单片机实验报告秒表系统

1单片机课程设计题目:秒表计时系统专业11电气自动化班级2班学号2011301020202姓名王盼指导教师唐文涛时间2013年6月5号JINGCHUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2目录引言………………………………………………………………………………………3第一部分设计任务1.1设计要求及目的……………………………………………………3第二部分设计方案2.1设计思路………………………………………………………………..……..32.2总体设计框图…………..……………………………………..………………4第三部分电路设计与器件选择3.1硬件设计…………………………………………………………………….….…….43.1.180C51单片机的时钟………………………………………………………43.1.2硬件电路设计及描述…………………………………………………..….73.2软件设计……………………………………………………………………………..73.2.1程序流程图：……………………………………………………………….8第四部分课程设计总结（心得体会）………………………………………………8第五部分参考文献……………………………………………………………………8附录一程序………………………………………………………………………….9附录二实验整体电路图……………………………………………………………11附录三元器件表……………………………………………………………………113引言单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，安全性高，使用方便等优点。本次设计内容为以8051单片机为核心的秒表，它采用键盘输入，单片机技术控制。设计内容以硬件电路设计，软件设计和PCB板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，用集成电路芯片、LED数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示，在现实生中应用广泛。1.1设计目的一.基本功能秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个3位的LED数码显示“秒表”，显示时间为00.0~99.9秒，每毫秒自动加一，每十毫秒自动加一秒。二、增加功能增加一个“暂停”和“开始”按键，一个“复位99.9”按键（用来99秒倒计时），三、课程设计的难点单片机电子秒表需要解决三个主要问题，一是有关单片机定时器（一个控制顺序计时，一个控制倒计时）的使用；二是如何实现LED的动态扫描显示；三、课程设计的意义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，对单片机课程的应用进一步的了解。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。4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义5)本实验用80c51进行仿真,而实验焊接时用STC89C52RC操作的,因80c51和STC89C52RC内部结构一样,而80c51传程序时复杂所以用STC89C52.2.1设计思路及框图该课程设计要求进行计时并在数码管上显示时间，则可利用MCS-51系列单片机的芯片AT89C51的P3.2,P3.3作为按键的入口；定时器T0作为每0.1秒减一的定时器；定时器T1作为每0.1秒加一的定时器。其中“开始”按键当开关由上向下拨时开始计时，此时4若再拨“开始”按键则数码管暂停；“清零”按键当开关由上向下拨时数码管清零，此时若再拨“开始”按键则又可重新开始计时。方框图如下图：3.1硬件设计3.1.180C51单片机的时钟(1)振荡器和时钟电路80C51内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器，但要形成时钟脉冲，外部还需附加电路。80C51的时钟产生方法有以下两种。a内部时钟方式利用芯片内部的振荡器，然后在引脚XTALl和XTAL2两端跨接晶体振荡器（简称晶振），就构成了稳定的自激振荡器，发出的脉冲直接送入内部时钟电路。外接晶振时，Cl和C2的值通常选择为30pF左右；Cl、C2对频率有微调作用，晶振或陶瓷谐振器的频率范复位电路STC89C52开关电路LED显示5围可在1.2MHz～12MHz之间选择。为了减小寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机引脚XTALl和XTAL2靠近。80C51时钟电路接线方法b外部时钟方式芯片类型ＸＴＡＬ１ＸＴＡＬ２ＨＭＯＳ接地接片外时钟脉输入端ＣＨＭＯＳ接片外时钟脉冲输入端悬空此方式是利用外部振荡脉冲接入XTALl或XTAL2。HMOS和CHMOS单片机外时钟信号接入方式不同。MCS-51系统的引脚说明：MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，图二是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和底线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。68951的抚慰方式可以自动复位，也可以是手动复位，见下图。