1、廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院 課課 程程 設(shè)設(shè) 計（論文）計（論文） 課程名稱 :MCS-51 系列 單片微型計算機及其應(yīng)用 題目名稱 ： 秒表設(shè)計 學(xué)生學(xué)部（系） ：機械電氣學(xué)部電氣工程系 專業(yè)班級 ： 09 電氣工程及其自動化（3）班 學(xué) 號 ： 學(xué)生姓名 ： 黃志勇 指導(dǎo)教師 ： 王赟 2012 年 06 月 11 日 廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院 課程設(shè)計（論文）任務(wù)書課程設(shè)計（論文）任務(wù)書 一、課程設(shè)計（論文）的內(nèi)容 用 AT89C51 設(shè)計一個 2 位 LED 數(shù)碼顯示“秒表”，顯示時間為 0099 秒，每秒自動 加一。另設(shè)計一個“開始”按鍵和一個“復(fù)位”按

2、鍵。再增加一個“暫停”按鍵和一個 “快加”按鍵（每 10ms 快速加一）。按鍵說明：按“開始”按鍵，開始計數(shù)，數(shù)碼管顯 示從 00 開始每秒自動加一；按“復(fù)位”按鍵，系統(tǒng)清零，數(shù)碼管顯示 00；按“暫?！卑?鍵，系統(tǒng)暫停計數(shù)，數(shù)碼管顯示當(dāng)時的計數(shù)；按“快加”按鍵，系統(tǒng)每 10ms 快速加一， 題目名稱 秒表設(shè)計 學(xué)生學(xué)部（系）機械電氣學(xué)部電氣工程系 專業(yè)班級 09 電氣工程及其自動化（3）班 姓 名黃志勇 學(xué) 號 即數(shù)碼顯示管在原先的計數(shù)上快速加一。 二、課程設(shè)計（論文）的要求 了解 8051 芯片的的工作原理和工作方式 ，使用該芯片對 LED 數(shù)碼管進行顯示控制， 實現(xiàn)用單片機的端口控制數(shù)碼

3、管，顯示分、秒，并能用按鈕實現(xiàn)秒表起動、停止、清零功 能，精確到 0.1 秒。 要求選用定時器的工作方式，畫出使用單片機控制 LED 數(shù)碼管顯示的電路圖，并在 實驗箱實現(xiàn)其硬件電路，并編程完成軟件部分，最后調(diào)試秒表起動、停止、清零功能。 三、課程設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作 1：認真審題，清楚題目內(nèi)容要求及了解其目的和意義。 2：查找和搜集資料，設(shè)計秒表工作流程圖及工作線路圖。 3：設(shè)計工件的電路原理圖。 4：焊接硬件。 5：設(shè)計秒表源程序。 6：設(shè)計的心得及體會。 7：總結(jié) 四、課程設(shè)計（論文）進程安排 序號 設(shè)計（論文）各階段內(nèi)容 地點起止日期 1 選擇課題，明確設(shè)計要求，查閱資料 圖書館 6

4、.4 2 方案論證、系統(tǒng)總體設(shè)計 宿舍 6.5 3 硬件電路原理圖設(shè)計 宿舍 6.6-6.9 4 程序流程圖設(shè)計、源程序的編制及調(diào)試 宿舍 6.9-6.10 系統(tǒng)調(diào)試及分析 宿舍 6.11 課程設(shè)計報告的撰寫 圖書館 6.12-6.13 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻 1 吳金戎，沈慶陽，郭庭吉. 8051 單片機實踐與應(yīng)用M. 北京：清華大學(xué)出版社， 2002 2 樓然苗，李光飛. 51 系列單片機設(shè)計實例M. 北京：航空航天大學(xué)出版社，2003 : 發(fā)發(fā)出任出任務(wù)書務(wù)書日期：日期： 年年 月月 日日 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師簽師簽名：名： 計計劃完成日期：劃完成日期： 年年 月月 日日 教學(xué)教學(xué)單單

