單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表設(shè)計(jì)課題數(shù)字秒表學(xué)院名稱電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)自動(dòng)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)地點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)間指導(dǎo)教師意見成績簽名年月日單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)名稱數(shù)字秒表專業(yè)班級(jí)自動(dòng)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)課程設(shè)計(jì)時(shí)間單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書目錄學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)自動(dòng)學(xué)號(hào)題目數(shù)字秒表設(shè)計(jì)課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來源自擬指導(dǎo)教師主要內(nèi)容（參數(shù)）設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)字秒表，具體要求如下。1、最大計(jì)數(shù)值為99分5999秒。2、系統(tǒng)采用2個(gè)按鍵控制輸入，其中一個(gè)按鍵用作系統(tǒng)清0，另一個(gè)按鍵用作秒表的啟動(dòng)/停止。3、系統(tǒng)采用6個(gè)共陰LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)顯示。任務(wù)要求（進(jìn)度）第12天熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第34天按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。第56天軟件設(shè)計(jì)，編寫程序。第78天實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。第910天撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅合理。主要參考資料1張迎新單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第2版）M北京國防工業(yè)出版社，20042偉福LAB6000系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用說明書3閻石數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）北京高等教育出版社，2006審查意見系（教研室）主任簽字年月日1緒論32系統(tǒng)概述421數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì)意義422設(shè)計(jì)要求與分析43硬件電路設(shè)計(jì)531基準(zhǔn)脈沖的獲取532鍵盤及控制電路1033計(jì)數(shù)、譯碼及顯示電路124數(shù)字秒表系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1441主程序軟件設(shè)計(jì)1442中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)145調(diào)試與仿真1651軟件調(diào)試與燒寫1652硬件仿真176結(jié)論18參考文獻(xiàn)19附錄20附錄一系統(tǒng)原理圖20附錄二源程序代碼211緒論21世紀(jì)，單片機(jī)的發(fā)展非常的迅速。單片機(jī)是把主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)。它是一種集計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器，被廣泛應(yīng)用在智能產(chǎn)品和工業(yè)自動(dòng)化上，而51單片機(jī)是個(gè)單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。51單片機(jī)是對(duì)所有兼容INTEL8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī)的始祖是INTEL的8031單片機(jī)，后來隨著FLASHROM技術(shù)的發(fā)展，8031單片機(jī)取得了長足的進(jìn)展，成為應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一，其代表型號(hào)是ATMEL的AT89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)之中。很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，今后很長的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場(chǎng)。