【正文】 部中斷 INT0 暫停采用外部中斷 INT1 另外程序中還用到了定時計數器 0 溢出中斷進行計時依據設計要求暫停的外部中斷 INT1 中斷級別最高計時的定時計數器 0 溢出中斷次之開始的外部中斷 INT0 級別最低 1 外部中斷 0 服務程序 外部中斷 0服務程序結合外部 P32停止鍵實現數字電子秒表的停止功能具體流程圖如圖 22 當按下 P32停止鍵按下向 CPU發(fā)出外部中斷請求 CPU轉向外部中斷 0服務程序執(zhí)行停止定時器另外將當前顯示的時間進行一次存儲存進中間寄存區(qū)最后中斷返回 圖 22 外部中斷 0 服務程序流程圖 2 外部中斷 1 服務程序 外部中斷 1服務程序結合外部 P33停止鍵實現數字電子秒表的啟動功能具體流程圖如圖 22 當按下 P33啟動鍵按下向 CPU發(fā)出外部中斷請求 CPU轉向外部中斷 1服務程序執(zhí)行啟動定時器另外進行二次存儲將之前進行一次存儲的數碼管顯示數據存入最終緩存區(qū)避免下次計時暫停時一次存儲將數據掩蓋從而起到保護數據的作用二次存儲后就中斷返回 圖 23 外部中斷 1 服 務程序流程圖 3 定時中斷服務程序 當定時計數器 T0 器溢出后向 CPU 發(fā)出中斷請求信號 CPU 跳轉到定時中斷程序執(zhí)行具體流程如圖 24 定時中斷程序是一個進位程序主要負責對 1ms 的加一1ms位沒有滿十就跳出中斷程序返回顯示程序當 1ms位滿十后就對 1ms位清零向10ms位加一同時檢測 10ms位是否滿十沒有滿十就跳出中斷程序返回顯示程序如果滿十就向 100ms 位加一依次類推最終達到 9999 秒后歸零從零開始再次計時 定時計數器 T0工作在方式 0下 TH0和 TL0組成一個 13位的二進制數計數器單片機開機或復位時它的值為 00H 當 T0 啟動后從第一個輸入脈沖開始計時每來一個脈沖計數加一即從 0000000000000開始計數到 1XXXXXXXXXX11再計數一個脈沖時 TH0 和 TL0 組成的 13 位計數器將會從 13 個 1 變成 13 個 0 并產生溢出溢出位將被送到 TF0 標志位通過溢出標志產生溢出中斷請求顯然 T0 定時器在方式 0下引起一次中斷所允許計數的最多脈沖個數為 213 個 但如果定時計數器如果每次都固定從 0開始計數到計滿后再向 CPU發(fā)出溢出中斷請求信號那是毫無意義的為了使定時計數器在規(guī)定的計數脈沖個數字之后此時應小于 213 個脈沖向 CPU 發(fā)出溢出中斷請 求可采取預先向 TH0和 TL0 中放入一個初值 X 的方法使計數器以 X 值為起始值開始計數即 X1X2 直至計數器計滿從 1 全變?yōu)?0 設需要計數的脈沖個數為 Y 則有 XY 213 在定時方式下定時時間間隔位 t 213X 振蕩周期 12 現在本設計要求 1ms 實現一次中斷選擇定時器 T0 工作在方式 0 所以需要根據以上條件計算出 T0 的初值 設 T0 的初值為 X 則 213X1212106 1103 轉換位十六進制數 X 7192 1XXXXXXXXXX00B 即 TH0 0E0H 取 X 的高 8 位 TL0 18H 取 X 的低 5 位 由于定時 1ms 只是一個理想化的時間其中并沒有考慮到中斷后單片機執(zhí)行語句所花的時間雖然執(zhí)行語句所花的時間很短只有即微秒但積少成多數字秒表一秒中要溢出中斷 1000 次積累起來誤差就能達到毫秒級這對于精度到達毫秒級的數字電子秒表來說是很大的誤差所以要在后期編程時還要將單片機讀程序的時間考慮進去 在對定時器賦初值時將單片機需要執(zhí)行的語句所花的時間加上這樣就能使數字電子秒表的誤差達到最小 圖 24 定時中斷服務程序 3 數字電子秒表的安裝與調試 31 軟件的仿真與調試 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件可以仿真分析 SPICE 各種模擬器件和集成電路該軟件的特點實現了單片機仿真和SPICE 電路仿真相結合支持主流單片機系統的仿真提供軟件調試功能④具有強大的原理圖繪制功能總之該軟件是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真軟件功能極其強大 Proteus ISIS 的工作界面是一種標準的 Windows 界面包括標題欄主菜單狀態(tài)欄標準工具欄繪圖工具欄對象選擇按鈕預覽對象方位控制按鈕仿真進程控制按鈕預覽窗口對象選擇器窗口圖形編輯窗口首先打開已經畫好的proteus DSN 文件雙擊圖中的 AT8952 芯片就彈出一個窗口在 Program File 項中通過路徑選擇在中生成的 HEX 文件雙擊選中后確定這樣仿真圖中的 AT8952 芯片就已經讀取了本設計中的 HEX 文件單擊三角形按鈕進行仿真 制作好的電路板可以用萬用表 200 