【正文】 鍵可實(shí)現(xiàn)清零功能和復(fù)位鍵和加一鍵可實(shí)現(xiàn)修改時(shí)間功能。 電路原理圖設(shè)計(jì)最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最后在正確性和布局合理的前提下力求美觀。 根據(jù)要求知道秒表設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的功能是計(jì)時(shí)和顯示。 本設(shè)計(jì)秒表的最小單位為毫秒 ， 能非常準(zhǔn)確記錄一個(gè)跑步人的所用時(shí)間。 當(dāng)一處中斷后向 CPU 發(fā)出加一 請(qǐng)求，每發(fā)出一次 中斷請(qǐng)求就對(duì)毫秒計(jì)數(shù)單元進(jìn)行加一，達(dá)到 1000 次就對(duì)秒位進(jìn)行加一，依次類推，直到 秒重新復(fù)位。 設(shè)計(jì)中 包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。其硬件電路 主要有 主控制器，顯示電路和 回零、 暫停 、 開(kāi)始、修改時(shí)間 等 功能 。 主控制器采用單片機(jī) AT80C51，信息工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)論文 第 4 頁(yè) 共 19 頁(yè) 顯示電路采用 八位 共 陰 極 LED 數(shù)碼管顯示 計(jì)時(shí)時(shí)間，三 個(gè)按鍵均采用觸點(diǎn)式按鍵。 單片機(jī)的選擇 本課題在選取單片機(jī)時(shí)，充分借鑒了許多成形產(chǎn)品使用單片機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)自己的實(shí)際情況，選擇了 Intel 公司的 AT80C51。 單片機(jī)的外部結(jié)構(gòu) MCS51 系列單片機(jī)是 8 位單片機(jī)產(chǎn)品， 89C51 是其中的典型代表，基本模塊包括以下幾個(gè)部分： （ 1） CPU： 89C51 的 CPU 是 8 位的，另外 89C51 內(nèi)部有 1 個(gè)位處理器 （ 2） R0M:4KB 的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，存放開(kāi)發(fā)調(diào)試完成的應(yīng)用程序 （ 3） RAM:256B 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，容量小，但作用大 （ 4） I/O 口： P0P3，共 4 個(gè)口 32 條雙向且可位尋址的 I/O 口線 （ 5）中斷系統(tǒng)：共 5 個(gè)中斷源， 3 個(gè)內(nèi)部中斷， 2 個(gè)外部中斷 （ 6）定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器： 2 個(gè) 16 位的可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 （ 7）通用串行口：全雙工通用異步接收器 /發(fā)送 器 （ 8）振蕩器： 89C51 的外接晶振與內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器為 CPU 提供時(shí)鐘信號(hào) （ 9）總線控制： 89C51 對(duì)外提供若干控制總線，便于系統(tǒng)擴(kuò)展 89C51 的引腳圖如下 : 信息工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)論文 第 5 頁(yè) 共 19 頁(yè) 89C51單片機(jī)引腳圖 晶體振蕩電路 89C51 芯片 內(nèi)部 有 一個(gè) 高 增益反相放大器， 用于構(gòu)成振蕩器。 引線 XTAL1和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出， 兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。 這里，我們選用 51 單片機(jī) 12MHZ 的內(nèi)部振蕩方式，電容器 C1， C2 起穩(wěn)定振蕩頻率，并對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用， C1 和 C2 可在 20100PF 之間取 值 ,這里取33P。 信息工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)論文 第 6 頁(yè) 共 19 頁(yè) 89C51 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè)全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， 8051 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 CPU 是單片機(jī)的核心部件。它由運(yùn)算器和控制器等部件組成。 （ 1） 運(yùn)算器 運(yùn)算器的功能是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？梢詫?duì)半字節(jié)（ 4 位）、單字節(jié)等數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。例如能完成加、減、乘、除、加 減 BCD 碼十進(jìn)制調(diào)整、比較等算術(shù)運(yùn)算和與、或、異或、求補(bǔ)、循環(huán)等邏輯操作，操作結(jié)果的狀態(tài)信息送至狀態(tài)寄存器。 8051 運(yùn)算器還包含有一個(gè)布爾處理器，用來(lái)處理位操作。 （ 2） 程序計(jì)數(shù)器 PC 程序計(jì)數(shù)器 PC 用來(lái)存放即將要執(zhí)行的指令地址，共 16 位，可對(duì) 64K 程序存儲(chǔ)器直接尋址。執(zhí)行指令時(shí)， PC 內(nèi)容的低 8 位經(jīng) P0 口輸出，高 8 位經(jīng) P2 口輸出。 （ 3） 令寄存器 指令寄存器中存放指令代碼。 CPU 執(zhí)行指令時(shí)，由程序存儲(chǔ)器中讀取的指令代碼送入指令寄存器，經(jīng)譯碼后由定時(shí)與控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，完成指令功能。 顯示電路的選擇與設(shè)計(jì) 對(duì)于數(shù)字顯示電路，通常采用液晶顯示或數(shù)碼管顯示。本設(shè)計(jì)的顯示電路采用 8 段數(shù)碼管作為顯示介質(zhì)。 由于數(shù)碼管是有 P0 口來(lái)驅(qū)動(dòng)， 它內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻 ，作為輸出口時(shí)驅(qū)動(dòng)能力比較弱，不能點(diǎn)亮數(shù)碼顯示管，因此 P0 口必須接上拉電阻來(lái)提高驅(qū)動(dòng)能力。另外一位共陰數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流一般為 20mA 左右，如果電流太大容易造成數(shù)碼管損壞，所以也需要根據(jù)電源的電壓值來(lái)確定上拉電阻的大小 。 如果電阻過(guò)小，信息工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)論文 第 7 頁(yè) 共 19 頁(yè) 勢(shì)必會(huì)形成灌電流過(guò)大，造成單片機(jī) IO 的損壞，如果電阻過(guò)大，那么對(duì)拉電流沒(méi)有太大的影響 。電源供電電壓為 5V，當(dāng)上拉電阻選用 220Ω 電阻時(shí)灌電流為22mA。不會(huì)損壞單片機(jī)的 I/O 口，同時(shí)也可以為數(shù)碼顯示管起到限制電流的保護(hù)作用。 P3口引腳 特殊功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外部中斷 0請(qǐng)求輸入端） INT1（外部中斷 1請(qǐng)求輸入端） T0（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)脈沖輸入端） T1（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1計(jì)數(shù)脈沖輸入端） WR(片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端 ) RD（片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端） P3口引腳第二功能表 復(fù)位電路的選擇與設(shè)計(jì) 當(dāng) 8051 單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST（全稱 RESET）出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就完成了復(fù)位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無(wú)法執(zhí)行程序。因此要求單片機(jī)復(fù)位后能脫離復(fù)位狀態(tài)。而本系統(tǒng)選用的是 12MHz 的晶振，因此一個(gè)機(jī)器周期為 1μs，那么復(fù)位脈沖寬度最小應(yīng)為 2μs。 在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中， 考慮到電源的穩(wěn)定時(shí)間，參數(shù)漂移，晶振穩(wěn)定時(shí)間以及復(fù)位的可靠性等因素，必須有足夠的余量 。 根據(jù)應(yīng)用的