基于51单片机的秒表设计Word文件下载.docx
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硬件电路主要有主控制器、控制按钮与显示电路组成。
主控制器采用单片机AT89S52,显示电路采用四位共阴极数码管显示计时时间。
本设计利用AT89S52单片机的定时器,使其能精确计时。
利用键盘上的独立按键实现开始计时和暂停以及清零。
P0口输出段码数据,P2.0~P2.2连上译码器作为位选。
设计的基本要求是正确性。
计时器采用T0中断实现,定时溢出中断周期为1ms,当溢出中断后向CPU发出溢出中断请求,每发出10次中断请求就对10ms位(即最后一位)加一,达到100次就对100ms位加一,以此类推,直到99.99s为止。
1.2单片机的选择
本设计在选取单片机时,充分借鉴了许多成型产品使用单片机的经验。
并根据自己的实际情况,选用了ATMEL公司的AT89S52。
ATMEL公司的89系列单片机以其卓越的性能、完善的兼容性、快捷便利的电擦写操作、低廉的价格完全替代了87C51/62和8751/52,低电压、低功耗,有DIP、PLCC、QFP封装,是目前性能最好、价格最低、最受欢迎的单片机之一。
AT89S52为40脚双列直插封装的8位通用微处理器,采用工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的8XC52相同,其主要用于汇聚调整时的功能控制。
功能包括对汇聚主IC内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化,汇聚调整控制,汇聚测试图控制等。
单片机外部结构
(1)主电源引脚Vss和Vcc:
Vss接地,Vcc正常操作时为+5V接地。
外接晶振引脚XTAL1和XTAL2
a、XTAL1内部振荡电路反相放大器的输出端,是外接晶体的一个引脚。
当采用外部振荡时,此引脚接地。
b、XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端,是外接晶体的的另一端。
当采用外部振荡时,此引脚接外部振荡源。
(2)控制或与其他电源复用引脚
a、RST/VPD当振荡器运行是,在此引脚上出现两个机器周期的高电平(由低到高跳变),将使单片机复位在Vcc掉电期间,此引脚可接上备用电源,由VPD向内部提供备用电源,
以保持内部RAM中的数据。
b、ALE/PROG正常操作时为ALE功能(允许地址锁存)提供把地址的低字节锁存到外部存储器,ALE引脚以不变的频率(振荡器频率的1/6)周期性的发出正脉冲信号。
因此,它可以用作对外输出的时钟,或用于定时目的。
c、PSEN外部程序存储器读选通信号输出端,在从外部程序存储取指令(或数据)期间,PSEN在每个机器周期内两次有效。
d、EA/Vpp内部程序存储器和外部程序存储器选择端。
当EA/Vpp位高电平时,访问内部程序存储器,当EA/Vpp为低电平时,则访问外部程序存储器。
对于EPROM编程期间,此引脚上加21VEPROM编程电源(Vpp)。
(3)a、P0口(P0.0~P0.7)是一个8位漏极开路型双向I/O口,在访问外部存储器时,它是分时传送的低字节地址和数据总线,P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载。
b、P1,P3口(P1.0~P1.7)是一个带有内部上拉电阻的8位准双向I/O口。
能驱动四个LSTTL负载。
c、P2口(P2.0~P2.7)是一个带有内部上拉电阻的8位准双向I/O口,在访问外部存储器时,它输出高8位地址。
P2口可以驱动四个LSTTL负载。
1.3显示电路的选择与设计
对于数字显示电路,通常采用液晶显示或数码管显示。
对于一般的段式液晶屏,需要专门的驱动电路,而且液晶显示作为一种被动显示,可视性差,不适合远距离观看;
对于具有驱动电路和单片机接口的液晶显示模块,一般多采用并行接口,对单片机的接口要求较高,占用资源多;
另外,AT89S52单片机本身没有专门的液晶驱动接口。
而数码管作为一种主动显示器件,具有亮度高、响应速度快、价格便宜、易于购买等优点,而且有远距离视觉效果,很适合夜间或者远距离操作。
因此在本设计中,我们采用7段数码管作为显示介质。
数码管显示可以分为静态显示和动态显示两种。
由于本设计需要采用四位数码管显示时间,如果静态显示则占用的口线多,硬件电路复杂,所以采用动态显示。
动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管,这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。
