基于51单片机秒表的程序设计1.docx

1、基于51单片机秒表的程序设计1基于51单片机秒表的程序设计1设计目的：（1）利用单片机定时器中断和定时器计数方式实现秒、分定时。（2）通过LED显示程序的调整，熟悉8155与8051，8155与LED的接口技术，熟悉LED动态显示的控制过程。（3）通过键盘程序的调整，熟悉8155与矩阵式键盘的接口技术，熟悉键盘扫描原理。（4）通过阅读和调试简易秒表整体程序，学会如何编制含LED动态显示、键盘扫描和定时器中断等多种功能的综合程序，初步体会大型程序的编制和调试技巧。2 设计步骤与要求 （1）要求：以8位LED右边2位显示秒，左边6位显示0，实现秒表计时显示。以44矩阵键盘的KE0、KE1、KE2等

2、3键分别实现启动、停止、清零等功能。（2）方法：用单片机定时器T0中断方式，实现1秒定时；利用单片机定时器1方式3计数，实现60秒计数。用动态显示方式实现秒表计时显示，用键盘扫描方式取得KE0、KE1、KE2的键值，用键盘处理程序实现秒表的启动、停止、清零等功能。（3）软件设计：软件整体设计思路是以键盘扫描和键盘处理作为主程序，LED动态显示作为子程序。二者间的联系是：主程序查询有无按键，无按键时，调用二次LED动态显示子程序（约延时8ms）后再回到按键查询状态，不断循环；有按键时，LED动态显示子程序作为按键防抖延时被连续调用二次（约延时16ms），待按键处理程序执行完后，再回到按键查询状态

3、，同时兼顾了按键扫描取值的准确性和LED动态显示的稳定性。秒定时采用定时器T0中断方式进行，60秒计数由定时器1采用方式3完成，中断及计数的开启与关闭受控于按键处理程序。由上述设计思路可设计出软件流程图如图1.1所示。（5）程序编制：编程时置KE0键为“启动”，置KE1键为“停止”，置KE2键为“清零”，因按键较少，在处理按键值时未采用散转指令“JMP”，而是采用条件转移指令“CJNE”，每条指令后紧跟着一条无条件跳转指令“AJMP”，转至相应的按键处理程序，如不是上述3个按键值则跳回按键查询状态。8位LED显示的数据由显示缓冲区30H37H单元中的数据决定，顺序是从左至右，动态显示时，每位显

4、示持续时间为1ms，1ms延时由软件实现，8位显示约耗时8ms。主程序、按键查询子程序采用第0组工作寄存器，显示子程序采用第1组工作寄存器。1秒定时采用定时器T0方式1中断，每50ms中断一次，用21H做50 ms计数单元，每20次为一个循环，计满20次，60秒计数单元（20H）计数1次。60秒计数采用定时器T1方式2计数，计数脉冲采用软件置位、复位P3.5口的方法实现，用20H单元做60秒计数单元，如定时器T1溢出，则20H单元被清零，20H单元的数据采用十进制计数，该数据被拆成个位和十位两个数据后分别送至显示缓冲区的30H、31H单元。按照上述思路可编制源程序如下： ORG 0000H A

5、JMP MAIN ORG 000BH AJMP CONT ;；主程序 ;；初始化程序MAIN： MOV TMOD，#61H ;；置T0方式1定时，T1方式2计数 MOV TH0，#3CH ;；T0置初值 MOV TL0，#0B0H MOV TH1，#0C4H ;；T1置初值 MOV TL1，#0C4H MOV DPTR，#4400H ; ；8155控制口地址送DPTR MOV A，#43H ; ；设置8155工作方式字 MOVX DPTR，A ;；设置PA、PB口输出，PC口输入 MOV 20H，#00H ;；60秒计数单元置初值 MOV 21H，#14H ;；50ms计数单元置初值 MOV

