基于51单片机秒表的程序设计

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1、基于51单片机秒表的程序设计1设计目的：（1）利用单片机定时器中断和定时器计数方式实现秒、分定时。（2）通过LED显示程序的调整，熟悉8155与8051，8155与LED的接口技术，熟悉LED动态显示的控制过程。（3）通过键盘程序的调整，熟悉8155与矩阵式键盘的接口技术，熟悉键盘扫描原理。（4）通过阅读和调试简易秒表整体程序，学会如何编制含LED动态显示、键盘扫描和定时器中断等多种功能的综合程序，初步体会大型程序的编制和调试技巧。2 设计步骤与要求 （1）要求：以8位LED右边2位显示秒，左边6位显示0，实现秒表计时显示。以44矩阵键盘的KE0、KE1、KE2等3键分别实现启动、停止、清零等

2、功能。（2）方法：用单片机定时器T0中断方式，实现1秒定时；利用单片机定时器1方式3计数，实现60秒计数。用动态显示方式实现秒表计时显示，用键盘扫描方式取得KE0、KE1、KE2的键值，用键盘处理程序实现秒表的启动、停止、清零等功能。（3）软件设计：软件整体设计思路是以键盘扫描和键盘处理作为主程序，LED动态显示作为子程序。二者间的联系是：主程序查询有无按键，无按键时，调用二次LED动态显示子程序（约延时8ms）后再回到按键查询状态，不断循环；有按键时，LED动态显示子程序作为按键防抖延时被连续调用二次（约延时16ms），待按键处理程序执行完后，再回到按键查询状态，同时兼顾了按键扫描取值的准确

3、性和LED动态显示的稳定性。秒定时采用定时器T0中断方式进行，60秒计数由定时器1采用方式3完成，中断及计数的开启与关闭受控于按键处理程序。由上述设计思路可设计出软件流程图如图1.1所示。（5）程序编制：编程时置KE0键为“启动”，置KE1键为“停止”，置KE2键为“清零”，因按键较少，在处理按键值时未采用散转指令“JMP”，而是采用条件转移指令“CJNE”，每条指令后紧跟着一条无条件跳转指令“AJMP”，转至相应的按键处理程序，如不是上述3个按键值则跳回按键查询状态。8位LED显示的数据由显示缓冲区30H37H单元中的数据决定，顺序是从左至右，动态显示时，每位显示持续时间为1ms，1ms延时

4、由软件实现，8位显示约耗时8ms。主程序、按键查询子程序采用第0组工作寄存器，显示子程序采用第1组工作寄存器。1秒定时采用定时器T0方式1中断，每50ms中断一次，用21H做50 ms计数单元，每20次为一个循环，计满20次，60秒计数单元（20H）计数1次。60秒计数采用定时器T1方式2计数，计数脉冲采用软件置位、复位P3.5口的方法实现，用20H单元做60秒计数单元，如定时器T1溢出，则20H单元被清零，20H单元的数据采用十进制计数，该数据被拆成个位和十位两个数据后分别送至显示缓冲区的30H、31H单元。按照上述思路可编制源程序如下： ORG 0000H AJMPMAIN ORG000B

5、H AJMPCONT ；主程序 ；初始化程序MAIN：MOVTMOD，#61H ；置T0方式1定时，T1方式2计数 MOVTH0，#3CH；T0置初值 MOVTL0，#0B0H MOVTH1，#0C4H；T1置初值 MOVTL1，#0C4H MOVDPTR，#4400H ；8155控制口地址送DPTR MOVA，#43H ；设置8155工作方式字 MOVXDPTR，A；设置PA、PB口输出，PC口输入 MOV20H，#00H；60秒计数单元置初值 MOV21H，#14H ；50ms计数单元置初值 MOVSP，#3FH；堆栈指针置初值 MOVR2，#08H；LED待显示位数送R2 MOVR0，#

6、30H ；显示缓冲区首址送R0 STAR：MOVR0，#00H；显示缓冲区清零 INCR0 DJNZR2，STAR CLRA ；累加器清零 ；键盘查询程序 KEY： ACALLKS；调按键查询子程序判是否有键按下 JNZK1 ；有键按下转移 ACALLDISP；无键按下，调显示子程序延时 AJMPKEY ；继续查询按键 ；键盘扫描程序 K1： ACALLDISP；键盘去抖延时 ACALLDISP ACALLKS ；再次判别是否有键按下 JNZK2 ；有键按下转移 AJMPKEY ；无按键，误读，继续查询按键 K2: MOVR3，#0FEH；首列扫描字送R3 MOVR4，#00H；首列号送R4

7、K3： MOVDPTR，#4401H；PA口地址送DPTR，开始列扫描 MOVA，R3 MOVXDPTR，A；列扫描字送PA口 INCDPTR ；指向PC口 INCDPTR MOVXA，DPTR；读取行扫描值 JBACC.0，L1；第0行无键按下，转查第1行 MOVA，#00H；第0行有键按下，行首键号送A AJMPLK ；转求键号 L1： JBACC.1，L2；第1行无键按下，转查第2行 MOVA，#08H；第1行有键按下，行首键号送A AJMPLK ；转求键号 L2： JBACC.2，L3；第2行无键按下，转查第3行 MOVA，#10H；第2行有键按下，行首键号送A AJMPLK；转求键号

8、 L3： JBACC.3，NEXT；第3行无键按下，转查下一列 MOVA，#18H ；第3行有键按下，行首键号送A AJMPLK LK： ADDA，R4；形成键码送A PUSHACC；键码入栈保护 K4： ACALLDISP ACALLKS；等待键释放 JNZK4 ；未释放，等待 POPACC ；键释放，弹栈送A AJMPPR；转键盘处理程序 NEXT：INCR4 ；修改列号 MOVA，R3 JNBACC.3，KEY；4列扫描完返回按键查询状态 RLA；未扫描完，改为下列扫描字 MOVR3，A；扫描字暂存R3 AJMPK3；转列扫描程序 ；键盘处理程序 PR： CJNEA，#00H，PR01；