通常各位数码管的段选线相应并联在一起,由一个8位的I/O口控制;
各位的公共阴极位选线由另外的I/O口线控制。
动态方式显示时,各数码管轮流选通,要使其稳定显示必须采用扫描方式,即在某一时刻只选通一位数码管并送出相应的段码,在另一时刻选通另一数码管,并送出相应的段码,依次规律循环,即可以使各位数码管显示将要显示的字符,虽然这些字符是在不同时刻分别显示,但由于人眼存在视觉暂留效应,只要每位显示间隔足够短就可以给人同时显示的感觉。
1.4系统总体电路的设计
系统总体电路如下图所示
AT89S52单片机为主电路的核心部分,各个电路均与单片机相连,由单片机统筹协调各个电路的运行工作。
显示电路由四位数码管组成,采用动态显示方式,因此有8位段控制和4位位控制,8位段接控制接P0口,P0.0~P0.7分别控制数码管的abcdefgdp显示。
系统软件设计
2.1主程序设计
本系统程序主要模块由主程序、定时中断服务程序、程序组成。
主程序主要是对定时器赋初值,开总中断、定时器溢出中断。
2.2定时器T0中断服务程序
当T0一处后,向CPU发出中断请求信号。
CPU跳转到定时中断程序执行,当中断次数为2时为10ms。
具体流程如下:
定时器中断入口重置计数初值中断次数加1中断次数等于2?
中断次数清零,0.01秒位加10.01秒位到10?
0.01秒位清零,0.1秒位加10.1秒位到10?
0.1秒位清零,1秒位加11秒位到10?
1秒位清零,10秒位加110秒位到10?
10秒位清零中断返回。
2.3程序清单
#include<
reg52.h>
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
voiddelay(uint);
//延时程序
sbitk1=P3^4;
//定义开始键
sbitk2=P3^5;
//定义暂停键
sbitk3=P3^6;
//定义清零键
sbitdula=P2^6;
sbitwela=P2^7;
ucharcodetable[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f};
uchartt,i,j,k,l;
voiddisplay(uchari,ucharj,uchark,ucharl);
//数码管显示数
voidmain()
{
tt=0;
i=0;
j=0;
k=0;
l=0;
//数码管显示0
TMOD=0x01;
//设置定时器为模式1
TH0=(65536-5000)/256;
//给定时器赋定时初值
TL0=(65536-5000)%256;
EA=1;
//开总中断
ET0=1;
TR0=0;
while
(1)
{
if(k1==0)//判断是否按下开始键
{
delay(10);
//消抖
if(k1==0)
TR0=1;
}
if(k2==0)//判断是否按下暂停键
if(k2==0)
TR0=0;
if(k3==0)//判断是否按下清零键
delay(10);
if(k3==0)
{
i=0;
//清零
}
display(i,j,k,l);
//数码管显示
}
}
voiddelay(uintz)
uintx,y;
for(x=100;
x>
0;
x--)
for(y=z;
y>
y--);
//延时
voidexter0()interrupt1//定时器溢出中断
//重装计时初值
tt++;
if(tt==2)
tt=0;
i++;
//溢出两次,0.01秒位加1
if(i==10)
i=0;
j++;
//0.01秒位到10,0.1位加1
if(j==10)
j=0;
k++;
//0.1秒位到10,1秒位加1
if(k==10)
k=0;
l++;
//1秒位到10,10秒位加1
if(l==10)
l=0;
//10秒位到10,清零
voiddisplay(uchari,ucharj,uchark,ucharl)
dula=1;
P0=table[i];
//显示数值
dula=0;
wela=1;
P0=0xf7;
//0.01秒位显示
wela=0;
delay
(1);
//数值显示
P0=table[j];
P0=0xfb;
//0.1秒位显示
P0=table[k]|0x80;
//始终在1秒位后面显示小数点
P0=0xfd;
//1秒位显示
P0=table[l];
//数值显示
wela=1;
P0=0xfe;
//10秒位显示
系统调试与设计结果
利用开发板显示结果:
通过STC-ISPV29Beta5,将程序与开发板连接起来,此时,数码管前4位均显示0.按下键盘上独立键中的P3^4键,开始计时。
按下P3^5键,即暂停计时。
此时若继续按下P3^4键,则继续计时,在此前