60秒秒表.docx

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60秒秒表

摘要

用AT89S51设计的一个2位LED数码显示“秒表”，显示时间为00—59秒，每秒自动加1，其中含有一个“复位按键”。

秒表功能的实现:

一个完整的秒表相当于一个简单的单片机系统，该系统有秒表设置电路、单片机、显示电路等构成。

单片机是集成的IC芯片，根据实际设计要求选用AT89S51。

基于单片机的秒表的设计需要解决2个方面的基本问题：

⒈如何显示秒。

⒉减少误差。

关键字：

AT89S51

Abstract

A2LEDnumericalcodedesignswhichwithAT89S51demonstrated"thestopwatch",demonstratedthetimeis00-59seconds,eachsecondautomaticCanada1,inwhichincludes"torepositionthepressedkey".

Stopwatchfunctionrealization:

Acompletestopwatchisequaltoasimplemonolithicintegratedcircuitsystem,thissystemhasthestopwatchtoestablishconstitutionandsoonelectriccircuit,monolithicintegratedcircuit,displaycircuit.ThemonolithicintegratedcircuitistheintegratedICchip,selectsAT89S51accordingtotheactualdesignrequest.Needstosolve2aspectsbasicproblemsbasedonthemonolithicintegratedcircuitstopwatchdesign:

1.Howdemonstratesthesecond.

2.reducederror.

Keywords：

AT89S51

目录

引言************************************************3

1设计制作工具、软件*****************************4

2设计原理*****************************************4

2.1实现功能及原理*************************************4

2.2电路原理图*****************************************4

2.3电路模块分析***************************************5

3芯片简介******************************************6

3.1AT89S51芯片****************************************6

3.2.数码管*********************************************7

4源汇编原程序及其注释****************************7

5调试要点和心得体会*****************************8

谢词**************************************************10

参考文献*********************************************11

附录***********************************************12

引言

本课程设计设计了一个数字秒表，用于短时间测量。

技术指标如下：

1计时范围：

0—59秒

2精度：

0.1秒

3误差：

±0.05秒

本课程设计中用到的主要元件是一个高性能8位单片机AT89S51。

    AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

    AT89S51具有如下特点：

40个引脚，4kBytesFlash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。

1设计制作工具、软件

AT89S51实验箱一个、KeilC51软件、ISP下载软件、电子电路设计软件Protel99SE、电熨斗、小型打孔机、电焊铁、万用表等

2设计原理

2.1实现功能及原理

秒是时间的基本单位，本秒表记数系统的记数功能通过汇编程序的延时子程序来实现。

2.2电路原理图

原理图有三个模块组成——单片机最小系统电路，复位电路，时间显示子电路模块

单片机最小系统是整个电路的工作核心，是电路的动力来源、信息处理中心；复位电路实现电路的复位功能，通过它可以随时使秒表的计数初值回到0；时间显示子电路模块接收从单片机送来的时间信息，并显示在两个数码管上。

图1电路原理图

2.3电路模块分析

一个单片机系统由不同的模块组成，不同的模块完成不同的功能，本单片机进制转换器的3个模块如下：

单片机最小系统电路：

图2单片机最小系统电路

复位模块电路：

图3复位模块电路

时间显示模块电路：

图4时间显示模块电路

3芯片介绍

3.1AT89S51芯片

标准AT89单片机硬件部分的核心采用Intel80C51/80C52单片机硬件技术。

两者的引脚排列与标准单元部件相同，指令系统完全兼容。

标准型AT89单片机又是构成其他型号AT89单片机的基础。

适当减少部件单元，可以形成抵挡型单片机；增加部分硬件单元，便可以形成高档型单片机。

标准型AT89单片机因与MCS－51的完全兼容性，优良的工作性能，使用的灵活性以及较高的性能价格比，成为AT89系列单片机的主流机型，在嵌入式系统中获得广泛的应用。

AT89S51单片机是低功耗的、具有4KB在线编程FLASH存储器的单片机。

它与Intel80c51单片机在引脚排列、工作特性、硬件组成、指令系统等方面完全兼容。

片内的FLASH可允许在线重新编程，也可使用通用非易失性存储器编程器编程。

它将通过CPU和在线可编程FLASH集成在一个芯片上。

其工作特性如下：

（1）片内程序存储器含有4KB的Flash存储器，允许在线编程，擦写周期可达1000次；

（2）片内数据存储器内含128字节的RAM;

（3）I/O口具有32根可编程I/O线；

（4）具有两个16位可编程定时器；

（5）中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构；

（6）串行口是一个全双工的串行通信口

（7）具有两个数据指针DPTR0和DPTR1;

（8）低功耗节电模式又空间模式和掉电模式；

（9）包括3级程序锁定位

（10）AT89S51的电源电压为4.0到5.5V；

（11）振荡器频率0到33MHZ;

（12）具有片内看门狗定时器

（13）灵活的在线编程方式

（14）具有断电标志POF；

（15）具有掉电状态下的中断恢复模式；

AT89系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。

充分利用他的片内资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的进制转换系统。

3.2数码管

LED显示器是由发光二极管显示字段的显示器件，显示分为静态显示方式和动态显示方式两种。

它采用较多的是7段LED，这种显示器有共阴极和共阳极两种器件。

对于共阴极LED显示器而言，公共端接地，而共阳极LED显示器公共端接+5V。

每个发光二极管的驱动电流宣取5～20mＡ左右，最大不超过50mA.

