单片机课程设计秒表计时器

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1、课程设计名称：单片机原理及接口技术目：基于单片机的秒表计时器设计学 期：2014-2015学年第一学期专 业：电气技术班 级：姓 名：学号：mi指导教师：辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表学期2014-2015()姓名专业电气技术班级课程名称单片机原理及接口技术论文题目基于单片机的秒表计时器设计评 定 指标评定指标分值得分知识创新性20理论正确性20内容难易性15结合实际性10知识掌握程度15书写规范性10工作量10总成绩100评语：任课教师时间2014年1月10日备注课程设计任务书一、设计题目秒表计时器二、设计任务本课题以单片机为核心，设计和制作一个秒表计时器三、设计计划课程设计一周第1 天

2、：查找资料，方案论证。第2 天：各部分方案设计。第3 天：各部分方案设计。第4 天：撰写设计说明书。第5 天：校订修改，上交说明书。四、设计要求1、绘制软件流程图并利用汇编语言编写软件程序；2、绘制系统硬件原理图；3、形成设计报告。指 导 教师 教研室主任2014 年 5 月 26 日摘要本设计利用89C51单片机设计秒表计时器，通过LED显示秒十位和个位，在设计过程 中用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒到来时，就让秒计数单元加一，通过控制使单 片机秒表计时，暂停，归零。设计任务包括控制系统硬件设计和应用程序设计。关键词：51单片机；74HC573； LED数码管目录综述 1 1 程序方案

3、2 1.1方案论证 2 1.2总体方案 2 2 部分设计32.1 89C51 单片机 32. 2晶体振荡电路 42. 3硬件复位电路 52. 4显示电路 62. 5整体电路图 73 程序设计 83. 1程序流程框图 83. 2显示程序流程图 93. 3汇编源程序 104 调试说明 134.1概述134.2电路原理图13心得体会 15 参考文献 16单片机课程设计秒表计时器综述单片机是集CPU, RAM, ROM，定时，计数和多种接口于一体的微控制器。他体积 小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51单片机是各单片机中最 位典型和最有代表性的一种。中国使用单片机的历史只有短短的

4、30年，在初始的短短五年 时间里发展极为迅速。纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种 仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据 处 理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。本课题以单片机为核心，设计和制作一个秒表，开始时，显示“00”，第 1 次按下按 钮后就开始计时；第2 次按按钮后，计时停止；第 3 次按按钮后，计时归零。根据设计要 求设计出了符合要求的秒表计时器。1 程序方案1.1 方案论证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。按

5、钮电路中的“复位”按钮是按键手动复位，它有 电平和脉冲两种方式，比较电路的复杂程度，本设计选择了按钮电平复位电路。但根据显 示方式的不同选择，我们可以有几种方案：方案一：使用静态显示方式。静态显示方式下的数码管的显示字符一经确定，相应锁 存器锁存的断码输出將维持不变，直到送入另一个字符的断码为止。因而此设计中使用的 显示位数使用了三个8位并行I/O 口。如果另外想扩展单片机功能，则能使用的输出管脚 很是有限。方案二：使用动态显示方式。这个显示方式是将所有显示位的段码线的相应段并联在 一起，由一个8位I/O 口控制，而各位的共阴或共阴极分别由相应的I/O线控制，形成各 位的分时选通。这种显示方式

6、，简化了硬件电路，特别在多位数码管显示时尤为突出。1.2 总体方案由课程设计的要求和任务，采用的汇编语言编程，设计秒表要求一秒定时，采用了定时器TO和（存储单元NTA）扩展来定时，即用单片机内部的定时器TO。先将时钟初始化, 赋入初值25ms定时，循环40次来进行1秒定时。然后由R3来进行加一运算，然后将其 值通过P1（段显示），P2 口（位显示）在数码管上进行显示时，在程序中首先定义一个关 于数码管显示的字形码定义，以便在显示时调用即可。编写秒表程序，使其通过I/O的输 出在数码管上显示秒表的计时情况，通过I/O 口的输入与中断程序级按键程序实现INT中 断功能和控制秒表的“停”与“走”。图

