秒表时钟计时器的方案设计书Word下载.docx
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要达到1秒钟，可以采用两种方法：
采用一个定时器定时与软件计数相结合的方法；
或者采用两个定时器级联的方法。
由于秒表在计时功能时也需要用到1个定时器，因此，我们采用第一个方法，只使用1个定时器，例如使用T0。
为了达到较为准确的计时，使T0的溢出时间为50ms，使用一个字节作为软件计数器ST，计数值为20。
定时器的中断处理程序对ST进行减1操作，当ST为0时，1秒到达，此时更新存放小时、分钟、秒钟的显示缓存区。
2．计时功能
当秒表用作计时功能时，也需要一个定时器进行10MS的定时，在本例中使用单片机的TIMER1。
在TIMER1的中断处理程序中对SS和ss的缓存空间进行更新，与上面类似。
3．功能按键
再看按键的处理。
这3个键可以采用中断的方法，也可以采用查询的方法来识别。
对于A、B键，主要功能在于功能切换和数值复位，对于时间的要求不是很严格，而C键主要用于时间的锁定，需要比较准确的控制。
因此可以考虑，对A、B键采用查询的方式，而对于C键采用外部中断。
4．中断嵌套和控制
现在在我的方案中有3个中断，T0、T1中断和外部中断INT0。
这3个中断的特点是：
T0的工作是连续的，可以在误差范围内可以被打断但不可以停止；
T1的工作同样可以在误差范围内被打断，但可以被INT0停止；
INT0是用来启动或停止T1的。
2.系统硬件设计
2.1秒表/时钟计时器的硬件电路
秒表/时钟计时器的硬件电路如图所示，采用AT89C52单片机，最小化应用设计；
采用共阳七段LED显示器，P0口输出段码数据，P2.0-P2.5口作列扫描输出，P1.0、P1.1、P1.2口接三个按钮开关，用以调时及功能设置。
为了提供共阳LED数码管的驱动电压，用三极管8550作电源驱动输出。
采用12M晶振，有利于提高秒计时的精确性。
六位LED显示器
列驱动
AT89C52
P0
单片机
控制器
P2
图2.1硬件系统的总体设计框架
P3口引脚
特殊功能
P3.0
RXD（串行输入口）
P3.1
TXD（串行输出口）
P3.2
（外部中断0）
P3.3
（外部中断1）
P3.4
T0（定时器0外部输入）
P3.5
T1（定时器1外部输入）
图2.2P3口特殊功能
2.2电路原理图设计
电路原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后在正确性和布局合理的前提下力求美观。
设计电路原理图：
图2.3电路原理图
2.3AT89C2052单片机及其引脚说明
AT89C2052是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
图2.4AT89C52芯片
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
主要功能特性：
•兼容MCS51指令系统
•8k可反复擦写（>
1000次）FlashROM
•32个双向I/O口
•256x8bit内部RAM
•3个16位可编程定时/计数器中断
•时钟频率0-24MHz
•2个串行中断
•可编程UART串行通道
•2个外部中断源
•共6个中断源
•2个读写中断口线
•3级加密位
•低功耗空闲和掉电模式
•软件设置睡眠和唤醒功能
2.474ls244芯片说明
开关量输入的扩展经常使用的芯片是74LS244/74LS245/74LS240等；
这些芯片的特点是三态门，可以把多个芯片的输出，并联在一起而不会互相影响；
通过138、139、153等译码选通芯片，把RD/WR/地址的高位信号（高3位或者高4位，看单片机系统中的芯片的数量）接到译码芯片，把译码芯片的输出接到锁存器的锁存输入，或者缓冲器的选通输入。
图2.574LS244芯片
244内部包含8个单向三态门，分为两组，同时作为总线芯片的另外一个特点是驱动能力加强了，可以提供比较大的输出电流，所以经常用来直接驱动光耦、发光管等，也可以用于驱动微型的继电器！
第3节系统程序的设计
3.1主程序
本设计中，计时采用定时器T0中断完成，其余状态循环调用显示子程序，当端口开关按下时，转入相应功能程序。