LED显示器的公共端也称位选线，它控制显示器的亮、暗。

a、b、┄┄dp称为段选线，它控制每一段两、暗。

例如对共阴极LED显示器来说，要使a段亮，应该将位选线接低电平，而段选线a接高电平。

通常将控制发光二极管8个段数据称为端选码。

本进制转换系统十六进制显示电路采用的数码管是共阴数码管。

4汇编源程序及注释：

SecondEQU30H；时间寄存器

ORG0

START:

MOVSecond,#00H；先显示零

NEXT:

MOVA,Second

MOVB,#10

DIVAB

MOVDPTR,#TABLE

MOVCA,@A+DPTR

MOVP1,A

MOVA,B

MOVCA,@A+DPTR

MOVP2,A

LCALLDELY1S

INCSecond；秒计数加一

MOVA,Second

CJNEA,#60,NEXT；没到60秒，返回继续

LJMPSTART

DELY1S:

MOVR5,#100；秒延时

D2:

MOVR6,#20

D1:

MOVR7,#248

DJNZR7,$

DJNZR6,D1

DJNZR5,D2

RET

TABLE:

DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH；时间数据表

END

5调试要点和心得体会：

为了能够出色完成这次课程设计，之前我做了充分的准备，因为我相信成功偏爱有准备的人。

根据老师所给要求，我首先明确其设计任务及要求实现的功能，从而确立了我的设计思路和设计思想：

分块和结合的思想。

之后开始搜集了解芯片的功能和作用，参考电子线路书籍上各单元电路的原理图及工作原理，并充分考虑了电路的实用性和性价比，经反复比较得出了最终电路，还用面包板加以验证。

由于对Protell99运用较熟，根据布线紧凑美观的原则，在多次实践后我终于布出了既简便又较为美观的PCB板。

调试时首先调试单片机最小系统跟十六进制显示模块，其次时电平输入模块电路，我的调试过程如下：

（1）编写一个简单的汇编小程序：

ORG0000H

START:

MOVP1,3FH

MOVP3,#3FH

AJMPSTART

END

经过编译下载到单片机后，接通电源，发现数码管上显示0，说明单片机最小系统跟十六进制显示模块电路可以正常工作。

电路正常！

（2）将系统的完整程序编译并下载到单片机中，接上电源，数码管的时间计数开始，功能全部实现！

此次课设锻炼了我的动手能力，提高了分析问题的能力。

通过此次课程设计，得到了以下几点心得：

（1）认识问题的能力有了很大的提高。

我能站在高处看问题，以清晰的思路总揽全局——这是设计任务所必需的。

（2）分析问题的能力进一步提高。

认清问题是前提，分析问题才是关键，只有认真地去分析问题才能更好地解决问题，分析问题时必需具备细心、耐心、毅力、恒心，同时科学地具体地实事求是地分析问题也非常重要。

（3）解决问题的能力有了很大的提高。

从设计、编程、做板到调试我都谨慎细心，确保每一步都能又预先的结果；遇到问题反复思考，在实践中不断提高解决问题的能力；通过这样一个步骤，理论知识得到了验证跟加深。

谢词

本次课程设计可以成功完成，离不开老师的耐心指导和帮助。

老师除了为我们提供课题之外，还百忙之中抽出时间为我们分析原理图的可行性，不仅如此，还为我们提供了调试的场所和仪器仪表；给我们提供了极大的方便。

此外，周围的同学也给我提供了不少帮助，很感谢他们。

参考文献：

[1]江国强.现代数字逻辑电路[M].北京：

电子工业出版社，2002

[2]谢自美.电子线路设计试验测验[M].武汉：

华中科技大学出版社，2000

[3]阎石.数字电子技术基础（第四版）[M].北京：

高等教育出版社，2004

[5]骆新全.黄玲玲.电路仿真与PCB设计[M].北京：

北京航空航天大学出版社，2004

[6]王幸之.AT89系列单片机原理与接口技术[M].北京：

北京航空航天大学出版社2004

附录

数字秒表的protel原理图如下：

数字秒表的PCB图如下：