9、不是KE0键码，转KE1键 AJMPKE0；转KE0键处理程序 PR01：CJNEA，#01H，PR02；不是KE1键码，转KE2键 AJMPKE1；转KE1键处理程序 PR02：CJNEA，#02H，PR03；不是KE2键码，返回按键查询 AJMPKE2；转KE2键处理程序 PR03：AJMPKEY KE0： SETBTR0；启动定时器T0 SETBTR1；启动定时器T1 SETBET0；允许定时器T0中断 SETBEA；开中断 AJMPKEY ；返回键盘查询状态 KE1： CLREA；关中断 CLRET0；禁止定时器T0中断 CLRTR1；关定时器T1 CLRTR0；关定时器T0 AJMP

10、KEY KE2： CLREA ；关中断 AJMPMAIN；返回主程序进行初始化 ；按键查询子程序 KS： MOVDPTR，#4401H ；置8155PA口地址 MOVA，#00H MOVXDPTR，A；全扫描字#00H送PA口 INCDPTR ；指向PC口 INCDPTR MOVXA，DPTR；读入PC口状态 CPLA ；变正逻辑，高电平表示有键按下 ANLA，#0FH ；屏蔽高4位 RET ；返回，A0表示有键按下 ；LED动态显示子程序 DISP：PUSHACC；A入栈保护 SETBRS0；保护第0组工作寄存器,启用第1组工作寄存器 MOVR2，#08H ；LED待显示位数送R2 MOVR

11、1，#00H；设定显示时间 MOVR3，#7FH；选中最右端LED MOVR0，#30H；显示缓冲区首址送R0 MOVA，R0；秒显示个位送A DISP1：MOVDPTR，#TAB；指向字形表首址 MOVCA，A+DPTR；查表取得字形码 MOVDPTR，#4402H；指向8155PB口（段码口） MOVXDPTR，A；字形码送PB口 MOVA，R3 ；取位选字 MOVDPTR，#4401H；指向8155PA口（位选口） MOVXDPTR，A；位码送PA口 DJNZR1，$；延时0.5ms DJNZR1，$；延时0.5ms RRA；位选字移位 MOVR3，A；移位后的位选字送R3 INCR0

12、；指向下一位缓冲区地址 MOVA，R0；缓冲区数据送A DJNZR2，DISP1；未扫描完，继续循环 CLRRS0 ；恢复第0组工作寄存器 POPACC ；A弹栈，恢复现场 RET TAB：DB3FH，06H，5BH，4FH，66H；共阴极LED字形表 DB6DH，7DH，07H，7FH，6FH ；定时器中断服务程序 CONT：PUSH ACC ；保护现场 MOV TH0，#3CH ；定时器T1重置初值 MOV TL0，#0B0H MOV A，20H ；秒计数器送A AJMP CONT1REN：AJMP REN1 CONT1：DJNZ21H，REN；1秒定时未到，中断返回 MOV21H，#14

13、H；重置50ms计数初值 CLRP3.5 ；软件产生定时器T1计数脉冲 NOP NOP SETBP3.5 INCA ；1秒计数值加1 DAA ；换算为10进制计数 JBCTF1，CONT2；60秒到，转清零 CONT3：MOV20H，A；计数值送60秒计数单元20H ANLA，#0FH ；屏蔽高4位 MOV30H，A；秒表个位待显示数据送显示缓冲区 MOVA，20H SWAPA；60秒计数单元高、低4位数据互换 ANLA，#0FH ；屏蔽高4位 MOV31H，A；秒表十位待显示数据送显示缓冲区 AJMPREN1 CONT2：MOVA，#00H AJMPCONT3 REN1：POPACC；恢复现

14、场 RET；中断返回 END3 总结与分析 （1）实验采用七段码LED设计（数码管），显示直观；采用定时器中断，计时更准确；功能齐全，可随时启动、停止、清零，后者智能化程度更高。 （2）设计、调试大型程序时，需先根据要求划分模块，优化结构；再根据各模块特点确定何为主程序，何为子程序，何为中断服务程序，相互间如何调用；再根据各模块性质和功能将各模块细化，设计出程序流程图；最后才根据各模块流程图编制具体程序。调试时应先调主程序，实现最基本最主要的功能，在此基础上再将各模块功能往主程序上堆砌，直至各模块联调、统调，实现全部功能。本例子将整个程序划分为键盘程序，动态显示程序，秒计时程序三大模块，根据各

15、自的特点确定键盘程序为主程序，动态显示程序为子程序，秒计时程序为定时器中断服务程序。主程序又细分为初始化程序，键盘查询程序，键盘扫描程序，键盘处理程序四大部分。三大模块之间的关系是：键盘程序在无键按下时，不断调用动态显示子程序；在有键按下时，先调用动态显示子程序消抖，再进入键盘处理程序，控制中断服务程序的运行；处理完毕后，再不断调用动态显示子程序。经上述处理后，三大模块运行协调一致，既保持了动态显示的稳定性，又保持了键盘的可靠性，还保持了秒计时的准确性，较好地实现了全部功能。 （3）本例子只用到8位LED显示中的两位，只用到44键盘16个按键中的3个，因此，其功能还有较大的扩展空间。只要将上述程序稍加改动即可实现秒、分、时、日显示，并可作全方位修改的实时时钟。如增加LED显示位数或将显示改为LCD显示模块，可实现年、月、周、日、时、分、秒显示。