本次的設(shè)計(jì)任務(wù)是一個(gè)數(shù)字秒表，而秒表與普通的鐘表不同，它的目的是對(duì)從某一時(shí)刻到另一時(shí)刻的時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)時(shí)。秒表的數(shù)字化常給人們的生活帶來極大的方便，它廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。通過對(duì)數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì)，我們可以清楚的了解到它的工作原理，進(jìn)而也了解了數(shù)字鐘表的工作原理。在翻閱相關(guān)資料后，我們把秒表的設(shè)計(jì)分成了三大部分基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生部分；控制部分和計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部分。本設(shè)計(jì)的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用STC89C51單片機(jī)為中心器件，利用其定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、LED數(shù)碼管以及獨(dú)立鍵盤來設(shè)計(jì)秒表,將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來?；鶞?zhǔn)脈沖產(chǎn)生部分由石英振蕩器和由計(jì)數(shù)器組成的分頻器構(gòu)成。在石英振蕩器中，石英晶體的固有頻率是1MHZ，即振蕩器的輸出為1MHZ的矩形脈沖。而分頻器將1MHZ分頻為100HZ的基準(zhǔn)脈沖。控制部分可由基本RS觸發(fā)器和相應(yīng)的開關(guān)組成。計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部分中，將使用同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS161來計(jì)數(shù)。74LS48是BCD7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。關(guān)鍵字基準(zhǔn)脈沖計(jì)數(shù)譯碼數(shù)字顯示2系統(tǒng)概述21數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì)意義秒表的數(shù)字化常給人們的生活帶來極大的方便，它廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。通過對(duì)數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì)，我們可以清楚的了解到它的工作原理，進(jìn)而也了解了數(shù)字鐘表的工作原理。在秒表的設(shè)計(jì)中，我們對(duì)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)中所學(xué)到的知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。比如555多諧振蕩器的應(yīng)用、計(jì)數(shù)器、譯碼及顯示器的應(yīng)用。總之，數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)讓我們體會(huì)了學(xué)以致用的樂趣。22設(shè)計(jì)要求與分析設(shè)計(jì)要求如下秒表的最大計(jì)時(shí)值為99分5999秒；6位數(shù)碼管顯示，分辨率為001秒具有清零、啟動(dòng)計(jì)時(shí)、暫停及繼續(xù)計(jì)數(shù)等控制功能；控制操作鍵不超過二個(gè)。首先，秒表的分辨率為001秒，故要獲得頻率為100HZ的基準(zhǔn)毫秒脈沖；其次，分、毫秒計(jì)數(shù)器為100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，秒計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器；最后，用一個(gè)控制鍵實(shí)現(xiàn)秒表的啟動(dòng)/暫停/繼續(xù)計(jì)數(shù)功能，用另一個(gè)控制健實(shí)現(xiàn)秒表的清零功能。分別實(shí)現(xiàn)以上模塊功能，即可設(shè)計(jì)出符合要求的數(shù)字秒表。設(shè)計(jì)方案論證即為數(shù)字式秒表，那么必須有數(shù)字顯示。按設(shè)計(jì)要求，須用數(shù)碼管來做顯示器。題目要求最大記數(shù)值為99分5999秒，那則需要六個(gè)數(shù)碼管。要求計(jì)數(shù)分辨率為001秒，那么我們需要相應(yīng)頻率的信號(hào)發(fā)生器。選擇信號(hào)發(fā)生器時(shí)，有兩種方案一種是用晶體震蕩器，另一種方案是采用集成電路555定時(shí)器與電阻和電容組成的多諧振蕩器。秒表核心部分使用六個(gè)74161計(jì)數(shù)器采用串聯(lián)方式構(gòu)成，這種連接方式簡單，使用元器件數(shù)量少。因?yàn)閷?duì)秒表的精度要求高，故CP脈沖是由石英振蕩器產(chǎn)生的，而沒有用555構(gòu)成的多諧振蕩器?？傮w設(shè)計(jì)方案框圖及分析通過以上的分析，查閱相關(guān)資料后，得數(shù)字式秒表的原理方框圖如圖1所示。