【正文】 為00~99秒，每秒自動加1，另設(shè)計一個“開始”鍵、一個“暫?！辨I和一個“復位”鍵 總體方案的設(shè)計數(shù)字電子秒表具有顯示直觀、讀取方便、精度高等優(yōu)點，在計時中廣泛使用。在計時過程中，只要按下暫停鍵，外部中斷INT0向CPU發(fā)出中斷請求，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部中斷0服務程序,即關(guān)閉定時器T0，調(diào)用顯示程序，實現(xiàn)暫停功能，在按下暫停鍵時，將此時的計時時間存入中間緩存區(qū)，當再次按下開始鍵時，則講中間緩存區(qū)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入最終緩存區(qū)，根據(jù)以上設(shè)計思路從而實現(xiàn)數(shù)字電子秒表的計時。利用中斷系統(tǒng)使其能實現(xiàn)開始暫停的功能。鑒于當今計時技術(shù)的快速發(fā)展，掌握電子秒表系統(tǒng)的設(shè)計，能夠用學過的理論知識設(shè)計最簡單的秒表系統(tǒng)電路用AT89C52設(shè)計一個2位LED數(shù)碼顯示“秒表”，顯示時間為00~99秒，每秒自動加一。將軟、硬件有機地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)兩位LED顯示，顯示時間為00～99秒，計時精度為1秒，能正確地進行計時，同時能記錄一次時間，其中軟件系統(tǒng)采用C語言編寫程序，包括顯示程序，定時中斷服務，外部中斷服務程序，延時程序等，并在Keil中調(diào)試運行，硬件系統(tǒng)利用PROTEUS強大的功能來實現(xiàn)，簡單切易于觀察，在仿真中就可以觀察到實際的工作狀態(tài)。本文闡述了基于單片機的數(shù)字電子秒表設(shè)計。本設(shè)計主要特點是計時從00到99秒秒表系統(tǒng)，方便了在計時精度要求不高的情況下計時，因為計時精度為1，所以系統(tǒng)電路比較簡單。 關(guān)鍵字：單片機；數(shù)字電子秒表；仿真 目 錄 1 …………………………………………………………1 …………………………………………………………1 4 總體方案的設(shè)計 4 單片機的選擇 5 顯示電路的選擇與設(shè)計 8 按鍵電路的選擇與設(shè)計 11 時鐘電路的選擇與設(shè)計 12 復位電路的選擇與設(shè)計 14 系統(tǒng)總電路的設(shè)計 16 19 程序設(shè)計思想 19 系統(tǒng)資源的分配 19 主程序設(shè)計 20 中斷程序設(shè)計 21 26 軟件的仿真與調(diào)試 26 硬件的安裝與調(diào)試 26 系統(tǒng)程序的燒錄 27 數(shù)字電子秒表的精度調(diào)試 28結(jié) 論 29致 謝 30參考文獻 311. 引言 、設(shè)計目的及意義秒表計時器是電器制造，工業(yè)自動化控制、國防、實驗室及科研單位理想的計時儀器，它廣泛應用于各種繼電器、電磁開關(guān)，控制器、延時器、定時器等的時間測試。另設(shè)計一個“開始”按鍵、一個“復位”按鍵、一個“暫?！卑存I和一個“清零”按鍵。12M晶振，P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，2位共陰數(shù)碼管，、暫停、清零功能，顯示電路由兩位共陰極數(shù)碼管組成。本文主要內(nèi)容包括三部分：第一部分介紹硬件部分設(shè)計思路及方案；第二部分介紹了軟件部分的設(shè)計思路和設(shè)計；最后一部分則是整個系統(tǒng)的安裝與調(diào)試過程。本設(shè)計用單片機組成數(shù)字電子秒表，力求結(jié)構(gòu)簡單、精度高為目標,設(shè)計中包括硬件電路的設(shè)計和系統(tǒng)程序的設(shè)計。利用中斷系統(tǒng)使其能實現(xiàn)開始暫停的功能。因此設(shè)置了三個按鍵和兩位數(shù)碼管顯示時間，三個按鍵分別是開始，停止、復位 按鍵。這三個鍵可以采用中斷的方法，也可以采用掃描的方法來識別。而對開始和停止鍵采用外部中斷的方式。 單片機的選擇本課題在選取單片機時，充分借鑒了許多成形產(chǎn)品使用單片機的經(jīng)驗，并根據(jù)自己的實際情況，選擇了ATMEL公司的AT89S52，ATMEL公司的89系列單片機以其卓越的性能、完善的兼容性、快捷便利的電擦寫操作，低廉的價格、超強的加密功能，完全替代87C51/62和8751/52，低電壓、低電源、低功耗，有DIP、PLCC、QFP封裝，有民用型、工業(yè)級、汽車級、軍品級等多種溫度等級，是當今世界上性能最好、價格最低、最受歡迎的八位單片機。 40條引腳說明如下：主電源引腳Vss和Vcc① Vss接地② Vcc正常操作時為+5伏電源外接晶振引腳XTAL1和XTAL2① XTAL1內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個引腳。當采用外部振蕩器時，此引腳接外部振蕩源。但要注意，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖，ALE 端可以驅(qū)動（吸收或輸出電流）八個LSTTL電路。當/Vpp為高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器，當/Vpp為低電平時，則訪問外部程序存儲器。② P1口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口。④ P3口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。（1） 運算器運算器的功能是進行算術(shù)運算和邏輯運算。它是以進位標志位C為累加器的，可執(zhí)行置位、復位、取反、等于1轉(zhuǎn)移、等于0轉(zhuǎn)移、等于1轉(zhuǎn)移且清0以及進位標志位與其他可尋址的位之間進行數(shù)據(jù)傳送等位操作，也能使進位標志位與其他可移位尋址的位之間進行邏輯與、或操作。