其主程序执行流程见下图
3.2显示子程序
数码管显示的数据存放在内存单元70H－75H中。
其中70H-71H存放秒数据，72H-73H存放分数据，74H-75H存放时数据，每一地址单元内均为十进制BCD码。
由于采用软件动态扫描实现数据显示功能，显示用十进制BCD码数据的对应段码存放在ROM表中。
显示时，先取出70H-75H某一地址中的数据，然后查得对应的显示用段码，并从P0口输出，P2口将对应的数码管选中供电，就能显示该地址单元的数据值。
为了显示小数点及“－”、“A”等特殊字符，在显示班级及计时时采用不同的显示子程序。
3.3定时器T0中断服务程序
定时器TO用于时间计时，定时溢出中断周期可分别设为50ms和10ms.中断进入后，现判断是时钟计时还是秒表计时，时钟计时累计中断20次（即1s）时，对秒计数单元进行加1操作，秒表计时每10ms进行加1操作。
时钟计数单元地址分别在70H-71H（秒）、76H-77H（分）和78H-79H（时），最大计时值为23时59分59秒。
而秒表计数单元地址也在70H-71H（0.01毫秒）、76H-77H（秒）和78H-79H（分），最大计时值为99分59.99秒。
7AH单元内存放“熄灭符”数据（＃0AH）。
在计数单元中采用十进制BCD码计数，满60（秒表功能时有100）进位，T0中断服务程序执行流程见下图
图3.2
定时器T0、T1溢出周期为50ms（10ms），T0为秒计数用，T1为调整时闪烁用；
P1.0，P1.1，P1.2为调整按钮，P0口为字符输出口，采用共阳显示管。
3.4T1中断服务程序
T1中断服务程序用于指示调整单元数字的亮闪。
在时间调整状态下，每过0.3s，将对应单元的显示数据换成“熄灭符”数据（＃0AH）。
这样在调整时间时，对应调整单元的显示数据会间隔闪亮。
3.5调时功能程序
调时功能程序的设计方法时：
按下P1.0口按键，若按下时间短于1s,则进入省电状态（数码管不亮，时钟不停）；
否则进入调分状态，等待操作，此时计时器停止走动。
当再按下按钮时，若按下时间短于0.5s，则时间加1分；
若按下时间长于0.5s，则进入小时调整状态。
在小时调整状态下，当按键按下的时间长于0.5s，退出调整状态，时钟继续走动。
P1.1口按键在调时状态下可实现减1功能。
3.6整点响程序
如果在时钟状态下，如果是整点那么就用P3.2这个引脚来控制蜂鸣器。
3.7时钟/秒表功能程序
在正常计时状态下，若按下P1.1口按键，则进行时钟/秒表功能的转换，转换后计时从开始。
当按下P1.2口的按键时，可实现清0、计时启动、暂停功能。
第四节控制源程序清单
/*AT89C52秒表/时钟程序*/
/*定时器T0、T1溢出周期为50ms（10ms）,T0为秒计数用，T1为调整时闪烁用*/
/*P1.0P1.1P1.2为字符输出口，采用共阳显示管。
*/
/*主程序*/
START:
MOVR0,#70H/*清零70H~7AH共11个内存单元*/
MOVR7,#0BH
CLEARDISP:
MOV@R0,#00H
INCR0
DJNZR7,CLEARDISP
MOV20H,#00H/*清20H（标志用）*/
MOV7AH,#0AH/*放入“熄灭符”数据*/
MOVTMOD,#11H/*设置T0、T1为16位定时器*/
MOVTL0,#0B0H/*50ms定时初值（T0计时用）*/
MOVTH0,#3CH
MOVTL1,#0B0H/*50ms定时初值（T1闪烁定时用）*/
MOVTH1,#3CH/*50ms定时初值*/
SETBEA/*总中断开放*/
SETBET0/*允许T0中断*/
SETBTR0
MOVR4,#14H
START1:
LCALLDISPLAY /*调用显示子程序*/
JNBP1.0,SETMM1/*P1.0口为0时，转时间调整程序*/
JNBP1.1,FUNSS/*秒表功能，P1.1按键调时时作减1操作*/
JNBP1.2,FUNPT/*STOP、PUSE、CLR*/
SJMPSTART1/*P1.0口为1时跳回START1*/
SETMM1:
LJMPSETMM/*转到时间调整程序SETMM*/
FUNSS:
LCALLDS20MS
JBP1.1,START1