5、位位責(zé)責(zé)任人任人簽簽章：章： 目錄目錄 1：課題研究目的和意義及介紹課題研究目的和意義及介紹.5 1.1目的意義目的意義.5 . 1.2設(shè)計所需的儀器及材料設(shè)計所需的儀器及材料.6 2 2：設(shè)計思路及描述：設(shè)計思路及描述6 2.12.1 數(shù)字秒表工作流程圖數(shù)字秒表工作流程圖.7 2.22.2 工作線路圖工作線路圖.7 3 3：設(shè)計的心得及體會：設(shè)計的心得及體會.7 4:總結(jié)總結(jié).7 5:5:參考文獻參考文獻8 附錄附錄 1 1 材料清單材料清單.9 附錄附錄 2 2 電路原理圖電路原理圖10 附錄附錄 3 3 主要程序清單主要程序清單11 1：課題研究目的和意義及介紹：課題研究目的和意義及介紹

6、 1.1、目的意義、目的意義 1)通過本次課程設(shè)計加深對單片機課程的全面認識復(fù)習(xí)和掌握，對單片機課程的應(yīng)用 進一步的了解。 2)掌握定時器、外部中斷的設(shè)置和編程原理。 3)通過此次課程設(shè)計能夠?qū)纹瑱C軟硬件結(jié)合起來，對程序進行編輯，校驗。 4)該實驗通過單片機的定時器/計數(shù)器定時和計數(shù)原理，設(shè)計簡單的計時器系統(tǒng)，擁有 正確的計時、暫停、清零、快加功能，并同時可以用數(shù)碼管顯示，在現(xiàn)實生活中應(yīng) 用廣泛，具有現(xiàn)實意義 .1.2.1.2 設(shè)計所需的儀器及材料設(shè)計所需的儀器及材料 集成電路芯片 8032，七段數(shù)碼管，AT89C51 實驗箱，按鍵，DVCC 系列單片機微機仿 真實驗系統(tǒng)中的軟件（WAVE

7、6000），電路銅板，數(shù)碼管，銅線。 2 2：設(shè)計思路及描述：設(shè)計思路及描述 該實驗要求進行計時并在數(shù)碼管上顯示時間，則可利用 DVCC 系列單片機微機仿真實 驗系統(tǒng)中的芯片 8032（芯片的功能類似于芯片 AT89C51，其管腳功能也和 AT89C51 的管 腳功能類似）中的 P3.2 管腳做為外部中斷 0 的入口地址，并實現(xiàn)“開始”按鍵的功能；將 P3.3 做為外部中斷 1 的入口地址，并實現(xiàn)“清零”按鍵的功能；將 P3.0 做為數(shù)據(jù)信號 DATA 輸入的入口地址；將 P3.1 做為時鐘信號 CLK 輸入的入口地址。定時器 T0 作為每秒 加一的定時器；定時器 T1 作為“快加”鍵的定時器

8、。其中“開始”按鍵當(dāng)開關(guān)由 1 撥向 0（由上向下?lián)埽r開始計時；“清零”按鍵當(dāng)開關(guān)由 1 撥向 0（由上向下?lián)埽r數(shù)碼管清 零，此時若再撥“開始”按鍵則又可重新開始計時。 方框圖如下圖： 圖 1 數(shù)字秒表設(shè)計導(dǎo)向圖 2.12.1 數(shù)字秒表工作流程圖數(shù)字秒表工作流程圖 圖 2 數(shù)字秒表工作整體流程圖 . . 2.22.2 工作線路圖工作線路圖 利用 12M 晶振的一個機器周期為 1 微秒,通過循環(huán)產(chǎn)生 1 秒時間延遲，掃描單片機中 所存放的時間的值（可正記時，也可倒計時） ，并通過輸出顯示在數(shù)碼管上。 如圖： 圖 3。1 秒表系統(tǒng)連線圖 P0.0P0.7 對應(yīng)了兩個接數(shù)碼管的 A,B,C,D,