CPU執(zhí)行指令時，由程序存儲器中讀取的指令代碼送入指令寄存器，經(jīng)譯碼后由定時與控制電路發(fā)出相應的控制信號，完成指令功能。④ DIP40封裝，體積小，便于產(chǎn)品小型化。對于一般的段式液晶屏，需要專門的驅(qū)動電路，而且液晶顯示作為一種被動顯示，可視性差，不適合遠距離觀看；對于具有驅(qū)動電路和單片機接口的液晶顯示模塊(字符或點陣)，一般多采用并行接口，對單片機的接口要求較高，占用資源多；另外，AT89C52單片機本身無專門的液晶驅(qū)動接口。由于本設(shè)計需要采用兩位數(shù)碼管顯示時間，如果靜態(tài)顯示則占用的口線多，硬件電路復雜。動態(tài)方式顯示時，各數(shù)碼管分時輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式，即在某一時刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應的段碼，在另一時刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應的段碼，依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符，雖然這些字符是在不同的時刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人同時顯示的感覺。共陰極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陰極（二極管負端）連接在一起，如圖（c），通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端，當某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。圖中，5個數(shù)碼管的8段段選線分別與外接上拉電阻的單片機P0口對應相連，而5個數(shù)碼管的位控制端則和NPN型三極管的集電極相連接。根據(jù)電子秒表的設(shè)計計算可知動態(tài)顯示的頻率最高為3KHz，而9013的導通頻率為150MHz，完全能滿足本設(shè)計的要求，所以最終選取9013三極管最為位控制開關(guān)。電源供電電壓為5V，當上拉電阻選用220Ω電阻時灌電流為22mA。共陽極數(shù)碼管段控端為低電平有效，位控端高電平有效,共陰極數(shù)碼管恰恰相反。圖4 顯示電路 因為52單片機的I/O口的驅(qū)動能力有限，所以在點亮數(shù)碼管一定要加上驅(qū)動電路，如圖左上角的電路。因此可以考慮，對復位鍵和查看鍵采用查詢的方式，而對于開始和暫停鍵采用外部中斷。 P3口引腳第二功能表 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請求輸入端）INT1（外部中斷1請求輸入端） T0（定時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖輸入端） T1（定時器/計數(shù)器1計數(shù)脈沖輸入端）WR(片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端) RD（片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端） 時鐘電路的選擇與設(shè)計單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)各種微操作的時間基準，89S52片內(nèi)設(shè)有一個由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路，XTAL1和 XTAL2分別為振蕩電路的輸入和輸出端，89S52單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式與外部振蕩方式。P1在每一個狀態(tài)S的前半部分有效，P2在每個狀態(tài)的后半部分有效。但在時鐘電路的實際應用中一定要注意正確選擇其大小，并保證電路的對稱性，盡可能匹配，選用正牌的瓷片或云母電容，如果可能的話，溫度系數(shù)盡可能低。所以，一個機器周期可以依次表示為S1P1，S1P2……，S6P1，S6P2。在圖中可看到，低8位地址的鎖存信號ALE在每個機器周期中兩次有效：一次在S1P2與S2P1期間，另一次在S4P2與S5P1期間。89S52指令大部分在一個機器周期完成。在執(zhí)行MOVX指令期間，外部數(shù)據(jù)存儲器被訪問且被選通時跳過兩次取指操作。當AT89C52單片機的復位引腳RST（全稱RESET）出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就完成了復位操作。在實際應用系統(tǒng)中，考慮到電源的穩(wěn)定時間，參數(shù)漂移，晶振穩(wěn)定時間以及復位的可靠性等因素，必須有足夠的余量,根據(jù)應用的要求，復位操作通常有兩種基本形式：上電復位、手動復位。復位電路把單片機鎖定在復位狀態(tài)上并且維持一個延時（記作TRST），以便給予電源電壓從上升到穩(wěn)定的一個等待時間；在電源電壓穩(wěn)定之后，再插入一個延時，給予時鐘振蕩器從起振到穩(wěn)定的一個等待時間；在單片機開始進入運行狀態(tài)之前，還要至少推遲2個機器周期的延時。在電源電壓以及振蕩器輸出信號穩(wěn)定之后，又等待了一段較長的延時才釋放RST信號，使得CPU脫離復位鎖定狀態(tài)；而RST信號一旦被釋放，立刻在ALE引腳上就可檢測到持續(xù)的脈沖信號。例如，AT89系列的Rrst阻值約為50～200 kΩ；P89V51Rx2系列的Rrst阻值約為40～225 kΩ。因此，(a)的基礎(chǔ)上添加一個放電二極管D，(c)所示的改進電路。手動復位要求在電源接通的條件下，在單片機運行期間，如果發(fā)