简易秒表的制作论文

课题名称: 基于单片机的简易秒表的制作班级： P11电气自动化技术5班姓名：王强田家铭学号： 201103120017 201103120021 指导教师：李霞二O一二年十二月二十四日摘要MCS-51单片机片内的程序存储器有三种配置形式，即无ROM、掩膜ROM和EPROM。

这三种配置形式对应三种不同的单片机芯片(8031、8051和8751) AT89C51单片机是另外一种使用非常多的单片机，因其功耗低、体积小等特点而被广大用户所选。

本文的主要内容是掌握各种单片机的结构,接口，片上外设的特点，并利用自行制作的单片机最小系统，完成一个简单应用【简易秒表】的设计与软件及硬件制作，来实现分、秒显示。

关键词：单片机简易秒表 AT89C51目录摘要 (2)一、设计方案 (4)1.1设计题目及要求： (4)1.2设计思路： (4)二、硬件知识及硬件线路设计图 (5)2.1 8051单片机 (5)2.2时钟电路与复位电路 (5)2.3数码管 (6)2.4系统硬件线路设计图 (8)三、程序流程图 (9)四、程序设计 (10)五、心得体会 (13)六、参考文献 (13)一、设计方案1.1设计题目及要求：项目：简易秒表的制作（1）从右往左显示秒值的个位、十位，分值的个位、十位，个位能向十位进位；（2）上电后首先显示00 00，表示从00 00秒开始计时，当时间显示到59 59时，4位显示都清零，从头开始。

（3）以三个独立式按键实现复位、启动、停止。

1.2设计思路：（1）整体程序主要分为3个部分：主程序、显示子程序和定时器中断程序。

主程序主要是初始化部分和不断调用动态显示子程序部分。

动态显示子程序完成4位LED的轮流位扫描，它被主程序不断调用，以保证稳定可靠的显示。

显示时间的刷新由定时器中断产生，定时器每100 ms中断一次，当中断10次后(即1 s 后)，对时间单元(秒计数单元、分计数单元)进行更新，然后通过拆字子程序将时间单元里面的十六进制数拆开为两个BCD码，并送到显示缓冲区。

返回主程序后显示缓冲区的待显示数据被刷新一次，数码管相应的显示数值也就随之发生变化。

4位LED显示的位码由单片机的P2口输出，段码由P0口输出，P2口线与LED 之间接有200Ω限流电阻；LED为共阳极数码管，显示方式为动态显示方式；3个按键可以采用独立式键盘，其中两个按键分别连接到外部中断INT0、INT1，第3个按键连接到定时器1的T1端口，以中断方式实现键盘的扫描。

二、硬件知识及硬件线路设计图2.1 8051单片机（1）8051单片机的基本组成：中央处理器(CPU)、内部数据存储器(内部RAM)、内部程序存储器(内部ROM)、定时/计数器、并行I/O口、串行口、中断控制系统、时钟电路。

（2）8051芯片共有40个引脚，除了电源、地、两个时钟输入/输出脚以及32个I/O引脚外，还有4个控制引脚：ALE(低8位地址锁存允许)、(片外ROM读选通)、RST(复位)、(内外ROM选择)。

（3) 信号引脚介绍P0.0～P0.7：P0口8位双向口线。

P1.0～P1.7：P1口8位双向口线。

P2.0～P2.7：P2口8位双向口线。

P3.0～P3.7：P3口8位双向口线ALE：地址锁存控制信号。

RST：复位信号VSS：地线。

VCC：+5 V电源。

2.2时钟电路与复位电路（1）在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，这就是单片机的时钟振荡电路，电容C1和C2取30 pF左右，晶体的振荡频率为6 MHz。

（2）单片机复位的条件是：必须使RST/VPD或RST引脚(9)加上持续两个机器周期(即24个振荡周期)的高电平。

信号2.3数码管（1）数码管由8个发光二极管构成，通过不同的组合可显示数字0～9、字符A～F、H、L、P、R、U、Y、符号“-”及小数点“.”。

数码管又分为共阴极和共阳极两种结构（2）数码管工作原理：共阳极数码管的8个发光二极管的阳极(二极管正端)连接在一起，通常接高电平(一般接电源)，其它管脚接段驱动电路输出端。

