【正文】 利用 STC89C52單片機(jī)的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)的原理，使其能精確計(jì)時(shí)。利用中斷系統(tǒng)使其能實(shí)現(xiàn)開始暫停的功能。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。因此設(shè)置了三個(gè)按鍵和 LCD顯示時(shí)間，三個(gè)按鍵分別是開始、暫停和復(fù)位按鍵。利用這兩個(gè)建來(lái)實(shí)現(xiàn)秒表的全部功能，而LCD則能顯示最多 。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。 主要 硬件電路圖： 圖 數(shù)字秒表硬件電路主要 原理圖 本設(shè)計(jì)中，數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存單元 31H－ 33H中 。其中 31H存放分鐘變量， 32H存放秒鐘變量， 33H存放 10ms計(jì)數(shù)值，即存放毫秒位數(shù)據(jù)， 每一地址單元內(nèi)均為十進(jìn)制 BCD碼。由于采用軟件動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能，顯示用十進(jìn)制 BCD碼數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)段碼存放在 ROM表中。顯示時(shí)，先取出31H－ 33H某一地址中的數(shù)據(jù)，然后查得對(duì)應(yīng)的顯示位，并從 P1口輸出，就能顯示該地址單元的數(shù)據(jù)值。 計(jì)時(shí)通過 1INT 中斷完成，定時(shí)溢出中斷周期為 1ms，當(dāng)一處中斷后向 CPU發(fā)出溢出中 斷請(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 10 次就對(duì)十毫秒位進(jìn)行加一，依次類推，直到 秒重新復(fù)位。 再看按鍵的處理。這三個(gè)鍵可以采用中斷的方法，也可以采用掃描的方法來(lái)識(shí)別。復(fù)位鍵主要功能在于數(shù)值復(fù)位，對(duì)于時(shí)間的要求不是很嚴(yán)格。而開始和暫停鍵則是用于對(duì)時(shí)間的鎖定，需要比較準(zhǔn)確的控制。因此可以對(duì)復(fù)位按鍵采取掃描的方式。而對(duì)開始和暫停鍵采用外部中斷的方式。 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、啟動(dòng)、查看、停表電路等。主控制器采用單片機(jī) STC89C52，顯示電路采用 LCD顯示計(jì)時(shí)時(shí)間，三個(gè)按鍵均采用觸點(diǎn)式按鍵。 AT89C52 單片機(jī)控制器 復(fù)位電路 開關(guān)電路 LCD 顯示 ７ 單片機(jī)相關(guān)知識(shí) 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 STC89S51。 STC89C52 單片機(jī)采用 40引腳的雙列直插封裝方式。圖 ， 40條引腳說明如下： 主電源引腳 Vss和 Vcc ① Vss接地 ② Vcc正常操作時(shí)為 +5 伏電源 外接晶振引腳 XTAL1和 XTAL2 ① XTAL1內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個(gè) 引腳。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接地。 ② XTAL2內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸出端。是外接晶體的另一端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接外部振蕩源。 圖 STC89C52 單片機(jī)引腳圖 控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST/VPD， ALE/PROG ， PSEN 和 EA /Vpp ① RST/VPD 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平（由低到高跳變），將使單片機(jī)復(fù)位在 Vcc掉電期間，此引腳可接上備用電源，由 VPD向內(nèi)部提供備用電源，以保持內(nèi)部 RAM中的數(shù)據(jù)。 ② ALE/PROG 正常操作時(shí)為 ALE功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器，ALE 引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的 1/6）周期性地發(fā)出正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。但要注意，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE脈沖， ALE 端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）八個(gè) LSTTL電路。對(duì)于 EPROM型單片機(jī)，在 EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（ PROG 功能） ８ ③ PSEN 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，在從外部程序存儲(chǔ)取指令（或數(shù)據(jù)）期間， PSEN在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效。 PSEN 同樣可以驅(qū)動(dòng)八 LSTTL輸入。 ④ EA /Vpp、 EA /Vpp為內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和外部程序存儲(chǔ)器選擇端。當(dāng) EA /Vpp為高電平時(shí)，訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng) EA /Vpp為低電平時(shí)，則訪問外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于 EPROM型單片機(jī)，在 EPROM編程期間，此引腳上加 21伏 EPROM編程電源（ Vpp）。 輸入 /輸出引腳 ， ， ， 。 ① P0口（ ）是一個(gè) 8位漏極開路型雙向 I/O口，在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線， P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)八個(gè) LSTTL負(fù)載。 ② P1口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O口。能驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )四個(gè) LSTTL負(fù)載。 ③ P2口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O口，在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高 8位地址。 P2口可以驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )四個(gè) LSTTL負(fù)載。 ④ P3口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O口。能驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )四個(gè) LSTTL負(fù)載。 AT89C52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，看門狗定時(shí)器， 2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， AT89C52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。空閑模式下， 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。可以對(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。 89C52運(yùn)算器還包含有一個(gè)布爾處理器，用來(lái)處理位操作。它是以進(jìn)位標(biāo)志位 C為累加器的，可執(zhí)行置位、復(fù)位、取反、等于 1轉(zhuǎn)移、等于 0轉(zhuǎn)移 、等于 1轉(zhuǎn)移且清 0以及進(jìn)位標(biāo)志位與其他可尋址的位之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送等位操作，也能使進(jìn)位標(biāo)志位與其他可移位尋址的位之間進(jìn)行邏輯與、或操作。 （ 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。 本設(shè)計(jì)采用 ATMEL的 AT89C52 微 處理器，主要基于以下幾個(gè)因素： ① AT89C52 為 51內(nèi)核，仿真調(diào)試的軟硬件資源豐富。 ② 性價(jià)比高，貨源充足。 ③ 功耗低，功能強(qiáng)，靈活性高。 ④ DIP40封裝，體積小，便于產(chǎn)品小型化。 ⑤ 為 EEPROM程序存儲(chǔ)介質(zhì)， 1000次以上擦寫周期，便于編程調(diào)試。 ９ ⑥ 工作電壓范圍寬： － 6V，便于交直流供電。 TC1602 LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來(lái)控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫面 。比 CRT要好的多，但是價(jià)錢較其貴。 1） LCD的特點(diǎn)： ①低壓微功耗 ②平板型結(jié)構(gòu) ③被動(dòng)顯示型 (無(wú)眩光，不刺激人眼，不會(huì)引起眼睛疲勞 ) ④顯示信息量大 (因?yàn)橄袼乜梢宰龅煤苄?) ⑤易于彩色化 (在色譜上可以非常準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn) ) ⑥無(wú)電磁輻射 (對(duì)人體安全，利于信息保密 ) ⑦長(zhǎng)壽命 (這種器件幾乎沒有什么劣化問題，因此壽命極長(zhǎng)，但是液晶背光壽命有限，不過