圖1數(shù)字秒表的原理方框圖本電路由啟動(dòng)、清零復(fù)位電路、多諧振蕩電路、分頻計(jì)數(shù)電路、譯碼顯示電路等組成，整體上是按照基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生部分，控制部分和計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部分這三大部分來設(shè)計(jì)的。3硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路由啟動(dòng)、清零復(fù)位電路、多諧振蕩電路、分頻計(jì)數(shù)電路、譯碼顯示電路等組成，整體上是按照基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生控制部分和計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部分這三大部分來設(shè)計(jì)的31基準(zhǔn)脈沖的獲取1方案一由555構(gòu)成多諧振蕩器555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，它的電源電壓范圍寬，可在45V16V工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流大約為200MA，因而它的輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列R如圖12所示。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電管T及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC/3和2VCC/3。555定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制RS觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng)5腳懸空時(shí)，則電壓比較器C1的同相輸入端的電壓為2VCC/3，C2的反相輸入端的電壓為VCC/3。若觸發(fā)輸入端TR的電壓小于VCC/3，則比較器C2的輸出為0，可使RS觸發(fā)器置1，使輸出端OUT1。如果閾值輸入端TH的電壓大于2VCC/3，同時(shí)TR端的電壓大于VCC/3，則C1的輸出為0，C2的輸出為1，可將RS觸發(fā)器置0，使輸出為0電平。由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖13（A）所示，圖13B為其工作波形。圖2555構(gòu)成的多諧振蕩器其工作原理如下接通電源后，VCC經(jīng)R1、R2給電容C充電。由于電容上電壓不能突變，電源剛接通時(shí)CVCC3，所以555內(nèi)部比較器A1輸出高電平，A2輸出低電平，即RD1，SD0，基本RS觸發(fā)器置1，輸出端Q為高電平。此時(shí)QO，使內(nèi)部放電管截止。當(dāng)C上升到大于VCC3時(shí)，RD1，SD1，基本RS觸發(fā)器狀態(tài)不變，即輸出端Q仍為高電平，當(dāng)VC上升到略大于2VCC3時(shí)，RD0，SD1，基本RS觸發(fā)器置0，輸出端Q為低電平。這時(shí)Q1，使內(nèi)部放電管飽合導(dǎo)通。于是電容C經(jīng)R2和內(nèi)部放電管放電，C按指數(shù)規(guī)律減小。當(dāng)C下降略小于VCC3時(shí)，內(nèi)部比較器A1輸出高電平，A2輸出低電平，基本RS觸發(fā)器置1，輸出高電平。這時(shí)，Q0，內(nèi)部放電管截止。于是C結(jié)束放電并重新開始充電。如此循環(huán)不止，輸出端就得到一系列矩形脈沖，如圖13（B）所示。由圖可見，C將在VCC3和2VCC3之間變化，因而可求得電容C上的充電時(shí)間和放電時(shí)間1T2充電時(shí)間12LN07RCRC放電時(shí)間22矩形波的振蕩周期11212L07TRC因此改變、和電容C的值，便可改變矩形波的周期和頻率。1R2當(dāng)矩形波的頻率F100HZ時(shí)，振蕩周期T001S。當(dāng)取C01F,R140千歐，若使T001S，那么，R251千歐。取一固定電阻47千歐與一5千歐的電位器相串聯(lián)代替電阻R2。在調(diào)試電路時(shí)，調(diào)節(jié)電位器RP，使輸出脈沖周期為001S，即可獲得所需的基準(zhǔn)脈沖。2方案二由石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器在對(duì)頻率的穩(wěn)定性要求較高的電路中，應(yīng)采用頻率穩(wěn)定性很高的石英晶體振蕩器，圖3給出了兩種常見的石英晶體振蕩電路。U1A7400NU2A7400NU3A7400NR11MR21MR1MC147PFC247PFC47PFUHC49/U_1MHZU5HC49/U_1MHZUUAB圖3石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路的諧振頻率由石英晶體的固有頻率決定，故圖14中的兩電路輸出的波形的振蕩頻率均為1MKZ，電路中其它元器件對(duì)輸出波形頻率的影響極為有限。只是石英晶體振蕩器產(chǎn)生的頻率很高，要得到基準(zhǔn)毫秒脈沖，還需要用分頻電路。振蕩器輸出1MKZ信號(hào)，為了得到100HZ的振蕩脈沖，可以進(jìn)行10000分之一的分頻。