简易秒表的设计.docVIP

简易秒表的设计 1 设计意义及要求 1.1 简易秒表的设计意义 简易秒表的设计是在我们学习了单片机技术之后的一次检测。在已学内容的基础上熟练掌握，对未曾学习过的内容加以了解，从多个角度更加深刻理解和掌握单片机的理论与运用。通过本次设计，能够提高大家对自己电工电子设计的兴趣与了解，以更好的理解本专业，从而在今后的学习中打下一个很好的基础。 1.2 简易秒表的设计要求 1）利用单片机作为主控制器实现电子秒表，用4位LED数码管显示时间。 2）设置外部按键SB，当按键SB第一次按下时启动秒表开始计时；当第二次按下按键S1时秒表停止计时，当第三次按下按键S1时秒表回零；即用一个按键S1来控制秒表的启动、停止和回零功能。 2 简易秒表硬件电路设计 采用ATMEL公司生产的AT89C51单片机控制器，用4位共阴LED数码管显示时间，为了节省单片机的I/O资源，LED数码管采用动态显示方式，由P2口的低4位输出位选信号，P1口输出LED数码管的显示段码。用非门来提高P2口的驱动能力，使LED管达到合适的亮度。完成设计的仿真电路如图2-1所示。 图2-1 基于单片机控制的秒表仿真电路图 3 程序设计 采用主程序调用子程序的设计方法，主程序首先对定时器和有关寄存器及存储单元进行初始化，调用按键扫描子程序和显示子程序，判断计时时间是否到9分59秒。主程序设计流程图如图3-1所示。 图3-1 主程序设计流程图 3.1 定时初值的计算 按12MHz的时钟频率计算，其机器周期为1s，选用定时/计数器工作方式1，定时时间50ms。 计算初值如下： 计数值N=定时/计数器最大值M?定时/计数器初值X 则初值X=M?N 机器周期为TM=12×1/?osc=12×1/12×106=1s 采用定时器工作方式1，所以初值为 X=216?50ms/1us=15536=3CB0H 所以TH0=3CH，TL0=B0H 3.2 初始化 通过初始化设定定时器0工作方式为方式1，开放定时器0的中断及总中断，分别给存放毫秒、秒、分的计数单元3FH，40H，41H，42H清零。关闭定时/计数器T0。给存储按键次数的寄存器R1清零。 3.3 判断有无键按下，并进行按键处理 因为只有一个与P3.0相连的接独立式按键，所以用JB P3.0，KEYEND指令来读按键的状态。当P3.0=0时则有键按下，然后进行10ms的延时消抖，延时消抖后将存放按键次数的寄存器R7加1，接着判断R1中的值是多少？如果是1（表示第一次按键）则用SETB TR0指令启动定时器T0；如果是2则用CLR TR0指令关闭定时器T0；如果是3则将存放时间的3FH，40H，41H，42H单元及存放按键次数的R1清零。程序设计流程图如图3-2所示。 图3-2 按键确认程序设计流程图 3.4 显示子程序设计 显示子程序的主要作用是根据存放在3FH，40H，41H，42H单元的计数值查表找到跟计数值对应的段码，然后送到对应的LED数码管进行显示。程序设计流程图如图3-3所示。 图3-3 显示子程序流程图 3.5 中断子程序设计 本任务中定时器T0定时50ms，每到50ms，T0产生一次中断，进入中断服务程序。在中断服务程序中，首先将累加器A中内容压入堆栈，保护好现场，接着给T0重装初值。然后50ms计数单元加1，再判断计数单元是否加到2（即0.1s），若没有则中断返回；若加到了，则首先50ms计数单元清零，接着将毫秒的计数单元加1。 再判断毫秒计数单元是否到10（即1s），若没有则中断返回；若到了10，则将毫秒计数单元清零。然后将秒的个位计数单元加1，秒的个位计数单元加1后判断是否加到10，若不是则中断返回；若是则将秒的个位计数单元清零，然后秒的10位计数单元加1，再判断秒的10位计数单元是否到6，若不是则中断返回；若是则将秒的十位清零，分计数单元加1。程序设计流程图如图3-4所示。 图3-4 中断服务程序设计流程图 4 小结 本次能力拓展训练完成的简易秒表是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件，再配以相应的软件，达到实现秒表的功能。通过这次能力拓展训练，我对单片机有了更深入的理解，对单片机的硬件设计、软件设计以及硬件电路的工作原理也都有了新一层的理解。这是我第一次编写单片机程序，通过把课本上的理论与生活中的实际问题结合起来，使我学到了很多东西。把程序拆分成几部分一一进行编写、调试，在编程中出现问题时，严格谨慎，仔细分析、调试，一定会从中发现错误，克服困难，同时也使我意识到了自己对于单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能够灵活运用，还有很多需要学习的地方。 这次能力拓展训练使我感受到了理论与实际相结合的目的及其重要意义，不但使我对单片机有了更深