，其各引脚的功能如下：a、DID0——DID7：8个字段驱动引脚；b、SEGA-G,dp:7段驱动和小数点驱动输出；c、SEGdp:小数点驱动输出；文案大全

实用标准d、CLK：时钟输入，最高时钟频率为10MHz;e、DIN串行数据输入在时钟的上升沿串行数据被移入内部移位寄存器，移入时最高位在前；f、DOUT：串行数据输出。输入到DIN数据经过16.5个时钟周期后，在DOUT端有效。在CLK的下降沿数据移出；g、ISET：峰值段电流设置。可以通过一个10K上拉电阻R

来设置峰值段SET电流；h、LOAD：加载输入数据。LOAD信号必须在第16上升沿同时或之后，但在下一个时钟上升沿之前变高，否则将会丢失数据；i、V+：+5V外接电源；j、GND：接地，两个GND引脚必须接地。2（）硬件原理图eq\o\ac(○,1)

（2）硬件电路设计单片机最小系统单片机最小系统做为整个系统的控制部分，其包含了晶振电路、复位电路、文案大全

实用标准电源等。外接晶振通过两个30pF的电容接地，同时采用了手动复位和上电复位两种复位方式。该电路可以实现复位和程序运行的基本功能。eq\o\ac(○,2)

MAX7219驱动电路MAX7219是七段共阴极LED显示驱动器，可以驱动个七段共阴极LED显示器，这里用其来驱2位的LED数码管，通过一10K左右的外接电阻可以设置所有的LED段电流A——DP分别驱动数码管的七段DIG0DIG1分别用来驱动LED数码管的两位，即个位和十位。文案大全

实用标准eq\o\ac(○,3)数码管显示两位数码管用来显示0—99秒的数字。eq\o\ac(○,4)独立按键两个独立按键分别用来开始计时、时间锁定和复位，实现秒表的计时。（4）总电路图见下页文案大全

实用标准文案大全

实用标准第二章件设计软件设计包括MAX7219芯片的初始化、向MAX7219芯片写指令函数、MAX7219驱动数码管显示函数、定时器初始化、中断等。一、

寄（一）MAX7219相关寄存器及数据格式对于MAX7219芯片，串行数据以16位包的形式从DIN引脚串行输入，在CLK的每一个上升沿一位一位地送入芯片内部位移位寄存器不管LOAD引脚的状态如何LOAD引脚必须在第16个CLK上升沿出现的同时或之后并在下一个CLK上升沿之前变为高电平，否则移入的数据将丢失。16位数据包的格式如下：D15D14

D6××××

地址寄存器地址

寄存器数据1、MAX7219的内部寄存器及其地址MAX7219芯片通过D11—D8的位地址位译码址内部14个寄存器，分别是8个显示位寄存器5个控制寄存器和1个空操作寄存器。如表1所示：表1MAX7219内部寄存器及其地址地址寄存器空操作数码管0数码管1数码管2数码管3数码管4数码管5

D15——××××××××××××××××××××××××××××

D11——0000000100100011010001010110

16进制代码0x00x10x20x30x40x50x6文案大全

实用标准数码管6数码管7译码方式寄存器显示亮度寄存器扫描范围寄存器停机寄存器显示测试寄存器

××××××××××××××××××××××××××××

0111100010011010101111001111

0x70x80x90xA0xB0xC0xF2、五个控制寄存器（1）译码方式寄存器MAX7219的译码方式寄存器中，每一位与一个数字位相对应，如果对应位为逻辑高电平表示改位使用B码译码而逻辑低电平则表示改位不译码如表2所示：表2

译码方式寄存器含义0—7不译码0位译成B码，7—位不译码0—3位使用B译码，7位不译码0—7位使用B译码

D7——00000000000000010000111111111111

16进制代码00H01H0FHFFH（2）亮度寄存器MAX7219的亮度寄存器用于调节的显示亮度。实际电路中，在ISET和电源正极之间连接外部电阻R来控制显示亮度R即可以是固定电阻，也可以是可变电阻，其最小值为9.25KΩ。亮度寄存器中的数值表示了亮度的大小，共有16级亮度。如表3所示：文案大全

实用标准亮度1/323/325/3229/3231/32

表3亮度寄存器D7——D0××××××××××××××××××××

16进制代码××××（3）扫描范围寄存器MAX7219的扫描范围寄存器用于设置需要显示的数字位，其取值范围为1—8。数据含义如表4所示：表4扫描范围寄存器显示数字位第0位显示第0—1位显示第0—2位显示第0—6位显示第0—7位显示

D7——D0×××××××××××××××××××××××××

16进制代码×××......××（4）停机寄存器MAX7219的停机寄存器用于停止显示当MAX7219处于停机工作方式时，扫描振荡器停止工作LED所有的段都截止，此时不显示任何时数据。数据格式如表5：文案大全

实用标准工作方式停机工作正常工作

表5停机寄存器D7——D0××××××××××××××

16进制代码××（5）显示测试寄存器MAX7219的显示测试寄存器用于测试的好坏。其有两种工作方式，即正常工作和显示测试正常工作模式即一般的扫描显示模式数据格式含义如表6：表6显示测试寄存器工作方式正常工作显示测试

