【正文】 本文參考了大量的文獻資料，在此，向各學術界的前輩們致敬。 25 謝辭 在整個畢業(yè)設計中，我得到了指導老師汪老師的熱心指導和幫助，感謝汪老師的悉心指導和教誨，汪老師 淵博的學識、嚴謹的治學態(tài)度以及為人師表的言行舉止， 深深地感染和激勵著我。采用匯編語言來進行軟件設計，利用匯編語言 面向機器 并能較好的發(fā)揮機器的特性，且用內存少，執(zhí)行速度快，能提高秒表的精度。這時候硬件電路出錯的可能已經比較小，但是也要注意各部分是否有互相影響的地方，要注意防止外界的干擾。 我首先將編 好的程序在 Keiil uVsion3 環(huán)境之中進行編譯，第一次未通過，經過錯誤提示我發(fā)現是幾處標點的格式為中文格式導致編譯軟件不能識別，還有一處丟掉了一個分號，改正之后就運行正常，最終生產了 HEX 文件。定時器 T1 子程序 DINGSHI:MOV TL1,0F0H 。判斷數據是否掃描完成 DEC R0 DJNZ R7,LOOP1 。加一子程序 JIA1: INC R1 。定時 10ms MOV TH1,0D8H CLR TR0 。主程序入口地址 。當外部中斷有請求則去執(zhí)行外部中斷服務。 14 模塊化結構程序的設計，可以使系統(tǒng)軟件便于調試與優(yōu)化，也使其他人更好地理解和閱讀系統(tǒng)的程序設計。而另外的開始鍵和暫停鍵兩鍵使用了外部中斷，所以需要連接到單片機的特殊接口 和 ，這兩個I/O 口的第二功能分別為單片機的外部中斷 1 端口和外部中斷 0 端口。 RST 引腳是復位信號輸入端，復位信號為 高電平有效，其有效時間應持續(xù) 24 個振蕩周期以上才能完成復位操作，若使用 6MHz晶振，則需持續(xù) 4μ s 以上才能完成復位操作。 12 復位電路的選擇與設計 單片機小系統(tǒng)采用上電自動復位和手動按鍵復位兩種方式實現系統(tǒng)的復位操作。利用其內部的震蕩電路 XTAL1 和 XTAL2 外接定時元件，內部震蕩電路便產生自激震蕩，用示波器可以觀察到 XTAL2 的輸出時鐘信號。顯示時，分別取出11H、 12H 地址中的數據，然后查得對應的顯示用段碼，并從 P0 口輸出， P2 口將對應的數碼管選中供電，就能顯示該地址單元的數據值。 P0 口輸出段碼數據， 74LS164用作驅動輸出， 、 、 、 口接四個按鈕開關，分別實現暫停、快加、開始和復位功能。 顯示原理圖如下圖所示： 9 數碼管的優(yōu)勢如下： LED 數碼管類似于洗墻燈什么的，適合戶外建筑墻壁上，如果要顯示視頻的話需要做的很大，整個建筑墻面都可以覆蓋，亮度與 LED 顯示屏差不多 ，但畫面肯定沒有顯示屏細膩的。低功耗的閑置和掉電模式 數據保留時間： 10 年 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。 AT89C51 單片機在一塊芯片上集成了 CPU，存儲器 RAM， ROM 以及輸入與輸出接口電路，這種芯片習慣上被稱為單片微型計算機。而對開始和復位鍵采用外部中斷的方式。在計時過程中，只要按下暫停鍵，即根據 口電平變化去執(zhí)行控制程序，關斷定時器 T0 和 T1，調用顯示子程序，實現暫停功能。測量時間的基本方法是使用秒表直接測量。當 按下時就跳轉回主程序。 本 設計 利用 8051 單片機的定時器 /計數器定時和記數的原理 ，使其能精確計時。將軟、硬件有機地結合起來，使得系統(tǒng)能夠實現兩位 LED 顯示，顯示時間為 0～ 秒，計時精度為 秒，能正確地進行計時，同時能記錄一次時間，并在下一次計時后對上一次計時時間進行查詢。本文闡述了基于單片機的數字電子秒表設計。孟關良 /楊文軍的成績比獲得銀牌的古巴選手只快了 秒，以至于兩人在奪冠之后還不敢相信。計時采用定時器 T0中斷完成，定時溢出中斷周期為 1ms，當一處中斷后向 CPU 發(fā)出溢出中斷請求，每發(fā)出一次中斷請求就對毫秒計數單元進行加一，達到 10 次就對十毫秒位進行加一，依次類推，直到 99 秒重新復位。根據以上設計思路從而實現數字電子秒表的計時和查看上一次計時時間的功能。使用定時器 T0 實現 10ms 的定時，進行快加延時；當想實現正常計數時的 1s 延時，只需要實現 40 次 25ms 的定時器 T1 控制延時就可以實現。這四個鍵可以采用中斷的方法，也可以采用掃描的方法來識別。 LCD 數碼管顯示器由 8 個發(fā)光二極管中的 7 個長條形二極管（稱七筆段）按 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 順序組成八字形，另外一個點形的發(fā)光二極管 dp 放在右下方，用來顯示小數點。 P1 口只做 I/O 口使用：其內部有上拉電阻。與 MCS51 兼容 兩個 16 位定時器 /計數器 2. 