【正文】 德州學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)基于AT89C52單片機(jī)的秒表設(shè)計(jì)摘 要 隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)不斷更新。單片機(jī)是指集成在一個(gè)芯片上的微型計(jì)算機(jī)，主要包括CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、基本輸入/輸出接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等部件。本設(shè)計(jì)的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用AT89C52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)碼管以及外部中斷電路來設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)器。將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)四位LED顯示，設(shè)計(jì)具有計(jì)時(shí)和倒計(jì)時(shí)功能的電子秒表。關(guān)鍵詞 單片機(jī)。 LED數(shù)碼顯示器。 AT89C52。 秒表1 緒論 單片機(jī)自問世以來，性能不斷提高和完善，而且具有集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此在工業(yè)控制、智能儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、汽車工業(yè)、國防工業(yè)、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并且正逐步取代現(xiàn)有的多片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，單片機(jī)的潛力越來越被人們所重視[1]。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，秒表的用途越來越廣泛。數(shù)字秒表是電器制造、電力、工業(yè)自動(dòng)化控制、國防、實(shí)驗(yàn)室及科研單位理想的計(jì)時(shí)儀器，同時(shí)還用于軍事，醫(yī)療，商務(wù)等領(lǐng)域，發(fā)展及應(yīng)用前景廣泛。目前已經(jīng)有很多種類的數(shù)字秒表應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)了,它們大多是指針式或集成電路型的，但是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、測(cè)試功能單一[2]。鑒于目前的情況，我們提出了以單片機(jī)作為控制核心，添加必要的外圍電路的價(jià)格低廉、走時(shí)精確、使用方便的秒表系統(tǒng)。隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)顯電子秒表用途不斷增多而且越來越重要，它同時(shí)也在增加功能及性能改進(jìn)。一種嶄新的、采用硬件描述語言的硬件電路設(shè)計(jì)方法已經(jīng)興起，硬件描述語言是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)領(lǐng)域的一次重大變革. 在電子計(jì)算機(jī)發(fā)展過程中，微型計(jì)算機(jī)是一個(gè)重要分支。其中單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microputer)的應(yīng)用更帶來了秒表設(shè)計(jì)領(lǐng)域新的革命。德國和奧地利科學(xué)家便通過對(duì)單片機(jī)的研制出一種超高精確度秒表，(即11016S)還短的時(shí)間。這種高精確度秒表是由德國比勒菲爾德大學(xué)和奧地利維也納工業(yè)大學(xué)的研究人員組成的研究小組研制成功的[3]。綜上所述，秒表經(jīng)歷了機(jī)械設(shè)計(jì)、基于集成電路的設(shè)計(jì)、基于EDA的設(shè)計(jì)、基于單片機(jī)的設(shè)計(jì)的發(fā)展及現(xiàn)如今的一些出于特殊用途的超高精度秒表，每個(gè)發(fā)展階段都符合其時(shí)代的要求，但是隨著科技的發(fā)展，數(shù)顯電子秒表在向著高精度，高穩(wěn)定性，體積小，重量輕便于攜帶趨勢(shì)發(fā)展?；趩纹瑱C(jī)的定時(shí)與控制裝置在諸多行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，本文以AT89C52為主控制芯片，應(yīng)用LED顯示器設(shè)計(jì)電子秒表，其主要功能有單計(jì)時(shí)、連續(xù)記8個(gè)的計(jì)時(shí)、設(shè)定初值的倒計(jì)時(shí)。本文是一個(gè)單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)于各種復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)，具有一定的指導(dǎo)作用。2 系統(tǒng)功能概述畢業(yè)設(shè)計(jì)總體方案是以AT89C52單片機(jī)作為控制核心，設(shè)計(jì)具有計(jì)時(shí)、倒計(jì)時(shí)等功能的電子秒表。一個(gè)完整的電子秒表電路就是一個(gè)單片機(jī)的最小系統(tǒng)，主要由鍵盤輸入電路、單片機(jī)、晶振、復(fù)位電路和LED顯示電路構(gòu)成。本畢業(yè)設(shè)計(jì)中電子秒表可以實(shí)現(xiàn)以下的功能：（1）用開關(guān)控制兩種計(jì)時(shí)模式的選擇。分別是單計(jì)時(shí)模式和連續(xù)計(jì)8個(gè)的計(jì)時(shí)模式。（2）用開關(guān)控制電子秒表的啟動(dòng)、停止、復(fù)位，七段數(shù)碼管的高2位顯示秒表的秒值，低2位顯示秒表的百分秒值。（3）可實(shí)現(xiàn)設(shè)定初值的倒計(jì)時(shí)功能。其中涉及了三種初值調(diào)整方式，分別是增1（減1)、連續(xù)增（連續(xù)減）和快速增（快速減）。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 電路元件及其功能介紹根據(jù)設(shè)計(jì)的方案，選取了單片機(jī)AT89C52，用于顯示秒表數(shù)值的LED1~LED4，以及用于顯示電路工作狀態(tài)的LED5LED6，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的三極管SS9012以及必要的按鍵開關(guān)及其他元件。 集成在一個(gè)芯片上的微型計(jì)算機(jī)即為單片機(jī)，也就是把組成微型計(jì)算機(jī)的各種功能部件，像CPU、只讀存儲(chǔ)器 ROM（Read only memory）、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（Random access memory）、基本輸入/輸出接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等部件集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)較為完整的微型計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)一些微型計(jì)算機(jī)所具有的功能[4]。 在微型單片機(jī)選擇上，我們應(yīng)該考慮存儲(chǔ)器容量，時(shí)鐘頻率，I/O口線等基本參數(shù)。對(duì)于本設(shè)計(jì)，由于電子秒表系統(tǒng)在數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)方面要求不高，所以選取片內(nèi)帶RAM和ROM的單片機(jī)即可，在本設(shè)計(jì)中選取的是ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)[5]，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用[6]。AT89C52具有很多優(yōu)異的功能，具體的功能及特點(diǎn)如下：1. 兼容MCS51指令系統(tǒng)；2. 8kB可反復(fù)擦寫(大于1000次）Flash ROM；3. 32個(gè)雙向I/O口；；5. 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷[7]；6. 時(shí)鐘頻率024MHz；7. 2個(gè)外部中斷源，共8個(gè)中斷源；8. 2個(gè)讀寫中斷口線，3級(jí)加密位；9. 低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能；10. 有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求[8]。另外，在AT89C52 片內(nèi)存儲(chǔ)器中，80HFFH 共128 個(gè)單元為特殊功能寄存器（SFR）。并非所有的地址都被定義，從80H—FFH 共128 個(gè)字節(jié)只有一部分被定義，還有相當(dāng)一部分沒有定義。對(duì)沒有定義的單元讀寫將