单片机秒表实验报告

《单片机秒表实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机秒表实验报告（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、单片机 课程设计说明书题 目：电子秒表 学生姓名：任闯、徐金超、张飞、俞军、蒲敏谢长安、陈琛、曾超、刘强强 专 业：农业机械化与自动化班 级：08 级（1）班指导教师：吴敏日 期：2010 年 12 月 12 日目录目录第一章第一章单片机课程设计任务书单片机课程设计任务书1一、 目的意义 .1 二、 设计时间、地点和班 级1 三、 设计内容.1 四、 参考电路图形.2 五、 单片机的相关知识.3第二章第二章硬件设计硬件设计5一、 单片机简介.5 二、 电源电路.5 三、 晶振振荡电路.5 四、 复位电路.5 五、 显示电路.6 六、 键盘电路.6 七、 硬件主电路图设计.7 八、 元件清单.7

2、第三章第三章软件设计软件设计8一、 软件设计概述.8 二、 主程序流程图.8 三、 程序中各函数设计.8 四、 C 语言主程序设 计.10第四章第四章课程设计体会课程设计体会.13.参考文献参考文献.14五、单片机相关知识 本课题在选取单片机时，充分借鉴了许多成形产品使用单片机的经验，并 根据自己的实际情况， 选择了 AT89C51。 AT89C51 单片机采用 40 引脚的双列直插封装方式。图 1.2 为引脚排列图， 40 条引脚说明如下： 主电源引脚 Vss 和 Vcc Vss 接地 Vcc 正常操作时为+5 伏电源外接晶振引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1 内部振荡电路反相放大

3、器的输入端，是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。 XTAL2 内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。图图 1.21.2 AT89C51AT89C51 单片机引脚图单片机引脚图控制或与其它电源复用引脚 RST/VPD，ALE/，和/VppPROGPSENEA RST/VPD 当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变） ，将使单片机复位在 Vcc 掉电期间，此引脚可接上备用电源， 由 VPD 向内部提供备用电源，以保持内部 RAM 中的数据。 ALE/正常操作时为 ALE 功能（允许地址锁存）提供把地址

4、的PROG低字节锁存到外部锁存器，ALE 引脚以不变的频率（振荡器频率的 1/6）周期 性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但 要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲，ALE 端可以驱 动（吸收或输出电流）八个 LSTTL 电路。对于 EPROM 型单片机，在 EPROM编程期间，此引脚接收编程脉冲（功能）PROG 外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令PSEN（或数据）期间，在每个机器周期内两次有效。同样可以驱动八PSENPSENLSTTL 输入。 /Vpp、/Vpp 为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当EAEA/Vpp

5、 为高电平时，访问内部程序存储器，当/Vpp 为低电平时，则访问EAEA外部程序存储器。对于 EPROM 型单片机，在 EPROM 编程期间，此引脚上加 21 伏 EPROM 编程电源（Vpp） 。 输入/输出引脚 P0.0 - P0.7，P1.0 - P1.7，P2.0 - P2.7，P3.0 - P3.7。 P0 口（P0.0 - P0.7）是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 口，在访问外部存储器时，它是分时传送的低字节地址和数据总线，P0 口能以吸收电流的方式驱 动八个 LSTTL 负载。 P1 口（P1.0 - P1.7）是一个带有内部提升电阻的 8 位准双向 I/O 口。能驱动(吸

6、收或输出电流)四个 LSTTL 负载。 P2 口（P2.0 - P2.7）是一个带有内部提升电阻的 8 位准双向 I/O 口，在访问外部存储器时，它输出高 8 位地址。P2 口可以驱动(吸收或输出电流)四个 LSTTL 负载。 P3 口（P3.0 - P3.7）是一个带有内部提升电阻的 8 位准双向 I/O 口。能驱动(吸收或输出电流)四个 LSTTL 负载。 AT89C52 具有以下标准功能：8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口 线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级 中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另

7、外，AT89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作， 允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内 容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位 为止。CPU 是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。 （1） 运算器 运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。可以对半字节（4 位） 、单字节 等数据进行操作。例如能完成加、减、乘、除、加 1、减 1、BCD 码十进制调 整、比较等算术运算和与、或、异或、求补、循环等逻辑操作，操作结果的状 态信息送至状态寄存器。89C51 运

8、算器还包含有一个布尔处理器，用来处理位操作。它是以进位标 志位 C 为累加器的，可执行置位、复位、取反、等于 1 转移、等于 0 转移、等 于 1 转移且清 0 以及进位标志位与其他可寻址的位之间进行数据传送等位操作， 也能使进位标志位与其他可移位寻址的位之间进行逻辑与、或操作。 （2） 程序计数器 PC 程序计数器 PC 用来存放即将要执行的指令地址，共 16 位，可对 64K 程序 存储器直接寻址。执行指令时，PC 内容的低 8 位经 P0 口输出，高 8 位经 P2 口 输出。 （3） 令寄存器 指令寄存器中存放指令代码。CPU 执行指令时，由程序存储器中读取的指 令代码送入指令寄存器，