引腳 功能： CLOCK ：時鐘輸入端 CLEAR： 同步清除輸入端（低電平有效） A， B ：串行數據輸入端 QA－ QH： 輸出端 7 圖 1 74LS164 封裝 圖 圖 2 74LS164 內部邏輯圖 3. 極限值 電源電壓 7V 輸入電壓 ??? 工作環(huán)境溫度 54164???? 55～ 125℃ 74164???? 0～ 70℃ 儲存 溫度 ?? 65℃ ～ 150℃ 圖 3 真值表 H－高電平 L－低電平 X－任意電平 ↑ －低到高電平跳變 QA0,QB0,QH0 －規(guī)定的穩(wěn)態(tài)條件建立前的電平 QAn,QGn －時鐘最近的 ↑ 前的電平 8 圖 4 時序圖 4. 選擇 74LS164 的優(yōu)勢 （ 1） 經典串入并出， 1 個 I/O 口就可以驅動多個數碼管。主控制器采用單片機 8051，顯示電路采用兩位共陰極 LED 數碼管顯示計時時間。本設計中，數碼管顯示的數據存放在內存單元 11H 和 12H 中。單片機內部雖然有震蕩電路，但要形成時鐘，外部還需要附加電路石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用，有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，單必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 C1 和 C2 可在 10100pF 之間取值，一般情況下取 30pF。手動按鍵復位是通過按鍵將電阻 R1 與 VCC 接通來實現。 8051 單片機提供了 XTAL1 和 XTAL2 兩個專用引腳接晶振電路，因此只要將晶振電路接到兩個專用引腳即可為單片機提供時鐘脈沖，但在焊接 晶振電路時要盡量使晶振電路靠近單片機，這樣可以為單片機提供穩(wěn)定的始終脈沖。 4 軟件設計 程序設計思想 本設計采用了匯編語言編寫，匯編語言由于采用了助記符號來編寫程序，比用機器語言的二進制代碼編程要方便些，在一定程度上簡化了編程過程。系統(tǒng)（上電）復位后，進入主程序，主程序流程圖如圖 10 所示，部分子程序流程圖由圖 1 1 1 1 1 16 給出。定時器 T0 入口地址 ORG 0013H AJMP ZHONGDUAN1 。初始化設置 MOV 11H,00H MOV R1,00H MOV R2,00H MOV R3,40 。正常計時 1s 延時 RETI 。2 個數碼管顯示子程序 MOV R0,12H LOOP1:MOV R6,08H 。調用加一子程序 ACALL XIANSHI 。共陰接法數碼管地址表 END 21 數字秒表仿真圖 22 5 數字秒表的系統(tǒng)調試 測試儀器 DS5102CA 100MHZ 雙信道數字示波器一臺 DF17351SB5AB 直流電源一臺 奔四 計算機一臺 萬用表一塊 軟件調試 軟件調試的任務是利用軟件的開發(fā)工具進行仿真調試，發(fā)現和糾正程序錯誤，同時也能發(fā)現硬件故障。調試過程如下： (1) AT89C51 這部分電路是系統(tǒng)的主要部分，接上電源后先用萬用表測量單片機的 20 引腳是否為低電平，再測量 40 引腳和 31 引腳是否為高電平，正常后用示波器測量 30 引腳，看是否輸出 2M 的方波信號，正常后說明單片機已起振。計時精度能到達 10ms，設計精簡，使用簡單易懂。設計中把74LS164 用作驅動輸出控制，輸出結果用兩個共陰極 LED 數碼管顯示。多虧了舍友的開導和幫助，這次的設計才得以順利完成。 26 參考文獻 [1]:李華 ,王思明 ,張金敏 .單片機原理及應用 [M].蘭州：蘭州大學出版社 ,. [2]吳蓉 ,梁龍學 ,崔用明 .數字電子技術 [M].蘭州：蘭州大學出版社 ,. [3] 顧濱 ,李勛 .單片微計算機原理開發(fā)與應用 [M].北京：高等教育出版社 ,. [4] 鄭毛祥 .單片機應用基礎 .人民郵電出版社， ： 2142 [5] 李鄧化，彭書華，許曉飛．智能檢測技術及儀表．科學出版社， 2022： 194201 [6] 戴佳 . 單片 機 C51 語 言 應 用 程 序 設 計 . 電 子 工 業(yè) 出 版 社 ， :168169 [7] 朱民雄 .計算機語言技術 . 北京航空航天大學出版社， :103105 [8] 李鴻 . 單片機原理及應用 . 湖南大學出版社 . 2022:8:7273 [9] 劉建清 . 單片機技術 . 國防工業(yè)出版社， : 104105 [10] 楊寧，胡學軍．單片機與控制技術．北京航空航天大學出版社，202203:306322 [11] 馬忠梅等．單片機 C 語言應用程序設計．北京航空航天大學出版社，1997:201211 。 真誠的感謝參加論文評審的各位