单片机嵌入式实验报告51秒表

单

片

机

及

嵌

入

式

设

计

姓名：

班级：信息工程

学号：

学院：信息科学与技术学院

一、题目

51秒表

二、设计要求

我们设计的是一个1602液晶显示的秒表，计时精度达到0.1秒，另外有两个独立的按键对秒表进行控制，一个键控制计时的开始，一个键控制计时的停止。

三、使用的系统平台

软件平台：keil51

keil51是美国keil software出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，是众多单片机开发软件之一，它支持众多不同公司的MCS51架构的芯片，它集编辑，编译，仿真于一体，同时还支持PLM、汇编、和C语言的程序设计，它的界面和常用的微软VC++的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有强大的功能。

硬件平台：STC89C52单片机、1602液晶显示器、按钮、发光二极管 STC89C52单片机：STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

1602液晶显示器：1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。

四、系统总体设计

如下图所示，整个秒表以STC89C52为核心，按下停止键或启动键控制秒表的停止和开始，同时反映给STC89C52，再经过处理显示在1602液晶显示器上，进行计时。

五、 系统的详细设计

硬件：

系统总的原理图如上图所示，按下暂停和启动按键，秒表开始计时并显示在LCD1602液晶显示器上。

对于STC89C52单片机，其内部带有定时/计数系统，此定时功能是通过对外部晶振的脉冲进行计数，从而达到计时功能。

对于LCD1602通过指令来控制它的读写操作。

软件流程图：

六、系统的软件实现主要函数：

延时函数：

void delay1ms()

{

unsigned char i,j;

for(i=0;i<10;i++)

for(j=0;j<33;j++); }

void delay(unsigned char n)

{

unsigned char i;

for(i=0;i

delay1ms();

}

忙状态测试：

unsigned char BusyTest(void)

{

bit result;

RS=0; //根据规定，RS为低电平，RW为高电平时，可以读状态RW=1;

E=1; //E=1，才允许读写

_nop_(); //空操作

_nop_();

_nop_();

_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应3时间

result=BF; //将忙碌标志电平赋给result

E=0; //将E恢复低电平

return result;

}

void WriteInstruction (unsigned char dictate)

{

while(BusyTest()==1); //如果忙就等待

RS=0; //根据规定，RS和R/W同时为低电平时，可以写入指令

RW=0;

E=0; //E置低电平(根据表8-6，写指令时，E为高脉冲，// 就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置"0" _nop_();

_nop_(); //空操作两个机器周期，给硬件反应时间P0=dictate; //将数据送入P0口，即写入指令地址_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间E=1; //E置高电平

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间

E=0; //当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令}

void WriteAddress(unsigned char x)

{

WriteInstruction(x|0x80); //显示位置的确定方法规定为"80H+地址码x"

}

void WriteData(unsigned char y)

{

while(BusyTest()==1);

RS=1; //RS为高电平，RW为低电平时，可以写入数据

RW=0;

E=0; //E置低电平(根据表8-6，写指令时，E为高脉冲，P0=y; //将数据送入P0口，即将数据写入液晶模块_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间

E=1; //E置高电平

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间

E=0; //当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令

}

void LcdInitiate(void)

{

delay(15); //延时15ms，首次写指令时应给LCD一段较长的反应时间WriteInstruction(0x38); //显示模式设置：16×2显示，5×7点阵，8位数据接口

delay(5); //延时5ms，给硬件一点时间

WriteInstruction(0x38);

delay(5);

WriteInstruction(0x38); //连续三次，确保初始化成功

delay(5)；

WriteInstruction(0x0c); //显示模式设置：显示开，无光标，光标不闪烁

delay(5);

WriteInstruction(0x06); //显示模式设置：光标右移字符移动

delay(5);

WriteInstruction(0x01); //清屏幕指令将以前的显示内容清除

delay(5); }

void DisplaySecond()

{

unsigned char i,j;

i=s/10; //取整运算，求得十位数字

j=s%10; //取余运算，求得各位数字WriteAddress(0x46); //写显示地址，将十位数字显示在第2行第11列WriteData(digit[i]); //将十位数字的字符常量写入LCD

WriteData(digit[j]); //将个位数字的字符常量写入LCD

WriteData(46);

WriteData(digit[count/2]);

}

void main(void)

{ unsigned char i;

LcdInitiate(); //调用LCD初始化函数

TMOD=0x01; //使用定时器T0的模式1

TH0=(65536-46083)/256; //定时器T0的高8位设置初值

TL0=(65536-46083)%6; //定时器T0的低8位设置初值

EA=1; //开总中断

ET0=1; //定时器T0中断允许

TR0=1; //启动定时器T0

//启动定时器T0

count=0; //中断次数初始化为0

s=0; //秒初始化为0

WriteAddress(0x00); //写地址，从第1行第4列开始显示i=0; //从字符数组的第1个元素开始显示while(string[i]!='\0') //只要没有显示到字符串的结束标志'\0'，就继续

{

WriteData(string[i]); //将第i个字符数组元素写入LCD

i++; //指向下一个数组元素

}

//将分号的字符常量写入LCD

while(1) //无限循环

{

DisplaySecond(); //显示秒

delay(5); //给硬件一点反应时间}}

void Time0(void ) interrupt 1 using 1 //定时器T0的中断编号为1，使用第1组工作寄存器

{

count++; //每产生1次中断，中断累计次数加1 if(count==20) //如果中断次数计满20次

{

count=0; //中断累计次数清0

s++; //秒加1

}

if(s==60) //如果计满60秒

{

s=0; //秒清0

}

TH0=(65536-46083)/256; //定时器T0高8位重新赋初值

TL0=(65536-46083)%6; //定时器T0低8位重新赋初值

}

七．系统的测试结果

程序烧写进52单片机，单品机控制1602显示，可显示出“stopwatch”字样。当按下S1键，计数启动。当按下S2键，计数暂停。当按下S3键，计数置0，重新等待计数。初步完成计数功能。

七、总结

经过两个星期的的秒表设计，我认识到自己还有很多不足，一方面，动手能力较差，需要提高；另一方面，之前学的知识很多都忘记了，为了更好的完成这次秒表设计，必须要温习相关的内容。但更重要的是经过这两周的学习，我不仅对单片机的理论有了更好的了解，也成功的将理论知识运用到了实践中，提高了我各方面的能力，虽然

有一些方面没有达到老师的要求，但是我会吸取经验，下次一定会做得更好。