6、SP，#3FH ;；堆栈指针置初值 MOV R2，#08H ;；LED待显示位数送R2 MOV R0，#30H ;；显示缓冲区首址送R0 STAR： MOV R0，#00H ;；显示缓冲区清零 INC R0 DJNZ R2，STAR CLR A ; ；累加器清零 ;；键盘查询程序 KEY： ACALL KS ;；调按键查询子程序判是否有键按下 JNZ K1 ;；有键按下转移 ACALL DISP ;；无键按下，调显示子程序延时 AJMP KEY ; ；继续查询按键 ;；键盘扫描程序 K1： ACALL DISP ;；键盘去抖延时 ACALL DISP ACALL KS ; ；再次判别是否有键按

7、下 JNZ K2 ; ；有键按下转移 AJMP KEY ; ；无按键，误读，继续查询按键 K2: MOV R3，#0FEH ;；首列扫描字送R3 MOV R4，#00H ;；首列号送R4 K3： MOV DPTR，#4401H ;；PA口地址送DPTR，开始列扫描 MOV A，R3 MOVX DPTR，A ;；列扫描字送PA口 INC DPTR ;；指向PC口 INC DPTR MOVX A，DPTR ;；读取行扫描值 JB ACC.0，L1 ;；第0行无键按下，转查第1行 MOV A，#00H ;；第0行有键按下，行首键号送A AJMP LK ; ；转求键号 L1： JB ACC.1，L2

8、;；第1行无键按下，转查第2行 MOV A，#08H ;；第1行有键按下，行首键号送A AJMP LK ; ；转求键号 L2： JB ACC.2，L3 ;；第2行无键按下，转查第3行 MOV A，#10H ;；第2行有键按下，行首键号送A AJMP LK ;；转求键号 L3： JB ACC.3，NEXT ;；第3行无键按下，转查下一列 MOV A，#18H ; ；第3行有键按下，行首键号送A AJMP LK LK： ADD A，R4 ;；形成键码送A PUSH ACC ;；键码入栈保护 K4： ACALL DISP ACALL KS ;；等待键释放 JNZ K4 ; ；未释放，等待 POP A

9、CC ;；键释放，弹栈送A AJMP PR ;；转键盘处理程序 NEXT： INC R4 ; ；修改列号 MOV A，R3 JNB ACC.3，KEY ;；4列扫描完返回按键查询状态 RL A ;；未扫描完，改为下列扫描字 MOV R3，A ;；扫描字暂存R3 AJMP K3 ;；转列扫描程序 ;；键盘处理程序 PR： CJNE A，#00H，PR01 ;；不是KE0键码，转KE1键 AJMP KE0 ;；转KE0键处理程序 PR01： CJNE A，#01H，PR02 ;；不是KE1键码，转KE2键 AJMP KE1 ;；转KE1键处理程序 PR02： CJNE A，#02H，PR03 ;；

10、不是KE2键码，返回按键查询 AJMP KE2 ;；转KE2键处理程序 PR03： AJMP KEY KE0： SETB TR0 ;；启动定时器T0 SETB TR1 ;；启动定时器T1 SETB ET0 ;；允许定时器T0中断 SETB EA ;；开中断 AJMP KEY ; ；返回键盘查询状态 KE1： CLR EA ;；关中断 CLR ET0 ;；禁止定时器T0中断 CLR TR1 ;；关定时器T1 CLR TR0 ;；关定时器T0 AJMP KEY KE2： CLR EA ; ；关中断 AJMP MAIN ;；返回主程序进行初始化 ;；按键查询子程序 KS： MOV DPTR，#440

11、1H ; ；置8155PA口地址 MOV A，#00H MOVX DPTR，A ;；全扫描字#00H送PA口 INC DPTR ;；指向PC口 INC DPTR MOVX A，DPTR ; ；读入PC口状态 CPL A ; ；变正逻辑，高电平表示有键按下 ANL A，#0FH ; ；屏蔽高4位 RET ; ；返回，A0表示有键按下 ;；LED动态显示子程序 DISP： PUSH ACC ;；A入栈保护 SETB RS0 ;；保护第0组工作寄存器,启用第1组工作寄存器 MOV R2，#08H ;；LED待显示位数送R2 MOV R1，#00H ;；设定显示时间 MOV R3，#7FH ;；选中最