7、 1-12部分设计2.1 89C51单片机MCS51系列单片机是8位单片机产品，89C51是其中的代表，基本模块包括以下几 个部分：（1）CPU:89C51的CPU是8位的，另外的89C51内部有1个处理器（2）R0M:4KB的片内程序存储器，存放开发调试完成的应用程序（3） I/O 口:POP3，共4个口 32条内部中断，2个外部中断（4）RAM:256B的片内数据存储器，容量小，但作用大（5）中断系统:共5个中断源， 3个内部中断， 2个外部中断（6）定时器/计数器:2个16位的可编程计数器/定时器（7）通用串口: 全双工通用异步接收器/发送器（8）振荡器:89C51的外接晶振与内部时钟振

8、荡器位CPU提供时钟信号（9）总线控制:89C51对外提供若干控制总线，便于系统扩展。AT89C51 管脚图如下：19XTAL1PO.O/ADO3938P0.1/AD137P0.2/AD218XTAL236P0.3/AD335P0.4/AD434P0.5/AD533P0.6/AD69RST32P0.7/AD721P2.0/A822P2.1/A923P2.2/A102924PSENP2.3/A113025ALEP2.4/A123126EAP2.5/A1327P2.6/A1428P2.7/A151P1.0P3.0/RXD102P1.1P3.1/TXD3P1.2P3.2/INT04P1.3P3.3/

9、INT15P1.4P3.4/T06P1.5P3.5/T176P1.6P3.6/WR817P1.7P3.7/RD图 2-12.2 晶体振荡电路89C51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 为反相振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入和来自反相振荡器的输出，该反相放 大器可以配置为片内振荡器。这里选用51单片机的内部振荡方式，电路图如下：C2,C3起稳定振荡频率，快速起振 的作用。其中晶振采用 12 兆赫兹的，一个机器周期是 1 微秒。方便计算初值等。丄C1X11918+5vU1XTAL1XTAL2C2RSt19XTAL1图 2-3pcpcsnnnrgpd

10、F 卩甲 巳巳P3巴P3P3PF2.4 显示电路采用一个两位的LED数码管，LED是八段显示器，内部有7个条形发光二极管和1个 小圆点发光二极管，根据各管的亮暗组成字符。在用数码管显示时，有静态和动态两种选择，这里选用LED动态显示，用P0，P2, P2 口位驱动显示，由于P0 口没有上拉电阻，因此P0 口需要外接上拉电阻才能输出高电平， 这里使用 8个240 欧的电阻作为上拉电阻。电路图如下：位控端用 74HC573 来驱动191829303112345678U1XTAL1XTAL2RSTPSEN ALE EAP1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C

11、51P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDA+5Vk39U2519-8-632363534no21222324252627-0-47RR90k0kD0Q0D1Q1D2Q2D3Q3D4Q4D5Q5D6Q6D7Q7LEOE7974HC

12、57311 -1-4-3-22.5 整体电路图9 b 1彳 b b k b I2QQQQQQQQ7X5X3rwa/ot IAOr H-ZLocfgL OXCCOOSL4laxot CM-C-OOL haaot OStOOOL CDSCXPOEL SUAKXWT oOCocEL COCXMP dDCocELA AS SPPPPPPPP789*PPPP仲P1 2 3 4 5 6 7 8XT5bR3 程序设计3.1 程序流程框图图 3-13.2 显示程序流程图图 3-23.3 汇编源程序NTA EQU 30HNTB EQU 31HKEY EQU 32HBUT BIT P1.6FLAG BIT P3.