D7——D0×××××××0×××××××1

16进制代码×0H×1H3、数字寄存器MAX7219的数字寄存器用于设置数码管的显示数字。可直接寻址。数字寄存器受译码方式寄存器的控制可以选择译码或不译码如果不译码则数字寄存器中数据的D0——D6位分别对应7段LED显示器的A—G段位对应LED的小数点DP。某数据为为则点亮与改位对应的段，而如果数据为，则改段熄灭如果使用B码译码数字寄存器可将码译成B0—9、、L、P表7所示：表7数字0—7寄存器显示字符

寄存器数据D7——D3D2D1D0

点亮段DPABCDEFG0123456

××××××××××××××××××××××××××××

0000000100100011010001010110

1111110011000011011011111001011001110110111011111文案大全

实用标准789_EHLP暗

××××××××××××××××××××××××××××××××××××

011110001001101010111100110111101111

111000011111111111011000000110011110110111000111011001110000000其中，小数点位DP由控制，D7=0时，熄灭小数点，D7=1时，点亮小数点。本程序将小数点熄灭。（二）向MAX7219芯片写指令函数本程序中定义了向MAX7219芯片写指令函数MAX7219芯片的初始化中要调用向MAX7219芯片写指令函数，该函数有两个形参add和dat，分别代表MAX7219芯片的寄存器地址和数据内容，16位数据包的高8位和低位。在控制寄存器中add为控制寄存器的地址，dat为控制寄存器中的数据内容；在数字寄存器中对应的实参是数组address[],dat对应的实参是数组dat[]分别取数字寄存器0—的地址，dat[]分别取数字0—7的16进制编码。（三）MAX7219初始化函数MAX7219初始化函数主要是对种控制寄存器的初始化，即设置种控制寄存器的状态及数据格式这里设置译码方式寄存器为使用码译码方式所以译码方式寄存器数据0xff亮度11/32亮度显示寄存器数据0xf5；扫描范围为第0—位数字显示扫描范围寄存器数据为0x01MAX7219为正常工作方式，所以停机寄存器数据为0x01；设置MAX7219为正常工作而不是显示测试工作方式，所以显示测试寄存器数据为0x00。文案大全

实用标准（四）MAX7219驱动数码管显示函数该函数将计数值的十位和各位分开分别送人MAX7219数字寄存器的第位和第1位。（五）定时器及中断初始化本实验软使用的是定时器作计时器，每10ms发生一次中断，每100次12中断为1s，定时器设置为工作方式1，中断时间t65535X，f其中

MHz，所以初值Xd8efH，装入初值TH0=d8H,TL0=efH。文案大全

实用标准#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineDECODE0x09//译码方式寄存器地址#defineINTENSITY//亮度寄存器地址#defineSCANLIMIT0x0b//扫描范围寄存器地址#defineSHUTDOWN0x0c//停机寄存器地址#defineDISPLAYTEST0x0f//显示测试寄存器地址voiddelay(uchar);//延时函数定义ucharcount,keycount;ucharx;sbitDIN=P3^0;//MAX7219芯片接口定义sbitLOAD=P3^1;sbitCLK=P3^2;sbitkey0=P1^0;//键接口定义sbitkey1=P1^1;/*MAX7219芯片读写地址、内容/ucharaddress[]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};uchardat[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09};voidwritemax7219(ucharadd,uchar//向MAX7219写指令函数{ucharADS,i,j;LOAD=0;i=0;while(i<16){if(i<8){ADS=add;将寄存器地址赋给ADS}else{ADS=dat;将寄存器数据赋给}for(j=8;j>=1;j--)文案大全

实用标准{DIN=ADS&0x80;//取ADS的最高位送入DIN，其余位均为0ADS=ADS<<1;//ADS左移1位，使的次高位变为最高位CLK=1;在每个CLK的上升沿，将这8位数据的最高位//移入的内部寄存器中，移动次，//即将此位数据全部移入位寄存器中CLK=0;}i=i+8;}LOAD=1;//LOAD上升沿将数据锁存到片内数字//或控制寄存器中}voidmax7219_init()//MAX7219芯片初始化函数{writemax7219(DECODE,0xff);writemax7219(INTENSITY,0xf5);writemax7219(SCANLIMIT,0x01);writemax7219(SHUTDOWN,0x01);writemax7219(DISPLAYTEST,0x00);}voiddelay(ucharn)延时函数{uchari,j;for(i=0;i<110;i++){for(j=0;j<n;j++);}}voiddisplay(ucharx)//MAX7219驱动数码管显示函数{uchari,j;i=x/10;计数值的十位j=x%10;计数值的个位writemax7219(address[0],dat[i]);//十位送入数字0寄存器writemax7219(address[1],dat[j]);//个位送入数字寄存器}voidinit()初始化文案大全

实用标准{EA=1;开总中断ET0=1;开定时器中断TMOD=0x01;设置定时器T0工作于方式1TH0=0xd8;装初值，每10ms触发一次中断TL0=0xef;TR0=0;关闭定时器T0按键未按下不计时x=0;时间计数初值为0count=0;中断计数初值为}voidkeyscan(){if(key0==0){delay(10);if(