3兩種方案的比較與選擇首先，555多諧振蕩器的振蕩頻率不可能是某一精確值，即它的振蕩頻率不可能達(dá)到100HZ；其次，因?yàn)?55多諧振蕩器的振蕩，故頻率還受電阻R1、R2和電容C121212LN07TRCR的影響，當(dāng)它們中的任一值變動(dòng)時(shí)，振蕩頻率就受到影響；最后，上述555振蕩電路中的振蕩頻率是由門電路輸入電壓上升到轉(zhuǎn)換電平所需要時(shí)間來決定的，由于受電源電壓、溫度變化以及某些干擾因素的影響，門電路的轉(zhuǎn)換時(shí)間不可能十分精確和穩(wěn)定，可見，上述振蕩電路的振蕩頻率極不穩(wěn)定。而石英晶體振蕩器則可以克服以上缺點(diǎn)。石英晶體多諧振蕩器是一種產(chǎn)生高穩(wěn)定度的脈沖振蕩器，它有極高的頻率穩(wěn)定性，而且品質(zhì)因數(shù)又高，因此它有極好的選頻特性。當(dāng)外加電壓頻率等于石英晶體的固有頻率F0時(shí)，它的阻抗最小，頻率為F0的電壓信號(hào)最容易通過，并在電路中形成正反饋而使電路振蕩。石英晶體多諧振蕩器的振蕩頻率只取決于石英晶體的固有頻率F0，而與外接的R、C元件無關(guān)。此外，石英晶體振蕩器的電路結(jié)構(gòu)簡單、頻率易調(diào)整。但是，石英晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩脈沖的頻率過高，為了的到基準(zhǔn)脈沖，還需要外加分頻電路，555多諧振蕩器則不需如此。在電子秒表的設(shè)計(jì)中，選擇了方案二。盡管方案二需要使用分頻電路，增加了電路中使用的元件數(shù)，但秒表的計(jì)時(shí)一定要可靠、精準(zhǔn)，與555多諧振蕩器相比，石英晶體振蕩器在振蕩頻率的穩(wěn)定性上剛好符合設(shè)計(jì)需要。4分頻電路的設(shè)計(jì)由于要求得到的基準(zhǔn)脈沖的頻率是100HZ，而石英晶體振蕩器產(chǎn)生的頻率過大，需要進(jìn)行分頻。分頻電路有多種選擇方案，可以使用專用的分頻器，也可通過觸發(fā)器進(jìn)行分頻，還可以用計(jì)數(shù)器分頻，本次設(shè)計(jì)中用10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC160對(duì)1MKZ進(jìn)行分頻，因?yàn)槭侨?0000分之一，所以使用了4個(gè)計(jì)數(shù)器，盡管用74HC160較多，有點(diǎn)浪費(fèi)，但其在電路中的連接方式較為簡單。74HC160是同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它有異步清零、同步置數(shù)等功能。圖4為它的邏輯符號(hào)圖。圖474HC160的邏輯方框圖74HC160的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和時(shí)序波形圖分別如表11和圖5所示表174HC160的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表圖574HC160的時(shí)序波形圖通過對(duì)表1和圖5的分析，可以看出，從CP端輸入十個(gè)矩形脈沖，而從74HC160的進(jìn)位輸出端知輸出一個(gè)矩形脈沖，可見，當(dāng)把前一個(gè)74160的進(jìn)位輸出端作為下一個(gè)74160的脈沖輸入端，即可達(dá)到十分頻的目的。由于晶體振蕩器的輸出為1MKZ的脈沖信號(hào)，為了得到100HZ的振蕩脈沖，要進(jìn)行10000分之一的分頻，故需要四個(gè)74160來對(duì)振蕩輸出脈沖進(jìn)行分頻?；鶞?zhǔn)脈沖的產(chǎn)生電路如圖6所示。R11MC147PFC247PFU2HC49/U_1MHZU374HC160D_4VQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U474HC160D_4VQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U574HC160D_4VQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U674HC160D_4VQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9VDD5VVDD5VVDD5VVDD5VU1A74LS00DVCC5V100HZ個(gè)個(gè)1MHZ個(gè)個(gè)圖6基準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生電路32鍵盤及控制電路1啟動(dòng)和暫?？刂崎_關(guān)啟動(dòng)和暫?？刂崎_關(guān)是由基本RS觸發(fā)器構(gòu)成的。基本RS觸發(fā)器是由兩個(gè)與非門交叉耦合而成的，是TTL觸發(fā)器的最基本組成部分，其邏輯圖如圖7所示，它能夠存儲(chǔ)1位二進(jìn)制信息，但存在RS1的約束條件。圖7RS觸發(fā)器邏輯電路和邏輯符號(hào)基本RS觸發(fā)器的用途之一是作無抖動(dòng)開關(guān)。例如觸發(fā)器是具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲(chǔ)器件，是時(shí)序邏輯電路的基本器件之一。在圖19（A）所示的電路中通過希望在開關(guān)S閉合時(shí)，A點(diǎn)電壓的變化是從5V到0V的清楚躍遷，但是由于機(jī)械開關(guān)的接觸抖動(dòng)，往往在幾十毫秒內(nèi)電壓會(huì)出現(xiàn)多次抖動(dòng)，相當(dāng)于連續(xù)出現(xiàn)了幾個(gè)脈沖信號(hào)。