9、E,F,G 和小數(shù)點位，P2.6 接顯示個位數(shù)的數(shù)碼 管的 3、8 引角，P2.7 則接十位數(shù)的。P3.6、P3.7 分別接按鍵。 3 3：設(shè)計的心得及體會：設(shè)計的心得及體會 通過這一周的課程設(shè)計，我對一些專業(yè)知識和電子設(shè)計有了更深的了解，同時也嘗試著去應(yīng)用自己的所掌 握的知識。本次電子課程設(shè)計主要是對已學(xué)習(xí)的模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和單片機的綜合應(yīng)用，同時 加上電路等知識，設(shè)計完成了利用軟件模擬的秒表。經(jīng)過幾天的奮戰(zhàn),我感受很深.，在設(shè)計過程中深感自 己在培養(yǎng)動手能力這方面還需很大的努力。同時，通過這次積極的通過網(wǎng)絡(luò)，書籍等資源，在同學(xué)的幫助 下，把這個課程設(shè)計作為一次鍛煉，為以后生活學(xué)習(xí)

10、中培養(yǎng)善于動手，樂于動手的習(xí)慣。 單片機課程設(shè) 計不僅給我提供了一個很好的展現(xiàn)應(yīng)用自己所掌握的知識的平臺,又是檢驗自己所學(xué)知識的一次考核。在 設(shè)計的過程中也不可避免的遇到了很多的問題。尤其是在調(diào)試過程中,會因為某些原因出不來結(jié)果，通過 這次的課程設(shè)計，我也發(fā)現(xiàn)了不少自己不會的知識，通過查詢各方面資料，我也進步了很多，有學(xué)會了很 多上課時沒掌握的東西， 最后在調(diào)試結(jié)果出來后,我更是無比的興奮,無比的自豪。總之,通過這次電子課 程設(shè)計,我對自己的知識有了更好的掌握和應(yīng)用，在以后的學(xué)習(xí)和生活中受用終身 4:總結(jié)總結(jié). 本文主要從硬件方面說明設(shè)計的總體思路和設(shè)計的實現(xiàn)過程，預(yù)期的設(shè)計目的是：能 夠?qū)崿F(xiàn)

11、時鐘的基本功能，正常顯示時分秒.在設(shè)計過程中，曾經(jīng)遇到很多的障礙，設(shè)計圖經(jīng) 過許多次的修改最后才定下來，但在調(diào)試的過程中又出現(xiàn)了問題，需要修改原理圖；比如 硬件的布局，要作到使連接的線路最短，并不沒有想象中的那么容易；再焊接過程中稍不 注意就會出現(xiàn)管腳的錯位，有些在硬件測試過程中才檢查出來。 在設(shè)計中有好多問題都是因為理論知識不扎實，在有些管腳的置零置一上,概念的模糊,這 使作者明白要把所學(xué)到的理論轉(zhuǎn)化為實踐需要一段努力學(xué)習(xí)的過程；在做一個設(shè)計的過程 中，一定要注意理論和實踐同步進行，光有理論知識還是遠遠不夠的，要用時間去檢驗理 論，用理論指導(dǎo)實踐。 .參考文獻參考文獻 1 李鴻. 單片機原理

12、及應(yīng)用M. 湖南：湖南大學(xué)出版社，2004 2 何立民. 單片機高級教程M 第 1 版北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001 3 徐惠民、安德寧 單片微型計算機原理接口與應(yīng)用M 第 1 版 北京：北京郵電 大 學(xué)出版社，1996 4 肖洪兵. 跟我學(xué)用單片機M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002.8 5李廣第 單片機基礎(chǔ)M 第 1 版北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999 6 趙曉安. MCS-51 單片機原理及應(yīng)用M. 天津：天津大學(xué)出版社，2001.3 7何立民從 Cygnal 80C51F 看 8 位單片機發(fā)展之路M 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用， 2002 年，第 5 期：P58 8夏