除此之外，RESET/Vpd还是一复用脚，Vcc掉电其间，此脚可以接上没用电源，以保证单片机内部RAM的数据不丢失。P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4Y1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1GNDPDIPVCCP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7EA/VPPALE/PROGPESNP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A84039383736353433323130292827262524232221123456789101112131415161718192073.1.2硬件电路设计及描述XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C130pFC230pFX1CRYSTALC310uFR110k基于单片机设计的振荡电路和复位电路，加显示器件构成单片机系统，单片机通过P2.1~P2.6端口及P3.0P3.1端口的第二功能进行数据和信息的传输交换从而实现对外电路的控制3.2软件方案设计此次选用C51来编程，首先要有初始化程序，通过初始化程序，将对主程序所用到的变量、常量以及各个参数和所调用的子函数定义，其次还有显示程序、按键扫描及处理程序、时钟程序和倒计时程序，系统软件流程图如图2.2所示：8设计体会与总结在学习单片机理论课时候我就感觉到内容很多，知识点很杂，十分繁琐，学起来很困难。在老师的讲解下及通过自己的努力使得自己更进一步了解了单片机的内部构造和工作原理，以及接外部电路的情况。当然只知道理论知识那也只是“纸上谈兵”，还需要实际动手去实践。真正把所学的用到日常生活中，理论联系实际，完成实物模型。这次单片机实习，我选的是秒表设计，通过这次设计我感觉到要想做成功，必须花时间多准备，查阅资料，认证分析每一步每一个模块要实现的功能，然后分步进行，最后正和一个整体。在焊接阶段时焊线要认真细心，防止虚焊，漏焊和正负极接反等错误，在通电前一定要确定好正负极，否则会烧毁单片机芯片。通过这次课程设计，我们要对所做的事情有耐性，在编程的时候会有困难，也可能得不到成功，但我们一定要坚持，多次调试，多次分析，改正，反复去做。在这次实习中，经历了多次失败的洗礼，我明白在以后学习和实践中，我要努力掌握知识，多动手，多思考，以免在以后的学习工作中犯同样的错误。参考文献【1】李全利《单片机原理及应用技术》第2版；高等教育出版社9【2】王文杰徐文斌《单片机应用技术》；冶金工业出版社【3】《THDPJ-1-2实验指导书》附录一：程序ORG0000HAJMPMAINORG0003HAJMPX0_INTORG000BHAJMPT0_INTORG0013HAJMPX1_INTMAIN:MOVTMOD,#01H;T0定时方式1MOVTH0,#0x3C;50ms@12MHzMOVTL0,#0xB0;SETBTR0SETBET0;开启定时中断SETBEX0SETBEX1SETBEA;开中断MOVR1,#0;0~99秒计数MOVR2,#0;0.1秒数MOVR7,#1;50ms计数MOVP0,#0C0H;显示00.0MOVP2,#0C0Hmovp1,#0C0HLOOP:SJMPLOOP;-----------------------------------------------------------DELAY:;延时子程序.MOVR4,#0DJNZR4,$DJNZR4,$RET;-----------------------------------------------------------X0_INT:;启动/停止CPLF0RETI;-----------------------------------------------------------X1_INT:;清零MOVR1,#0MOVP0,#0C0H10MOVP2,#0C0Hmovp1,#0C0HRETI;-----------------------------------------------------------T0_INT:;50ms中断执行一次.MOVTL0,#0xB0;MOVTH0,#0x3C;50ms@12MHzDJNZR7,T0_END;中断不到20次.MOVR7,#2;#20JNBF0,T0_ENDmova,r2adda,#1daaanla,#0fhmovr2,ajnzdispMOVA,R1ADDA,#1DAAMOVR1,Adisp:mova,r2anla,#0fhmovca,@a+dptr;查出段码movp1,a;显示0.1秒MOVA,R1ANLA,#0FHMOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTR;查出段码MOVP2,A;显示个位MOVA,R1SWAPAANLA,#0FHMOVCA,@A+DPTR;查出段码MOVP0,A;显示十位T0_END:RETI;-----------------------------------------------------------TAB:DB0c0H,0f9H,0a4H,0b0H,99H,92H,82H,0f8H,80H,90HEND附录二：实验整体电路图11XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A112