WAIT11:
JNBP1.1,WAIT11
CPL03H
MOV70H,#00H
MOV71H,#00H
MOV76H,#00H
MOV77H,#00H
MOV78H,#00H
MOV79H,#00H
AJMPSTART1
ACALLZDBS
FUNPT:
LCALLDS20MS
JBP1.2,START1
WAIT22:
JNBP1.2,WAIT21
CLRET0
CLRTR0
WAIT33:
JBP1.2,WAIT31
JBP1.2,WAIT33
WAIT66:
JNBP1.2,WAIT61/*清70~79H共10个内存单元*/
MOVR0,#70H
MOVR7,#0AH
CLEARP:
MOV@R0,00H
INCR0
DJNZR7,CLEARP
WAIT44:
JBP1.2,WAIT41
LCALLDS20MS
JBP1.2,WAIT44
WAIT55:
JNBP1.2,WAIT51
SETBET0
SETBTR0
AJMPSTART1
WAIT21:
LCALLDISPLAY
AJMPWAIT22
WAIT31:
AJMPWAIT33
WAIT41:
AJMPWAIT44
WAIT51:
AJMPWAIT55
WAIT61:
AJMPWAIT66
/*中断入口程序*/
ORG0000H。
/*程序执行开始地址*/
LJMPSTART。
/*跳到标号START执行*/
ORG0003H。
/*外部中断0中断程序入口
RETI /*外部中断0中断返回*/
ORG000BH/*定时器T0中断程序入口*/
LJMPINTT0
ORG0013H/*外部中断1中断程序入口*/
TETI/*外部中断1中断返回*/
ORG001BH
LJMPINTT1/*跳至INTT1执行*/
ORG0023H/*串行中断程序入口地址*/
RETI
/*T0中断服务程序*/
INTT0:
PUSHACC/*累加器入栈保护*/
PUSHPSW /*状态字入栈保护*/
CLRET0/*关T0中断允许*/
CLR TR0/*关闭定时器T0*/
JB03H,FSS/*标志为1转秒表处理程序（10ms定时）*/
MOVA,#0B7H/*中断响应时间同步修正*/
ADDA,TL0/*低8位初值修正*/
MOVTL0,A/*重装初值（低8位修正值）*/
MOVA,#3CH/*高8位初值修正*/
ADCCA,TH0
MOVHT0,A/*重装初值（高8位修正值）*/
SETBTR0/*开始定时器T0*/
DJNZR4,OUTT0/*20次中断未到中断退出*/
ADDSS:
MOVR4,#14H/*20次中断到（1s）重赋初值*/
MOVR0,#71H /*指向秒计时单元（71H～72H）
ACALLADD1/*调用加1程序（加1s操作）
MOVA,R3
CLRC/*清进位标志*/
CJNEA,#60H,ADDMM
ADDMM：
JCOUTT0/*短于60s时中断退出*/
ACALLCLR0/*长与或者等于60s时对秒计时单元清零*/
MOVR0,#77H/*指向分计时单元（76H~77H）*/
ACALLADD1/*分计时单元加1min*/
MOVA,R3/*分数据放入A*/
CLRC/*清零位标志*/
CJNEA,#60H,ADDHH
ADDHH:
JCOUTT0/*短于60min时中断退出*/
ACALLLCR0/*长与或者等于60s时对秒计秒单元清零*/
MOVR0,#79H/*指向小时计时单元（78H～79H）*/
ACALL ADD1/*小时计时单元加1h*/
MOVA,R3/*时数据放入A*/
CLRC /*清进位标志*/
JB03H,OUTT0/*秒表时最大数为99*/
CJNEA,#24H,HOUR
HOUR:
JCOUTT0/*短于24h时中断退出*/
ACALLCLR0/*长与或者等于24h时对秒计时单元清零*/
OUTT0:
MOV72H,76H/*中断退出时将分、时计时单元数据移
MOV73H,77H入对应显示单元*/
MOV74H,78H
MOV75H,79H
POPPSW /*恢复状态字（出栈）*/
POPACC /*恢复累加器*/
SETBET0/*开放T0中断*/
RETI/*中断返回*/
/*秒表计时程序（10min加1），低2位为0.1、0.01秒，中间2位为秒，最高2位为分。