歐姆檔的紅黑表筆測試電路板的每條走線當其電阻非常小時證明走線沒有斷開當其電阻很大時證明該條走線斷了應該重新走線使電路板在電氣上得到正確地連接選用萬用表的 20K 歐姆檔檢測電路中是否存在短路因為系統采用的是共陰極數碼管作為顯示電路必須確保數碼管的公共端接的是低電平 1 晶振電路的測試 在單片機正 常運行的必要條件是單片機系統的時鐘穩(wěn)定正常實際中因為各種原因導致系統時鐘不正常而出現系統無法正常運行的情況時有因此系統時鐘是否振是通電檢查的首要環(huán)節(jié)在系統通電的狀況下用萬用表的直流電壓檔 20V分別測量 XTAL1 和 XTAL2 引腳的電壓看是否正常在調試過程中測得電壓 XTAL1引腳應為 205VXTAT2 應為 215V 2 復位電路的測試 復位不正常也會導致系統不能工作如果復位引腳始終為高電平系統將始終處于復位狀態(tài)如果始終為低電平不能產生復位所需的高電平信號脈沖則系統也可能無法正常工作單片機正常工作時 RST 復位引腳應為 0V 按下復位按鍵時復位引腳為高電平 5V 左右 3 顯示電路的測試 顯示電路是數字電子秒表正常運行最直觀的觀察窗口我們可以通過觀察顯示電路的顯示結果觀察系統能否正常運行當顯示電路按照電路圖焊接好后用萬用表的測二極管檔位將黑表筆接共陰數碼管的公共段然后將紅表筆接數碼管的各段當數碼管的段能正常顯示說明各點焊接正常 33 系統程序的燒錄 在軟件調試中使用當今流行的功能強大且普遍的 WAVE 6000 軟件 \進行軟件編譯與調試使用 Microcontroller ISP Software 及其配套的單片機對程序進行燒錄 圖 31 Debice selection 圖 32 Atmel microcontroller 軟件的燒錄第一步安裝并運行 Microcontroller ISP Software 軟件第二步點擊 Options 欄的 select device 選項這時出現一個對話窗口如圖 31 所示按圖選擇后點擊 OK按鍵如出現圖 32所示窗口則說明電腦與開發(fā)板沒連接好或單片機沒插好等需重裝檢查硬件連接如果沒有出現則說明初始化成功 第三步點擊 File 欄的 Load Buffer 選項打開已經編譯好的 HEX 文件點擊載入出 點確定后再點擊圖 33 中的 A 字圖標出 完成后按軟件默認選項點擊OK－ OK― OK 燒錄完成否則重新檢查硬件連接后再重新燒錄 Atmel auto programming 34 數字電子秒表的精度調試 將數字電子秒表的程序編譯后燒錄進單片機并將單片機插入系統并保證其能正常運行在進行精度測試之前的編程過程中我們知道了單片機在進行定時中斷時需要執(zhí)行語句而執(zhí)行這些語句是需要占用 CPU 時間的從而影響單片機定時的精確性最終會導致數字電子秒表的計時誤差為 了減小這種計時誤差我們之前在編程時已經將單片機一秒鐘內執(zhí)行程序的時間計算在內并將定時器的初值做出了適當調整爭取最大限度的減小數字電子秒表的計時誤差 在進行秒表精度調試時我們讓本設計的單片機秒表和電子表同時計時為了能盡可能的觀察出是否有誤差我們將計時時間定為 10 分鐘當計時時間到后觀察兩個計時秒表是否同時到達如果不是同時到達就說明有一定的誤差需要在程序中對定時器進行微調如果兩表是同時到達則說明秒表的設計滿足要求 結 論 本設計的數字電子秒表是由 8051 單片機共陰數碼顯示管控制按鍵三極管等器件構成的設有六位計 時顯示開始暫停復位按鍵以及一個系統整機復位按鈕計時精度能到達 10ms 設計精簡使用簡單易懂系統設計合理并給出了詳細的電路設計方法本系統是以單片機通過設計復習鞏固我們以前所學習的數字模擬電子技術單片機原理及等課程知識加深對各門課程及相互關系的理解并成功使用了Protel 99se 和 Proteus 三款電子軟件使理論知識系統化實用化系統地掌握微機應用系統的一般設計方法培養(yǎng)較強的編程能力開發(fā)能力同時在設計的過程中我也發(fā)現了的許多不足和可以改進的地方了兩周的課程設計讓人感受頗深有關于單片機知識的但更多是團隊和合作 我們 小組一共 4 個人人多分工就顯得很重要在我們的集體的討論之下我得到了設計硬件電路和總體調試的任務當時讓我感到很有壓力因為我們平時接觸的都是純粹理論的東西做實驗也是霧里看花對硬件的認識是很缺乏的 通過 10 多天的努力我們小組終于完成了單片機的課程設計我覺得作為一名自動化專業(yè)的學生單片機的課程設計是很有意義的更重要的是如何把自己平時所學的東西應用到實際中雖然自己對于這門課懂的并不多很多基礎的東西都還沒有很好的掌握覺得很難也沒有很有效的辦法通過自身去理解但是靠著這一個多禮拜的學習在小組同學的幫助和講解下漸漸對這門課逐漸 產生了些許的興趣自己開始主動學習并逐步從基礎慢慢開始弄懂它我認為這個收獲應該說是相當大的 一開始我們從參考書上找來了課題但是畢竟是參考書做到后來發(fā)現很多程序都是不完整的這讓我們傷透了腦筋看著別的小組都弄得有模有樣了可是我們連一個課題