1、精選優質文檔-傾情為你奉上單片機課程設計課題： 多功能秒表系統系 別： 電氣與電子工程系專 業： 姓 名： 學 號： 指導老師： 李小敏 王明杰河南城建學院2011年 12 月 29 日成績評定·一、指導教師評語（根據學生設計報告質量、答辯情況及其平時表現綜合評定）。二、評分評分項目設計報告評分答辯評分平時表現評分合 計 （100分）任務完成情 況（20分）課程設計報告質量（40分）表達情況（10分）回答問題情 況（10分）工作態度與紀律（10分）獨立工作能力（10分）得分課程設計成績評定班級 姓名 學號成績： 分（折合等級 ）指導教師簽字 年 月 日目錄11單片機簡介312設計任務

2、3 13設計要求325、鍵盤電路.726、顯示電路73.3源程序代碼及注解 11附錄2：1 概述11單片機簡介單片機是性能價格比高、體積小、對國民經濟滲透力大、最有前途的微控制器。單片機自20世紀70年代初研制成功并發展至今，已進入第四代。它主要是在一塊芯片上集成了CPU、存儲器以及輸入輸出電路，在工業過程中被廣泛應用在控制電路中。從單片機的系列來看，國內外已超過50個系列、近500個品種，當前正處于更新換代、百花齊放的時期。新的系列和專用系列正在不斷涌現。按位數分類有4位、8位、16位以及32位單片機等，4位單片機由于價格低和出現的早得到了廣泛的應用，特別是在家電應用領域中其還有很大的優勢，

3、為了抵御8位機的競爭，4位機在結構和功能上都有很大的改進。8位機的生產廠家以及品種都很多，在實際的生產中應用也最為廣泛，其中Intel公司的8051系列單片機在我國應用最為廣泛，另外8位單片機也在其功能和內部結構上不斷的進行改進，目前功能是越來越強大。16位單片機在數據處理以及單片機的性能上有了很大的改進。32位單片機是隨著高科技產業的發展而產生的。12設計任務：設計一個單片機控制的多功能秒表系統，利用單片機的定時器/計數器定時和記數的原理，結合顯示電路、用兩位共陰極LED數碼管以及按鍵來設計0099秒計時器。將軟、硬件有機地結合起來，使得系統能夠正確地進行加計時，同時數碼管能夠正確地顯示時間

4、。13設計要求：1、能同時記錄四個相對獨立的時間并分別顯示 。 2、兩位LED動態顯示，顯示時間為0099秒。 3、每秒自動加1。 4、一個開始按鍵、一個復位按鍵、一個暫停按鈕和一個計錄按鈕（附加功能）。 5、翻頁按鈕查看四個不同的計時值 。2 系統總體方案本設計所選用的STC89C52單片機由CPU，振蕩器與時序電路， 4個8位的I/O端口（P0，P1，P2，P3），串行口等組成。STC89C52的管腳圖如圖1所示。 圖一：STC89C52的管腳圖2.1 STC89C52芯片簡介 STC89C52是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片內含8k Bytes ISP(In-system p

5、rogrammable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造,兼容標準MCS-51指令系統及STC89C52引腳結構,芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,功能強大的微型計算機的STC89C52可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。 STC89C52具有如下特點：40個引腳,8k Bytes Flash片內程序存儲器,256 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM）,32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口,5個中斷優先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口,看門狗（W

6、DT）電路,片內時鐘振蕩器。 此外, STC89C52設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式。空閑模式下,CPU暫停工作,而RAM定時計數器,串行口,外中斷系統可繼續工作,掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據,停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應不同產品的需求。2.2主要功能特性： · 兼容MCS-51指令系統· 8k可反復擦寫(>1000次）ISP Flash ROM· 32個雙向I/O口· 4.5-5.5V工作電壓· 3個16位可編程定時/計數器&

7、#183; 時鐘頻率0-33MHz· 全雙工UART串行中斷口線· 256x8bit內部RAM· 2個外部中斷源· 低功耗空閑和省電模式· 中斷喚醒省電模式· 3級加密位· 看門狗（WDT）電路· 軟件設置空閑和省電功能· 靈活的ISP字節和分頁編程· 雙數據寄存器指針表111整體設計框圖： P2口P1口鍵盤控 制電 路晶振電 路復位電 路兩位一體數碼管圖2：整體設計框圖23復位電路：采用上電加按鈕復位。這個系統中的復位電路是采用上電加按鈕來實現的。因為STC89C52單片機的復位是靠外部電路實