13、繼強. 單片機實驗與實踐教程M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 2001 . 附錄附錄 1 1 材料清單材料清單 名稱型號數(shù)量 單片機AT89C20511 數(shù)字集成芯片743743 數(shù)碼管6 按鈕?。ǔ叽?66mm5.5）23 晶振12M（小體積）1 底座16 腳3 底座40 腳1 磁片電容30P2 電阻10k4 電解電容10 微法1 非門開關(guān)6 電源線150cm1 固定腳銅3 套 PCB 線路板直徑 1151 附錄附錄 2 2 電路原理圖電路原理圖 圖 4 數(shù)字秒表程序硬件電路連線圖 附錄附錄 3 3 主要程序清單主要程序清單 OUTBIT EQU 08002H ；位控制口 OUTSEG

14、EQU 08004H ；段控制口 LSEC EQU 31H ； SEC EQU 32H ； MIN EQU 33H ； FLAG BIT 20H.0 ；位定義 KEY1 BIT P3.6 ； KEY2 BIT P3.7 ； ORG 0000H ； LJMP START ；初始程序入口地址 ORG 000BH ； LJMP TIMER0 ；加一子程序入口地址 ORG 0060H START: LCALL INITIAL ；調(diào)用啟動 LCM 子程序進行初始化 LOOP: LCALL DISPLAY ；退出時鐘調(diào)整時鍵釋放等待 JNB KEY1,WAIT ；判斷 KEY1.等待 JNB KEY2,R

15、ESET ； LJMP LOOP ； CONTROL: CLR TR0 ；關(guān)定時器 LCALL DISPLAY ； JNB KEY1,CONTROL ； CPL FLAG ； JB FLAG,BEGIN ； SETB TR0 ；重置定時器 LJMP LOOP ； WAIT: LCALL DISPLAY ； JNB KEY1,CONTROL ； LJMP LOOP ； BEGIN: CLR TR0 ； LJMP LOOP ； RESET: JNB TR0,CLE ； LCALL LOOP ； CLE: LCALL CLEAR ； LJMP LOOP ； INITIAL: LCALL CLEAR

16、； SETB FLAG ； MOV DPTR,#TAB ； MOV TMOD,#01H ；定時器 0，方式一 MOV TL0,#0F0H ； MOV TH0,#0D8H ； SETB EA ；開中斷 SETB ET0 ；開 T0 中斷 RET ； TIMER0:CLR TR0 ； MOV TL0,#0F0H ； MOV TH0,#0D8H ； 重新賦值 SETB TR0 ； INC LSEC ； MOV A,LSEC ； CJNE A,#100,EXIT ； MOV SEC,#00H ； INC SEC ； MOV A,SEC ； CJNE A,#60,EXIT ； MOV SEC,#00H

17、； INC MIN ； MOV A,MIN ； CJNE A,#60,EXIT ； MOV MIN,#00H ； EXIT: SETB TR0 ； RETI ； CLEAR: MOV A,#00H ； MOV LSEC,A ； MOV SEC,A ； MOV MIN,A ； RET ； DISPLAY: MOV R3,#01H ； MOV R0,#31H ； MOV R4,#3 ；選擇 3 組工作寄存器 DISPLAY1: MOV A,R0 ； MOV B,#0AH ； DIV AB ； MOV R5,A ； MOV A,B ； MOV DPTR,#TAB ； MOVC A,A+DPTR ；查

18、字形碼表 MOV DPTR,#OUTSEG ；設(shè)置顯示起始位置 MOVX DPTR,A ；設(shè)定顯示位置 MOV DPTR,#OUTBIT ； MOV A,R3 ； MOVX DPTR,A ；顯示數(shù)據(jù) LCALL DELAY100US ； MOV A,#00H ； MOVX DPTR,A ； MOV A,R3 ； RL A ； MOV R3,A ； MOV A,R5 ； MOV DPTR,#TAB ； MOVC A,A+DPTR ； MOV DPTR,#OUTSEG ； MOVX DPTR,A ； MOV DPTR,#OUTBIT ； MOV A,R3 ； MOVX DPTR,A ； LCALL DELAY100US ； MOV A,#00H ； MOVX DPTR,A ； MOV A,R3 ； RL A ； MOV R3,A ； INC R0 ； DJNZ R4,DISPLAY1 ； RET ； DELAY100US:MOV R7,#50 ；循環(huán) 50 次 DJNZ R7,$ ；r7- 1 不為