顯然，用這樣的開關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)直接作為電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可能導(dǎo)致電路產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作，這在有些情況下是不允許的。為了消除開關(guān)的接觸抖動(dòng)，可在機(jī)械開關(guān)與驅(qū)動(dòng)電路間接入一個(gè)基本RS觸發(fā)器，把帶RS觸發(fā)器的無抖動(dòng)的開關(guān)稱為邏輯開關(guān)。在秒表的設(shè)計(jì)電路圖中，啟動(dòng)和暫?？刂崎_關(guān)電路如下圖8所示。R110KR210KU1A74LS00DU2A74LS00DVCC5VJ1KEYAJ2KEYAQQ圖8控制電路由圖知，當(dāng)開關(guān)J1和開關(guān)J2都打開時(shí)，基本RS觸發(fā)器的兩輸入端都是1，觸發(fā)器輸出保持原狀態(tài)不變。當(dāng)開關(guān)J1閉合是，Q輸出1，基準(zhǔn)脈沖可以輸入到計(jì)數(shù)單元，秒表起動(dòng)計(jì)時(shí)；當(dāng)開關(guān)J2閉合是，Q輸出0，基準(zhǔn)脈沖無法輸入到計(jì)數(shù)單元，秒表暫停計(jì)時(shí)。若要繼續(xù)計(jì)時(shí)，合上開關(guān)J1即可。2清零開關(guān)的設(shè)計(jì)清零功能的實(shí)現(xiàn)相對(duì)而言比較簡單。把計(jì)數(shù)單元的所有74LS161的清零控制端RD連接在一起，通過一個(gè)開關(guān)接地，需要清零時(shí)，閉合開關(guān)就行。圖9復(fù)位電路33計(jì)數(shù)、譯碼及顯示電路1計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)秒表中的計(jì)數(shù)器是由74LS161構(gòu)成的。74LS161是集成同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器具有同步預(yù)置、異步清零、計(jì)數(shù)和保持四種功能，且有進(jìn)位信號(hào)輸出端，可串接計(jì)數(shù)使用。它的引腳圖見圖9。圖974LS161引腳圖60進(jìn)制計(jì)數(shù)器也是用乘數(shù)法構(gòu)成的，它是由一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)而成。如圖10U374161NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U474161NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9VCC5VVCC5VU9A74LS00DU10A74LS00D個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)圖1060進(jìn)制計(jì)數(shù)器2譯碼顯示電路本設(shè)計(jì)中選用的74LS48是BCD碼七段譯碼器兼驅(qū)動(dòng)器，輸出端（YAYG）為高電平有效，可驅(qū)動(dòng)共陰極LED顯示器，其外引線排列圖如圖11所示。U174LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4圖1174LS48外引線排列圖顯示器采用七段發(fā)光二極管顯示器，它可直接顯示出譯碼器輸出的十進(jìn)制數(shù)。七段發(fā)光顯示器有共陽和共陰兩種接法。與74LS48譯碼器配套的顯示器為共陰型。七段顯示器的7段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)如圖11所示圖117段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖4數(shù)字秒表系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括數(shù)碼顯示和復(fù)位鍵，開始鍵，停止鍵。本章節(jié)系統(tǒng)的介紹了數(shù)字秒表的主程序和中斷程序的設(shè)計(jì)流程。41主程序軟件設(shè)計(jì)42中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)中斷是指計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序的過程中，當(dāng)出現(xiàn)異常情況或特殊請(qǐng)求時(shí)，計(jì)算機(jī)停止現(xiàn)行程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)向?qū)@些異常情況或特殊請(qǐng)求的處理，處理結(jié)束后再返回現(xiàn)行程序的間斷處，繼續(xù)執(zhí)行原程序。中斷是單片機(jī)實(shí)時(shí)地處理內(nèi)部或外部事件的一種內(nèi)部機(jī)制。當(dāng)某種內(nèi)部或外部事件發(fā)生時(shí)，單片機(jī)的中斷系統(tǒng)將迫使CPU暫停正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)而去進(jìn)行中斷事件的處理，中斷處理完畢后，又返回被中斷的程序處，繼續(xù)執(zhí)行下去。