8、現的。STC89C52單片機工作之后，只要在他的RST引線上加載10ms以上的高點平，單片機就能有效地進行復位。STC89C52單片機通常采用上電自動復位、按鍵復位、以及上電加按鍵復位等，我們采用的是上電加按鍵復位方式，這樣做的優點是上電后可以直接進入復位狀態，當程序出現錯誤時，可以隨時使電路復位。圖3：復位電路24晶體時鐘電路： 通過XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器構成內部振蕩方式。由于單片機內部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構成了自激振蕩器并產生振蕩時鐘脈沖。MCS-51單片機內部的振蕩電路是一個高增益反相放大器，引線 XTAL1和XTAL2分別為 反向振蕩放大器的輸入及內部

9、時鐘工作電路的輸入和來自反向振蕩器的輸出，該反向放大器可以配置為片內振蕩器。圖4：晶體時鐘電路25鍵盤電路：用部分P1口做開始開關，P1.0停止，P1.1復位，P1.3暫停記錄，P1.4上翻，P1.5下翻，用外中斷INT0開始，用軟件法消除抖動。圖5：鍵盤電路26顯示電路：采用LED動態顯示，用P2口驅動顯示。 圖6：顯示電路3 軟件設計31 設計思想因為秒表設計相對較為簡單，因此在軟件設計中我們一般采用模塊化程序設計的方法。模塊是一個具有獨立功能的程序，可以單獨設計、調試與管理，模塊可分為功能模塊和控制模塊兩類。我們通過模塊化程序設計可按適當的原則把一個情況復雜、規模較大的程序系統劃分為一個

10、個較小的、功能相關而又相對獨立的模塊。每個小的模塊完成一個確定的功能，在這些小的模塊之間建立必要的聯系，互相協作完成整個程序要完成的功能。它具有明顯的優點，把一個多功能的復雜的程序劃分為若干個簡單的、功能單一的程序模塊，有利于程序的設計和調試，有利于程序的優化和分工，提高了程序的閱讀性和可靠性，使程序的結構層次一目了然。其中的模塊即為子程序，子程序是功能獨立的程序段。子程序的基本思想是編寫一次，可以重復使用。子程序的形式可以是一個程序文件，也可以是一個過程或函數。子程序總被其他程序調用而不單獨執行，這與主程序相對。這個主程序也是由多個子程序模塊組成，各程序模塊都要完成一個明確的任務，實現某個具

11、體的功能，、快加、復位，計數和顯示等，在具體需要時調用相應的模塊即可開始 初始化P1.0=0?P1.1=0?P1.3=0?P1.4=0?P1.5=0?停止復位下翻上翻夠4個？P1.0=0?N暫停記錄NNNNNN3.2、程序流程圖：定時器流程圖壓棧保護賦定時初值到1秒？調用加1程序調用顯示程序中斷返回Y加1子程序流程圖：（20H） A進位清零做加法到100？（20H）清零個位十位分開返回Y3.3程序代碼及注解（1）：主程序MAIN: MOV SP, #50H MOV TMOD, #11H MOV TH1,#0D8H ;定時10ms MOVTL1, #0F0H MOV TH0,#0CFH ;定時2

12、5ms MOVTL0, #02CH MOV 20H,#00H ;BIN SECOND MOV 30H,#00H ; SECOND MOV31H, #00H MOV40H, #40 MOV 71H, #00H MOV 72H, #00H MOV 73H, #00H MOV 74H, #00H MOV R2, #04H MOV R3, #04H MOV R1, #71H SETB EA SETB EX1 CLR ET1 SETB ET0 CLR PT0 CLR PT1 SETB PX1 SETB IT1 MOVP2, #0FFH CLRTR0 CLRTR1 CLR 7FH判斷是否有鍵按下，并確定是

13、哪一個鍵，轉移到相應的子程序的入口地址去執行子程序。沒有鍵按下則一直等待，直到有鍵按下。ML1:ACALLDISP ;調用顯示程序P1.0鍵按下時，計數停止START: JB P1.0, LOOP1 ACALL DELAY10 ;延時JB P1.0, LOOP1 ;P1.0=1，跳轉到LOOP1執行JNB P1.0, $LJMP STOP ;P1.0=0，跳轉到停止子程序P1.1鍵按下時，數字清零復位LOOP1: JB P1.1, LOOP2 ACALL DELAY10 ;延時JB P1.1, LOOP2 ;P1.1=1，跳轉到LOOP2執行JNB P1.1, $LJMP RESET ;P1.