12、右端LED MOV R0，#30H ;；显示缓冲区首址送R0 MOV A，R0 ;；秒显示个位送A DISP1： MOV DPTR，#TAB ;；指向字形表首址 MOVC A，A+DPTR ;；查表取得字形码 MOV DPTR，#4402H ;；指向8155PB口（段码口） MOVX DPTR，A ;；字形码送PB口 MOV A，R3 ; ；取位选字 MOV DPTR，#4401H ;；指向8155PA口（位选口） MOVX DPTR，A ;；位码送PA口 DJNZ R1，$ ;；延时0.5ms DJNZ R1，$ ;；延时0.5ms RR A ;；位选字移位 MOV R3，A ;；移位后的位

13、选字送R3 INC R0 ;；指向下一位缓冲区地址 MOV A，R0 ;；缓冲区数据送A DJNZ R2，DISP1 ;；未扫描完，继续循环 CLR RS0 ; ；恢复第0组工作寄存器 POP ACC ; ；A弹栈，恢复现场 RET TAB： DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H ; ；共阴极LED字形表 DB 6DH，7DH，07H，7FH，6FH ;；定时器中断服务程序 CONT： PUSH ACC ; ；保护现场 MOV TH0，#3CH ; ；定时器T1重置初值 MOV TL0，#0B0H MOV A，20H ; ；秒计数器送A AJMP CONT1 REN： AJMP REN

14、1 CONT1： DJNZ 21H，REN ; ；1秒定时未到，中断返回 MOV 21H，#14H ;；重置50ms计数初值 CLR P3.5 ; ；软件产生定时器T1计数脉冲 NOP NOP SETB P3.5 INC A ; ；1秒计数值加1 DA A ; ；换算为10进制计数 JBC TF1，CONT2 ;；60秒到，转清零 CONT3： MOV 20H，A ;；计数值送60秒计数单元20H ANL A，#0FH ; ；屏蔽高4位 MOV 30H，A ;；秒表个位待显示数据送显示缓冲区 MOV A，20H SWAP A ;；60秒计数单元高、低4位数据互换 ANL A，#0FH ;；屏蔽

15、高4位 MOV 31H，A ; ；秒表十位待显示数据送显示缓冲区 AJMP REN1 CONT2： MOV A，#00H AJMP CONT3 REN1： POP ACC ;；恢复现场 RET ; ；中断返回 END 3 总结与分析 （1）实验采用七段码LED设计（数码管），显示直观；采用定时器中断，计时更准确；功能齐全，可随时启动、停止、清零，后者智能化程度更高。 （2）设计、调试大型程序时，需先根据要求划分模块，优化结构；再根据各模块特点确定何为主程序，何为子程序，何为中断服务程序，相互间如何调用；再根据各模块性质和功能将各模块细化，设计出程序流程图；最后才根据各模块流程图编制具体程序。调

16、试时应先调主程序，实现最基本最主要的功能，在此基础上再将各模块功能往主程序上堆砌，直至各模块联调、统调，实现全部功能。本例子将整个程序划分为键盘程序，动态显示程序，秒计时程序三大模块，根据各自的特点确定键盘程序为主程序，动态显示程序为子程序，秒计时程序为定时器中断服务程序。主程序又细分为初始化程序，键盘查询程序，键盘扫描程序，键盘处理程序四大部分。三大模块之间的关系是：键盘程序在无键按下时，不断调用动态显示子程序；在有键按下时，先调用动态显示子程序消抖，再进入键盘处理程序，控制中断服务程序的运行；处理完毕后，再不断调用动态显示子程序。经上述处理后，三大模块运行协调一致，既保持了动态显示的稳定性，又保持了键盘的可靠性，还保持了秒计时的准确性，较好地实现了全部功能。 （3）本例子只用到8位LED显示中的两位，只用到44键盘16个按键中的3个，因此，其功能还有较大的扩展空间。只要将上述程序稍加改动即可实现秒、分、时、日显示，并可作全方位修改的实时时钟。如增加LED显示位数或将显示改为LCD显示模块，可实现年、月、周、日、时、分、秒显示。