9、经译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号，完 成指令功能。第二章第二章 硬件设计硬件设计本系统中，硬件电路主要有电源电路，晶振电路，复位电路，显示电路， 以及一些按键电路等。 一、单片机简介 本系统设计采用 C51 系列单片机。 ST89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与 工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容（由于在微机原理中学过 C-51 的 具体知识，这里不再详细说明） 。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单 个芯片中，ST89C51 是一种高

10、效的微控制器。 二、电源电路 电源电路是系统最基本的部分，任何电路都离不开电源部分，由于三端集 成稳压器件所组成的稳压电源线路简单，性能稳定，工作可靠，调整方便，已 逐渐取代分立元件，在生产中被广泛采用，由于是小系统，我们采用 7809 电源 提供+5V 稳压电压。 三、晶体振荡电路 MCS-51 单片机内部的振荡电路是一个高增益反相放大器，引线 XTAL1 和 XTAL2 分别为反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入和来自反向振 荡器的输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器。 这里，我们选用 51 单片机 12MHZ 的内部振荡方式，电路如下：电容器 C1，C2 起稳定振荡频率，快速起

11、振的作用，C1 和 C2 可在 20-100PF 之间取,这 里取 30P，接线时要使晶体振荡器 X1 尽可能接近单片机。XTAL218XTAL119U1X1 CRYSTALC122PFC222PFC3 晶体振荡电路 四、复位电路 采用上电+按键复位电路，上电后，由于电容充电，使 RST 持续一段高电平 时间。当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使用使 RST 持续一段时间的 高电平，从而实现上电加开关复位的操作。这不仅能使单片机复位，而且还能 使 单片机的外围芯片也同时复位。当程序出现错误时，可以随时使电路复位。电路图如下：复位电路五、显示电路 显示电路既可以选用液晶显示器，也可以选用数码

12、管显示。我们采用的是 数码管显示电路。用 2 个共阴极 LED 显示，LED 是七段式显示器，内部有 7 个 条形发光二极管和 1 个小圆点发光二极管组成，根据各二极管的亮灭组合成字 符。 在用数码管显示时，我们有静态和动态两种选择，静态显示程序简单，显示温 度，但是占用端口比较多；动态显示所使用的端口比较少，可以节省单片机的 I/O 口。 在设计中，我们采用 LED 动态显示，用 P0 口驱动显示。由于 P0 口的输出极是 开漏电路，用它驱动时需要外接上拉电阻才能输出高电平。六、键盘电路 在按键电路中，我们可以在 I/O 口上直接按键，或者通过 I/O 口设计一个 键盘，然后通过键盘扫描程序

13、判断是否有按键按下等。键盘扫描电路节省 I/O 口，但编程有些复杂，在这里，由于我们所用的按键较少，且系统是一个小系 统，有足够的 I/O 口可以使用，为了使程序简化，我们采用按键电路，用部分 P1 口做开关，P1.0 复位，P1.1 开始和暂停，用外中断 INT1 开始，另外用软件 法消除抖动。电路图如下所示：七、硬件主电路图设计 用 Protues 画出其硬件主电路图如下：秒表原理图 八、 元器件清单 表 3.1 元器件清单 名称与规格数量名称与规格数量 按键2 个AT89C511 块 两位共阴极数码 管2 个RESPACK-81 个电路板1 块电阻4 个 电容3 个晶振1 个第三章第三章

14、 软件设计软件设计一、软件设计概述 在软件设计中，一般采用模块化的程序设计方法，它具有明显的优点。把 一个多功能的复杂的程序划分为若干个简单的、功能单一的程序模块，有利于 程序的设计和调试，有利于程序的优化和分工，提高了程序的阅读性和可靠性， 使程序的结构层次一目了然。 应用系统的程序由包含多个模块的主程序和各种子程序组成。各程序模块 都要完成一个明确的任务，实现某个具体的功能，在具体需要时调用相应的模 块即可。 功能描述：用 2 位 LED 数码显示“秒表“，显示时间 0099 秒,每秒自动 加 1；一个“开始“暂停“键,一个“清零“键。 二、主程序流程图 这里采用顺序结构，通过对按键的扫描，判断要实现什么功能。如下所示：三、程序中各函数设计 （1） 初始化函数设计void init() TMOD=0x10;/定时器 1 工作方式 1 TH1=0xd8; TL1=0xf0;/延时初始化设置 /TR1=1; EA=1;/开总开关 ET1=1;/开定时器 （2）显示函数设计void writeled(uchar num,uchar addr) /关显示 P2=0xff; /送数据 P0=d