13、0ORG 00HLJMP STARTORG 0BHLJMP INTT0START:MOV KEY ,#00HMOV R3,#00HMOV P2,#10HMOV A, R3MOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AACALL DELAY10MSMOV A,BMOV P2,#20HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AMOV TMOD,#01HSETB ET0SETB EAWT: JB BUT,DKNJB FLAG,DKNLCALL DELAY10MSJB BUT,DKNINC KEYSETB FLAGM

14、OV A,KEYCJNE A,#01,KN1SETB TR0MOV TH0,#9EHMOV TL0,#58HMOV NTA,#00HMOV NTB,#00HLJMP DKNKN1:CJNE A,#02H,KN2CLR TR0LJMP DKNKN2:CJNE A,#03H,DKNMOV R3,#00HMOV P2,#10HMOV A, R3MOV B,#10DIV ABDA AMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AACALL DELAY10MSMOV A,BDA AMOV P2,#20HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AMO

15、V KEY,#00HDKN:JB BUT,WT2LJMP DONEWT2:CLR FLAGLJMP DONEDONE:MOV P2,#10HMOV A,R3MOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AACALL DELAY10MSMOV A,BMOV P2,#20HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AACALL DELAY10MSLJMP WTDELAY10MS:MOV R6,#20D1:MOV R7,#20DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETINTT0: MOV TH0,#9EHMOV TL

16、0,#58HINC NTAMOV A,NTACJNE A,#40,NEXTMOV NTA,#00HINC R3MOV A,R3CJNE A,#100,NEXTMOV R3,#00HNEXT: RETITABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H END4 调试说明4.1 概述上电开始时，显示“00”第1次按下BUT（按键）后单片机秒表就开始计时。第2次 按BUT后，计时停止。第3次按BUT后，计时归零。4.2 电路原理图1 ）显示清零U1XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/

17、AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3 0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4P3.4/I0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RDAT89C51U2D0Q0D1Q1D2Q2D3Q3D4Q4D5Q5D6Q6D7Q7LE图 4-12）计数停止U1P3.7/RD+5V+舵：厦需爲畀213XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2

18、XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3 0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4P3.4/IQP1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7D0Q0D1Q1D2Q2D3Q3D4Q4D5Q5D6Q6D7Q7LE图 4-2心得体会在这次单片机课程设计中，我收获不少。此次课程设计巩固了我的基础知识，提高了 我的实际应用水平，锻炼了我

19、的实际操作和动手能力，了解了 51 单片机的工作原理，学 会使用有关仿真和汇编的软件；学会用软件调试与找出问题和解决问题；培养用多思维来 思考解决问题。合理运用所学知识培养动手实践能力。然而，在这次设计中，我也发现了 我许多的不足。特别是在编程，仿真方面走了不少弯路。功能扩展方面有阻碍。但是，正 因为这样让我更加勤奋的探索和专研，从而很多方面都已经有所提高，知识也掌握的更加 全面。在这次的课程设计中，我在数码管动态显示方面出现了一些阻碍，用汇编语言编程思 维有点乱，导致写出来的程序仿真有些问题，后来通过查找资料和同学的帮助、老师的精 心指导，我顺利完成了课程设计。通过这次课程设计，我们获得了丰

20、富的理论知识，极大 地提高了实践能力，这将对我们以后的进一步学习这方面的知识有极大的帮助。在以后的 学习实践中，我将继续努力，完善自己，提高自己，更加严格要求自己，争取在学术上获 得更大的进步。同时我懂得在日常生活中增加知识储备的重要性，冰冻三次非一日之寒， 好好积累知识，学以致用。参考文献1王迎旭. 单片机原理与应用. 机械工业出版社，20092张毅刚，彭喜元，彭宇.单片机原理及应用.高等教育出版社，20103楼然苗. 51 系列单片机设计实例. 北京航空航天大学出版社，20094黄勤. 计算机硬件技术基础实验教程. 重庆大学出版社，20065刘乐善微型计算机接口技术及应用华中科技大学出版社，20016陈光东单片微型计算机原理及接口技术. 华中科技大学出版社，2011