单片机000599秒表课程设计.docx
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单片机000599秒表课程设计
广东工业大学华立学院
课程设计（论文）
课程名称微机原理与单片机综合设计与实践
题目名称单片机秒表设计
学生学部（系）机电工程学部
专业班级09电气工程及其自动化5班
学 号12030905008
学生姓名方贵泉
指导教师黄淑芬
2012年6月2日
广东工业大学华立学院
课程设计（论文）任务书
题目名称
单片机秒表设计
学生学部（系）
机电工程学部
专业班级
姓名
学号
一、课程设计（论文）的内容
设计一个单片机秒表，该秒表可显示0.0～59.9秒的时间，进行相应的单片机
硬件电路的设计并进行软件编程。
二、课程设计（论文）的要求与数据
1.用单片机实现；
2.以0.1秒为最小单位进行显示；
3.秒表量程为0.0～59.9秒，用3位LED显示；
4．除了以上基本功能，个人可根据具体情况加上清零、开始计时、停止计时等扩展功能。
三、课程设计（论文）应完成的工作
1.完成单片机秒表的硬件和软件设计，绘出电路原理图；
2.完成课程设计报告的撰写。
四、课程设计（论文）进程安排
序号
设计（论文）各阶段内容
地点
起止日期
1
收集单片机秒表等相关资料，确定设计方案
校内
2012年5月28日
2
进行单片机秒表的硬件和软件设计，绘出电路原理图
校内
2012年5月29日
～6月1日
3
进行课程设计报告的撰写
校内
2012年6月2、3日
五、应收集的资料及主要参考文献
1．收集单片机秒表及设计中所涉及的主要器件等方面的资料
2．收集相关的软件编程方面的资料
发出任务书日期：
2012年5月25日指导教师签名：
计划完成日期：
2012年6月3日教学单位责任人签章：
目录
1单片机秒表实验的概述……………………………………………………………1
2系统设计思路及描述…………………………………………………………………1
3硬件与软件设计………………………………………………………………………2
3.1系统硬件方案设计………………………………………………………………2
3.2软件方案设计……………………………………………………………………3
4程序流程及实验效果…………………………………………………………………4
4.1源程序及说明……………………………………………………………………4
4.2原理图分析………………………………………………………………………6
4.3实验效果…………………………………………………………………………7
5实验小结………………………………………………………………………………7
6参考文献………………………………………………………………………………8
1单片机秒表实验的概述
1.1实验题目
秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个3位LED数码显示“秒表”，显示时间为00.0~59.9秒，每毫秒自动加一，每十毫秒自动加一秒。
1.2增加功能
增加一个“复位00.0”按键（清零），一个P2.1“暂停”按键和P2.0“开始”按键。
1.3实验难点
单片机电子秒表需要解决三个主要问题，一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LED的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程。
1.4实验内容提要
本实验利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合集成电路芯片8051、LED数码管以及实验箱上的按键来设计计时器。
将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。
其中本实验设计了三个开关按键：
其中key1按键按下去时开始计时，即秒表开始键，key1按键按下去时停止计时，即秒表停止键，key3按键按下去时数码管清零，复位为“00.0”。
1.5实验的意义
1.5.1通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。
1.5.2掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。
1.5.3通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。
1.5.4本实验通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义。
1.6实验仪器
集成电路芯片8051，七段数码管，TX-1C单片机学习板，MCS-51系列单片机微机仿真实验系统中的软件（Keiluvision2），Ptoteus7.4仿真软件。
2系统设计思路及描述
本实验要求进行计时并在数码管上显示时间，则可利用MCS-51系列单片机的芯片AT89C52的P2.0,P2.1作为按键的入口；定时器T0作为每0.1秒加一的定时器。
其中“开始P2.0”按键当开关按下时开始计时，此时若再按“暂停P2.1”按键则数码管暂停；“清零”按键当开关按下时数码管清零，若再按“开始”按键则又可重新开始计时。
方框图如下图：
图1数字秒表设计导向图
3硬件与软件设计
3.1系统硬件方案设计
单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。
硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。
软件系统包括监控程序和各种应用程序。
在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。
与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口，使单片机应用系统能够运行。
在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。
在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。
配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED指示灯就可以进行处理了。
在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。
图2系统硬件结构框图
3.2软件方案设计
此次选用C51来编程，首先要有初始化程序，通过初始化程序，将对主程序所用到的变量、常量以及各个参数和所调用的子函数定义。
其次还有显示程序、按键扫描及处理程序和时钟程序，系统软件流程图图如图2.2a,2.2b所示：
N
Y