14、1=0，跳轉到復位子程序 P1.3鍵按下，暫停記錄LOOP2: JB P1.3,LOOP3 ACALL DELAY10 ；延時 JB P1.3, LOOP3 ;P1.3=1，跳轉到LOOP3執行JNB P1.3, $ LJMP JILU ;P1.3=0，跳轉到暫停記錄子程序P1.4鍵按下時，執行上翻功能LOOP3: JB P1.4,LOOP4 ;P1.4=0，SHANGFAN ACALL DELAY10 ;延時 JB P1.4, LOOP4 ;P1.4=1，跳轉到LOOP4執行 JNB P1.4, $ LJMP XIAFAN ;P1.4=0，跳轉到上翻子程序P1.5 鍵按下時，執行下翻功能LO

15、OP4: JB P1.5,LOOP ;P1.5=0，XIAFAN ACALL DELAY10 ;延時 JB P1.5, LOOP ;P1.5=1，跳轉到LOOP執行 JNB P1.5, $ LJMP SHANGFAN ;P1.5=0，跳轉到下翻子程序LOOP: SJMP HERE（2）停止子程序軟件對定時器0和定時器1的控制位清零，使定時器停止工作STOP: CLR TR0 CLR TR1 ; 關閉定時器0，1 ACALL DISP SJMP HERE（3）復位子程序軟件對顯示的各內存單元清零，并回到開始前的初始狀態，具體程序如下所示 ：RESET: CLR TR0 CLR TR1 ;關閉定時

16、器0，1 MOV 20H, #00H MOV 30H, #00H MOV 31H, #00H ACALL DISP ;調用顯示子程序SJMP HERE（4）按鍵消抖程序DELAY10: MOV R4,#14H 延時10ms再次判斷該位的狀態，若仍是0則說明該鍵被按下，彈起后去執行該按鍵功能；若為1，則說明是抖動則繼續向下判斷。例如下面的程序中就調用了這個子程序。LOOP2: JB P1.3,LOOP3 ;P1.3=0時，暫停記錄 ACALL DELAY10 JB P1.3, LOOP3 JNB P1.3, $ LJMP JILU 4 ISIS7Professionl軟件仿真利用Keilu Vi

17、sion軟件對源程序進行編譯，編譯成功后，把編譯結果保存。然后根據我們的軟件在PROTEUS中設計出相應的硬件電路，并將該電路保存到與WAVE程序相同的文件夾中，最后將程序裝載到單片機中，通過ISIS7Professionl仿真，看程序是否能夠實現預想的功能.仿真圖如下圖所示：5 課程設計體會雖然我們現在設計的東西還只是一些很不起眼的東西，但是學習都是有一個過程的，并非一蹴而就、一步登天。我們只有把基礎打好，在不懈的摸索中發掘學習的愛好和實踐的樂趣。我們所學到的內容和我們在外界接觸到的一些知識多少都會存在一些差異，因為知識的學習和應用在本質上本來就存在著很大的區別，俗話說：想到和做到完全是兩碼

18、事，這也教會了我們在學習的同時，應當做好相應的總結，為更好的實踐打下堅實基礎。學院開設的課程有限，我們接收到的知識也是有限的，但是我們有無限的能力去學習無限的知識，在設計過程中，我們學會了很多，也學到了很多，同時，對單片機這門課程有了更深一步的理解和掌握。1、本次課程設計使我加深了對單片機課程的全面認識，復習和掌握，對MC-51單片機有了更深入的了解，對I/O口的使用，晶振電路的接法，以及復位電路等的掌握都有了很大程度的提高，這為以后的實踐打下了良好的基礎。2、掌握了定時器、外部中斷的設置和編程原理。3、通過此次課程設計能夠將單片機軟硬件結合起來，對程序進行編輯，校驗。4、還要根據實驗的實際情