中斷源中斷標(biāo)志中斷服務(wù)程序入口優(yōu)先級(jí)順序外部中斷0IE00003H0定時(shí)/計(jì)數(shù)器TF0000BH1外部中斷1IE10013H2定時(shí)/計(jì)數(shù)器1TF1001BH3串行口EI或TI0023H4PDJW現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)計(jì)數(shù)器重加載循環(huán)次數(shù)減1是否滿8次毫秒值加1是否滿60毫秒緩沖清零秒值加1是否60S秒顯緩沖清零分顯示加1是否滿60分顯示清零現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)YNNNNYYY5調(diào)試與仿真51軟件調(diào)試與燒寫KEIL提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（UVISION）將這些部分組合在一起。運(yùn)行KEIL軟件需要PENTIUM或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么KEIL幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。KEILC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全WINDOWS界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到KEILC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，UVISION與ISHELL分別是C51FORWINDOWS和FORDOS的集成開發(fā)環(huán)境IDE，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件OBJ。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件ABS。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的HEX文件，以供調(diào)試器DSCOPE51或TSCOPE51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。圖12為在編輯程序時(shí)所用的軟件KILE通過此程序?qū)浖M(jìn)行編輯，編譯，調(diào)試。圖12燒寫過程52硬件仿真PROTEUS軟件是英國LABCENTERELECTRONICS公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。PROTEUS是世界上著名的EDA工具仿真軟件，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加CORTEX和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、KEIL和MPLAB等多種編譯器。PROTEUS軟件具有其它EDA工具軟件（例MULTISIM）的功能。比如原理布圖；PCB自動(dòng)或人工布線；SPICE電路仿真；互動(dòng)的電路仿真；用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。6結(jié)論單片機(jī)可以應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，而單片機(jī)本身也是融合了各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。我們可以通過單片機(jī)去實(shí)現(xiàn)很多的電子產(chǎn)品，因?yàn)樗膽?yīng)用領(lǐng)域非常的廣泛，所以發(fā)展很迅速。本次設(shè)計(jì)，先通過KEIL軟件對(duì)軟件進(jìn)行編輯、調(diào)試、編譯，通過此次長達(dá)數(shù)天的編輯，對(duì)單片機(jī)C語言編寫應(yīng)用的更加熟練；然后通過STCISP軟件學(xué)習(xí)如果在單片機(jī)種下載程序代碼；通過PROTEUS軟件，對(duì)數(shù)字秒表的硬件進(jìn)行仿真。本次設(shè)計(jì)時(shí)以單片機(jī)為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是僅僅有單片機(jī)的知識(shí)還不夠，同時(shí)還需要具有硬件的知識(shí)和軟件的知識(shí)，并將它們有機(jī)的結(jié)合起來。首先要通過硬件知識(shí)去設(shè)計(jì)整個(gè)電路，然后通過C語言去寫數(shù)字秒表的C語言設(shè)計(jì)。同時(shí)，由于STC89C52單片機(jī)的ROM只有8KB，所以還要注意內(nèi)存的應(yīng)用；還要注意如何設(shè)計(jì)硬件和軟件，去增加運(yùn)行速度和計(jì)數(shù)精度。本次設(shè)計(jì)的數(shù)字秒表結(jié)構(gòu)簡單，但是對(duì)以后來說卻是很好的經(jīng)歷。