YES
N
Y
YES
NO
YES
2.2a.主程序框图2.2b.100ms定时中断程序框图
4程序流程及实验效果
4.1源程序及说明
HAOMIAOEQU31H;定义第一位显示寄存器，100毫秒位
MIAOWEIEQU32H;第二位，秒位
SHIMIAOEQU33H;第三位，分位
COUEQU34H;软计数器
ORG00H
AJMPSTART
ORG0BH;定时器0中断入口
AJMPTIME0
ORG30H
START:
MOVHAOMIAO,#0;清0
MOVMIAOWEI,#0
MOVSHIMIAO,#0
MOVCOU,#0
MOVTMOD,#01H;模式为16位计时器
MOVTH0,#40H;装初值
MOVTL0,#98H
MOVP2,#0FFH;P2口置一
SETBET0;开定时器允许
SETBTR0;开定时器
CLREA;关总中断
MAIN:
LCALLXIANSHI;调用显示子程序
LCALLANJIAN;调用按键处理子程序
AJMPMAIN
TIME0:
INCCOU
MOVA,COU
CJNEA,#2,OVER
MOVCOU,#0
INCHAOMIAO
MOVA,HAOMIAO
CJNEA,#10,OVER
MOVHAOMIAO,#0
INCMIAOWEI
MOVA,MIAOWEI
CJNEA,#10,OVER
MOVMIAOWEI,#0
INCSHIMIAO
MOVA,SHIMIAO
CJNEA,#6,OVER
MOVSHIMIAO,#0
OVER:
MOVTH0,#40H
MOVTL0,#98H
RETI
ANJIAN:
LCALLXIANSHI
MOVA,P2
JNBP2.0,KAI
JNBP2.1,GUAN
LCALLXIANSHI
RET
KAI:
SETBEA
LCALLXIANSHI
RET
GUAN:
CLREA
LCALLXIANSHI
RET
XIANSHI:
MOVDPTR,#TABLE;获得表数据
MOVR1,#10;赋值10，意思为循环10次
LOOP:
MOVA,HAOMIAO
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,#0EFH;开毫秒位显示
MOVP0,A;送出段
LCALLDELY1MS;延时1毫秒
MOVP2,#0FFH;关位，防止鬼影
DJNZR1,LOOP1
RET
LOOP1:
XIANSHI2:
MOVDPTR,#TABLE1;获得表数据
MOVR2,#10;赋值10，意思为循环10次
MOVA,MIAOWEI
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,#0DFH
MOVP0,A
LCALLDELY1MS
MOVP2,#0FFH
DJNZR2,LOOP2
RET
LOOP2:
XIANSHI3:
MOVDPTR,#TABLE;获得表数据
MOVR3,#10;赋值10，意思为循环10次
MOVA,SHIMIAO
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,#0BFH
MOVP0,A
LCALLDELY1MS
MOVP2,#0FFH
DJNZR3,LOOP
RET
DELY1MS:
MOVR7,#250
DL1:
NOP
NOP
DJNZR7,DL1
RET
TABLE:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH
TABLE1:
DB040H,079H,024H,030H,19H,12H,02H,078H,00H,10H
END
4.2原理图分析
按键原理图谐振电路、复位按钮
按键原理图、谐振电路、复位按钮及仿真原理图
电源电路原理图
4.3实验效果
通过最后软件对程序的编译，组建，执行，还有最终生成.hex文件，把.hex下载到TX-1C学习板的STC89C52RC单片机上的最终效果图如下。
图1.复位“00.0”
图2.“59.9”
图3.“开始自加”运行
图4.“开始自加”运行
5实验小结
此次课程设计可以使得我们把平时课堂上学的理论知识运用到实中,通过课程设计的独立完成,可以加深我们对的理论知识理解.为以后下一步的学习打下的基础.组装与调试中就会让我们学到更多的知识.无论理论上电路是画得多好,但在组装时都会碰到或多或少的问题,我们学会调试和检测,只有这样我们才会发现问题,才能对问题进行分析,从而解决问题.在我们在实际的工作中提高了自己的动手能力，我们也体会到在工作中要专心致志和保持心境的平和。
在设计中,还学习应用了电脑模拟仿真,我觉得这也是一个学习的关键要点.在平时的学习中都是学习书上的理论知识,但我们对某个电路的实际工作情况以及其正确与否就从来没有见到过没有验证过.在设计的时候,我们以理论为基础,可以运用一些电脑模拟软件,如Proteus,Protel等,在电脑上先连好电路图进行模拟,这样可以检测出里面存在的问题,然后我们加以改正.到真正组装和调试时就能做到事半功倍了.
所以通过这次课程设计不但让我巩固了所学的原有知识，更让我学到了一些新的知识。
6参考文献
[1]孙育才.MCS-51系列单片微型计算机及其应用（第4版）[M].东南大学出版社,2011
[2]张齐,朱宁西.单片机应用系统设计技术[M].电子工业出版社,2010.7
[3]张义和,陈敌北等.例说8051（第3版）[M].人民邮电出版社,2010
[4]张靖武，周灵彬.单片机原理、应用与Proteus仿真[M].北京：
电子工业出版社,2008.8
[5]广东工业大学华立学院图书馆.
[6]21IC中国电子网
[7]XX
心
得
体
会
通过这次课程设计让我更深刻的理解了书本上的知识，理解了知识必须付之于实践才能得到巩固和提升，同时通过实践也让我认识到了自身的各方面的不足，更让我积累了如何完成设计任务的经验。
程序设计需要严谨紧密的逻辑思维，根据程序流程图写出简洁清晰，并加以注译说明的程序，方便程序调试和相应的修改，以达到能够实现所要求的功能的目的。
编程调试以及仿真过程是一个非常考验人耐性，逻辑思维能力的过程,每错一步结果就不同，要经过不断地思考，不断地调试，不断修改．设计一个电路一定是一个系统的工作，一定会有不同的分工，而且在设计的过程中也一定会出现很多难题。
所以复习相关的知识，查询相关的资料，这些充分的准备是解决这些难题的基础。
这次的单片机课程设计重点是理论与实际的相结合。
把所学到的理论转化为实践需要一段努力学习的过程；理论和实践同步进行，用时间去检验理论，用理论指导实践。
学以置用，才能把我们的工作做的更好.
所以我在此要特别感谢我们的指导老师对我们课程设计的指导，同时也要感谢每位提供指导意见的帮助我完善和优化这个设计的同学、朋友，感谢你们所给予我的极大帮助。
学生签名：
方贵泉
2012年6月8日
教
师
评
语
2012年6月8日
成
绩
及
签
名
2012年6月8日
升级会员 