19、況，添加些額外程序來使系統更加的穩定，如開關的消震蕩（采用延遲）。5、程序要盡量做到由各個子程序組成，在有些程序后面最好加注釋，這樣在程序出錯的檢查過程中可以更容易查找的到，也更簡潔，更明白易懂。6、我在編程過程中還有好多不理解的地方，經過同學的幫助終于完成了這次設計。在這個過程中體會到了合作的好處，更了解的互相幫助的重要性。由于編程能力的有限和所學知識的局限性，在這個程序和設計系統中雖然實現了所有的基本要求和部分的高級要求，但是這其中還有許多不完善的地方，有時在上翻和下翻時會出現一些問題，這說明我在這方面還存在著很多不足，知識不夠完備和系統，在以后的學習中還有待提高。雖然焊出了電路，但調試的

20、時候，功能不是很穩定，經過我仔細地檢查，仍然沒有發現錯誤。希望老師能在以后的學習和生活中對我多加指導，促使我能取得更大的進步。 6參考文獻【1】余發山編著單片機原理及應用技術徐州：中國礦業大學出版社，2003年【2】楊凌霄編著.微型計算機原理及應用.徐州：中國礦業大學出版社，2004年【3】楊寧編著.單片機與控制技術.北京:北京航空航天大學出版社,2004年【4】王閃編著.AT89系列單片機原理與接口技術.北京:北京航空航天大學出版社,2004年【5】基于proteus的單片機可視化軟硬件仿真.北京航空航天大學出版社附錄：程序清單： ORG0000H LJMP MAIN ORG 0003H L

21、JMP JILU ORG000BH LJMPTIME1 ORG 0013H LJMP ZHONGDUAN ORG001BH LJMPTIME10 ORG0100HMAIN: MOV SP, #50H MOV TMOD, #11H MOV TH1,#0D8H ;定時10ms MOVTL1, #0F0H MOV TH0,#0CFH ;定時25ms MOVTL0, #02CH MOV 20H,#00H ;BIN SECOND MOV 30H,#00H ; SECOND MOV31H, #00H MOV40H, #40 MOV 71H, #00H MOV 72H, #00H MOV 73H, #00H

22、 MOV 74H, #00H MOV R2, #04H MOV R3, #04H MOV R1, #71H SETB EA SETB EX1 CLR ET1 SETB ET0 CLR PT0 CLR PT1 SETB PX1 SETB IT1 MOVP2, #0FFH CLRTR0 CLRTR1 CLR 7FHML1: ACALLDISPSTART: JB P1.0,LOOP1 ; P1.0=0，STOP ACALL DELAY10 JB P1.0, LOOP1 JNB P1.0, $ LJMP STOPLOOP1: JB P1.1, LOOP2 ;P1.1=0時，復位 ACALL DELAY

23、10 JB P1.1, LOOP2 JNB P1.1, $ LJMP RESETLOOP2: JB P1.3,LOOP3 ;P1.3=0時，暫停記錄 ACALL DELAY10 JB P1.3, LOOP3 JNB P1.3, $ LJMP JILULOOP3: JB P1.4,LOOP4 ;P1.4=0時，上翻 ACALL DELAY10 JB P1.4, LOOP4 JNB P1.4, $ LJMP XIAFANLOOP4: JB P1.5,LOOP ;P1.5=0時，下翻 ACALL DELAY10 JB P1.5, LOOP JNB P1.5, $ LJMP SHANGFANLOOP:

24、 SJMP HERESTOP: CLR TR0 ;停止程序 CLR TR1 ACALL DISP SJMP HERERESET: CLR TR0 ;復位程序 CLR TR1 MOV 20H, #00H MOV 30H, #00H MOV 31H, #00H ACALL DISP SJMP HEREJILU : MOV A,20H ;暫停記錄程序 MOV R1, A INC R1 DJNZ R2, HERE MOV R1, #71H SJMP STOPXIAFAN:MOV A,R1 ;下翻程序 MOV 20H, A MOV B, #0AH DIV AB MOV 31H, A MOV 30H, B LCALL DISP INC R1 DJNZ R2, HERE MOV R1, #74H SJMP STOPSHANGFAN:MOV A,R1 ;上翻程序 MOV 20H, A MOV B, #0AH DIV AB MOV 31H, A MOV 30H, B LCALL DISP DEC R1 DJNZ R3, HERE MOV R1, #71H SJMP STOPHEE: JNB TF1, HEE CLR TF1 ACALL JIA1 ACALL DISP JNB P1.0, STOP SJMP