最大计数值为99分59.99秒
FSS:
MOVA,#0F7H
ADDA,TL0
MOVTL0,A
MOVA,#0D8H
ADDCA,THO
MOVTHO,A
SETBTHO
MOVR0,#71H
ACALLADD1
CLRC
MOVA,R3
JZFSS1
SETBC
FSS1:
AJMPADDMM
/*闪动调时程序*/
/*T1中断服务程序，用作时间调整时时调整单元闪烁指示*/
INTT1:
PUSHACC /*中断现场保护*/
PUSHPSW
MOVTL1,#0B0H/*装入定时器T1定时初值*/
MOVTH1,#3CH
DJNZR2,INTT1OUT
MOVR2,#06H
CPL02H
JB02H,FLASH1
MOV72H,76H
MOV73H,77H
INTT1OUT:
POPPSW/*恢复现场*/
POPACC
RET1
FLASH1:
JB01H,FLASH2/*01位为1时，转[小]时熄灭控制*/
MOV72H,7AH
MOV73H,7AH
AJMPINTT1OUT
FLASH2:
MOV74H,7AH
MOV75H,7AH
/*加1子程序*/
ADD1:
MOVA,@R0/*取当前计时单元数据到A*/
DECR0
SWAPA
ORLA,@R0
ADDA,#01H
DAA
MOVR3,A
ANLA,#0FH
MOV@R0,A
RET
/*分减1子程序*/
SUB1:
MOVA,@R0 /*取当前计时单元数据到A*/
JZSUB11
DECA
SUB111:
MOVR3,A/*移入R3中暂存数据*/
CLRC
SUBBA,#0AH
SUB1111:
JCSUB1110
MOV ＠R0,#09H
SUB110:
MOVA,R3/*取回R3中存数据*/
SUB11:
MOVA,#59H
AJMPSUB111
SUB1110:
MOVA,R3/*移入R3存储器*/
AJMPSUB110
/*时减1子程序*/
SUBB1:
JZSUBB11
SUBB111:
MOVR3,A/*移入R3存储器*/
SUBB1111:
JCSUBB1110
MOV@R0,#09H
SUBB110:
SUBB11:
MOVA,#23H
AJMPSUBB111
SUBB1110:
AJMPSUBB110
/*清0程序*/
/*为计时单元复0用*/
CLR0:
CLRA
/*时钟调整程序*/
当调时按键按下进入此程序
SETMM:
CLRET0/*关定时器T0中断*/
CLRTR0/*关定时器T0*/
LCALLDLIS
JBP1.0,CLOSEDIS
SETBET1
SETBTR1
SET2:
JNBP1.0,SET1/*P1口为0，等待*/
SETB00H
SET4:
JBP1.0,SET3/*等待键按下*/
LCALLDL05S
JNBP1.0,SETHH
MOVR0,#77H
LCALLADD1
CJNEA,#60H,HHH
HHH:
JCSET4
LCALLCLR0
AJMPSET4
CLOSEDIS:
SETBET0
CLOSE:
JBP1.0,CLOSE /*无键按下，等待*/
LCALLDISPLAY
JBP1.0,CLOSE
WAITH:
JNBP1.0,WAITH
LJMPSTART1
SETHH:
CLR00H
SETHH1:
JNBP1.0,SET5
SETB01H
SET6:
JBP1.0,SET7/*等待键按下*/
JNBP1.0,SETOUT
MOVR0,#79H
CJNEA,#24H，HOUU
HOUU:
JCSET6
AJMPSET6
SETOUT:
JNBP1.0,SETOUT1
CLR01H
CLR02H
CLRTR1
CLRET1
SET1:
LCALLDISPLAY/*键释放等待时调用显示程序（调分）*/
AJMPSET2/*防止键按下时无时钟显示*/
SET3:
JNBP1.1，FUNSUB
SET5：
LCALLDISPLAY/*键释放等待时调用显示程序（调时）*/
AJMPSETHH1
SET7:
JNBP1.1,FUNSUBB
SETOUT1:
AJMPSETOUT/*防止键按下时无时钟显示
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