參考文獻(xiàn)1閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M北京高等教育出版社，2006年5月第5版2胡健，劉玉賓，朱煥立等單片機(jī)原理及接口技術(shù)M北京機(jī)械工業(yè)出版社，2009年7月第一版3郭天祥51單片機(jī)C語言教程M北京電子工業(yè)出版社，2009年12月第一版4譚浩強(qiáng)C程序設(shè)計(jì)M北京清華大學(xué)出版社，2005年7月第三版附錄附錄一系統(tǒng)原理圖VC5VU1374LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4U8A740NU9A740NU23A740NU10A740NU1A740NU12A740NU774LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4U1474LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4U1574LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4U1674LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4U1774LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4U18ABCDEFGCKU19ABCDEFGCKU20ABCDEFGCKU21ABCDEFGCKU2ABCDEFGCKU24ABCDEFGCKVC5VGNDR11MC147PFC247PFU25HC49/U_1MHZU2674HC160D_4VQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U2774HC160D_4VQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U2874HC160D_4VQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U2974HC160D_4VQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9VD5VVD5VVD5VVD5VU30A74LS0DVC5VR210KR310KU31A74LS0DU32A74LS0DVC5VU3A740NVD5VR410KJ3KEYA1/10S1/10S1S10S1M10MU474LS161NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U174LS161NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U274LS161NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U374LS161NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U574LS161NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9U674LS161NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10CLK2CLR1LOAD9J405SEC1SEC附錄二源程序代碼ORG0000HSTARTLJMPMAINORG000BHLJMPPDJW；系統(tǒng)監(jiān)控程序區(qū)ORG0030HMAINMOVPSW,00HMOVSP,7FH；確立堆棧區(qū)MOVR0,20H；RAM區(qū)首地址MOVR7,96；RAM區(qū)單元個(gè)數(shù)MOVTMOD,01HSETBEASETBET0MLMOVR0,00HINCR0DJNZR7,MLTSFMOVDPTR,DISBH；系統(tǒng)初始化后提示符“P”字符代碼表首地址MOVR5,08HMOVR0,78HDISPTSFCLRAMOVCA,ADPTRMOVR0,AINCR0INCDPTRDJNZR5,DISPTSFKEY0LCALLDISPLCALLKEYJB20H0,K1JB20H1,K2JB20H2,K3LJMPKEY0KEY00LCALLKEYLCALLDISPJB20H2,K3LJMPKEY00K1JB22H1,KEY0；如果此時(shí)為暫停狀態(tài)，本次按鍵K1無效CPL22H0JB22H0,K01；高電平則計(jì)時(shí)CLRTR0；低電平則停止LCALLDISPLJMPKEY00K01MOV7AH,12H；從零開始計(jì)時(shí)MOV7DH,12HMOV7FH,10HMOV78H,00HMOV79H,00HMOV7BH,00HMOV7CH,00HMOV7EH,00HMOV7FH,00HLCALLDISPMOVTH0,0D8HMOVTL0,0F0HSETBTR0；啟動(dòng)定時(shí)器LJMPKEY0K2JB22H0,K21；判斷秒表是否啟動(dòng)，如不是啟動(dòng)狀態(tài)則此次按鍵無效LJMPKEY0K21CPL22H1JB22H1,K22SETBTR0；繼續(xù)計(jì)時(shí)LJMPKEY0K22CLRTR0；暫停秒表LCALLDISPLJMPKEY0K3JB22H0,KEY0；只有當(dāng)停止是，清零鍵才有效MOVR0,79H；秒表清零LCALLCLR00MOVR0,7CHLCALLCLR00MOVR0,7FHLCALLCLR00LJMPKEY0PDJWPUSHPSWPUSHACCMOVTMOD,01H；定時(shí)器以工作方式1工作SETBRS1；設(shè)定組號(hào)為2組CLRRS0MOVTH0,0D8HMOVTL0,0F0HMOVR0,79HLCALLADD01CJNER2,99,RETT；判斷1秒到?jīng)]MOVR0,7CHLCALLADD01CJNER2,60,RETT；判斷60毫秒到?jīng)]LCALLCLR00MOVR0,7FHL