当某段驱动电路的输出端为低电平时，该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。

此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。

共阴极数码管的8个发光二极管的阴极(二极管负端)连接在一起，通常接低电平(一般接地)，其它管脚接段驱动电路输出端。

当某段驱动电路的输出端为高电平时，该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。

此时，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。

（3）数码管字型编码要使数码管显示出相应的数字或字符，必须使段数据口输出相应的字型编码。

对照图6.3，字型码各位定义如下：数据线：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0I/O口线：P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0LED段： dp g f e d c b a数据线D0与a字段对应，D1字段与b字段对应……，依此类推。

如使用共阳极数码管，则数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，则相反。

数码管字型编码表2.4系统硬件线路设计图三、程序流程图四、程序设计源代码MSEC EQU 20HSECOND EQU 21HMIN EQU 22H;--------------------各程序入口------------------ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP KE1ORG 000BHLJMP CONTORG 0013HLJMP KE0ORG 001BHLJMP KE2；-------------------主程序----------------MAIN: MOV TMOD,#61HMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HMOV TH1,#0FFHMOV TL1,#0FFHMOV MSEC,#0AHMOV SP,#3FHMOV SECOND ,#00HMOV MIN,#00HMOV 33H,#00HMOV 32H,#00HMOV 31H,#00HMOV 30H,#00HMOV IE,#8FHSETB TR0START: LCALL DISPSJMP START; ---------------LED动态显示子程序--------------DISP: MOV R0,#30HMOV R7,#00HMOV R2,#04HMOV R3,#08HMOV A,@R0DISP1: MOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTRMOV P0,AMOV A,R3MOV P2,ADJNZ R7,$DJNZ R7,$MOV P0,#0FFHRR AMOV R3,AINC R0MOV A,@R0DJNZ R2,DISP1RETTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H ;-------------------时器中断子程序---------------------CONT: PUSH ACCMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HDJNZ MSEC,RNMOV MSEC ,#0AHINC SECONDMOV A,SECONDMOV R1,#31HLCALL BINBCDMOV A, SECONDCJNE A,#60,RNMOV A,#00MOV SECOND ,AMOV R1,#31HLCALL BINBCDMOV A,MININC AMOV MIN ,AMOV R1,#33HLCALL BINBCDMOV A,MINCJNE A,#60,RNMOV A,#00HMOV MIN ,AMOV R1 ,#33HLCALL BINBCDRN: POP ACCRETI; ------------------十六进制转BCD码拆字子程序-------------------BINBCD: MOV B,#10DIV ABMOV @R1 ,ADEC R1MOV A,BMOV @R1,ARET；-------------按键1中断服务程序-----------------KE1: CLR TR0RETI；-------------按键2中断服务程序-----------------KE2: MOV SECOND,#00HMOV MIN,#00HMOV 33H,#00HMOV 32H,#00HMOV 31H,#00HMOV 30H,#00HRETI；-------------按键0中断服务程序-----------------KE0: SETB TR0RETIEND五、心得体会通过本次秒表的设计后，我从中学到了很多东西，对MC-51单片机有了更深入的了解，对I/O口的使用，晶振电路的接法，以及复位电路等的掌握都有了很大的提高，对一些指令的使用更加熟悉了，巩固了课本上所学的知识，实现了学以致用的目的，在摸索设计电路中我体会到了知识的伟大性，发挥了我的主观能动性和创造能力，这为以后的实践打下了良好的基础。

六、参考文献1．刘守义单片机应用技术西安电子科技大学出版社 20072 .张毅坤. 单片微型计算机原理及应用，西安电子科技大学出版社 19983.余锡存曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西:西安电子科技大社,2000.74.雷丽文微机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，1997.2。