【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(shù)器 0 溢出中斷進行計時依據(jù)設(shè)計要求暫停的外部中斷 INT1 中斷級別最高計時的定時計數(shù)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(wù)程序 外部中斷 0服務(wù)程序結(jié)合外部 P32停止鍵實現(xiàn)數(shù)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(zhuǎn)向外部中斷 0服務(wù)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(wù)程序流程圖 2 外部中斷 1 服務(wù)程序 外部中斷 1服務(wù)程序結(jié)合外部 P33停止鍵實現(xiàn)數(shù)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(zhuǎn)向外部中斷 1服務(wù)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(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)存入最終緩存區(qū)避免下次計時暫停時一次存儲將數(shù)據(jù)掩蓋從而起到保護數(shù)據(jù)的作用二次存儲后就中斷返回 圖 23 外部中斷 1 服 務(wù)程序流程圖 3 定時中斷服務(wù)程序 當定時計數(shù)器 T0 器溢出后向 CPU 發(fā)出中斷請求信號 CPU 跳轉(zhuǎn)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(shù)器 T0工作在方式 0下 TH0和 TL0組成一個 13位的二進制數(shù)計數(shù)器單片機開機或復(fù)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(shù)加一即從 0000000000000開始計數(shù)到 1XXXXXXXXXX11再計數(shù)一個脈沖時 TH0 和 TL0 組成的 13 位計數(shù)器將會從 13 個 1 變成 13 個 0 并產(chǎn)生溢出溢出位將被送到 TF0 標志位通過溢出標志產(chǎn)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(shù)的最多脈沖個數(shù)為 213 個 但如果定時計數(shù)器如果每次都固定從 0開始計數(shù)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(shù)器在規(guī)定的計數(shù)脈沖個數(shù)字之后此時應(yīng)小于 213 個脈沖向 CPU 發(fā)出溢出中斷請 求可采取預(yù)先向 TH0和 TL0 中放入一個初值 X 的方法使計數(shù)器以 X 值為起始值開始計數(shù)即 X1X2 直至計數(shù)器計滿從 1 全變?yōu)?0 設(shè)需要計數(shù)的脈沖個數(shù)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(xiàn)在本設(shè)計要求 1ms 實現(xiàn)一次中斷選擇定時器 T0 工作在方式 0 所以需要根據(jù)以上條件計算出 T0 的初值 設(shè) T0 的初值為 X 則 213X1212106 1103 轉(zhuǎn)換位十六進制數(shù) 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(shù)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(shù)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(shù)字電子秒表的誤差達到最小 圖 24 定時中斷服務(wù)程序 3 數(shù)字電子秒表的安裝與調(diào)試 31 軟件的仿真與調(diào)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(xiàn)了單片機仿真和SPICE 電路仿真相結(jié)合支持主流單片機系統(tǒng)的仿真提供軟件調(diào)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(yù)覽對象方位控制按鈕仿真進程控制按鈕預(yù)覽窗口對象選擇器窗口圖形編輯窗口首先打開已經(jīng)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(jīng)讀取了本設(shè)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(yīng)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(tǒng)采用的是共陰極數(shù)碼管作為顯示電路必須確保數(shù)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(tǒng)的時鐘穩(wěn)定正常實際中因為各種原因?qū)е孪到y(tǒng)時鐘不正常而出現(xiàn)系統(tǒng)無法正常運行的情況時有因此系統(tǒng)時鐘是否振是通電檢查的首要環(huán)節(jié)在系統(tǒng)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(diào)試過程中測得電壓 XTAL1引腳應(yīng)為 205VXTAT2 應(yīng)為 215V 2 復(fù)位電路的測試 復(fù)位不正常也會導(dǎo)致系統(tǒng)不能工作如果復(fù)位引腳始終為高電平系統(tǒng)將始終處于復(fù)位狀態(tài)如果始終為低電平不能產(chǎn)生復(fù)位所需的高電平信號脈沖則系統(tǒng)也可能無法正常工作單片機正常工作時 RST 復(fù)位引腳應(yīng)為 0V 按下復(fù)位按鍵時復(fù)位引腳為高電平 5V 左右 3 顯示電路的測試 顯示電路是數(shù)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(jié)果觀察系統(tǒng)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(shù)碼管的公共段然后將紅表筆接數(shù)碼管的各段當數(shù)碼管的段能正常顯示說明各點焊接正常 33 系統(tǒng)程序的燒錄 在軟件調(diào)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(diào)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(xiàn)一個對話窗口如圖 31 所示按圖選擇后點擊 OK按鍵如出現(xiàn)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(xiàn)則說明初始化成功 第三步點擊 File 欄的 Load Buffer 選項打開已經(jīng)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(shù)字電子秒表的精度調(diào)試 將數(shù)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(tǒng)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(dǎo)致數(shù)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(jīng)將單片機一秒鐘內(nèi)執(zhí)行程序的時間計算在內(nèi)并將定時器的初值做出了適當調(diào)整爭取最大限度的減小數(shù)字電子秒表的計時誤差 在進行秒表精度調(diào)試時我們讓本設(shè)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(diào)如果兩表是同時到達則說明秒表的設(shè)計滿足要求 結(jié) 論 本設(shè)計的數(shù)字電子秒表是由 8051 單片機共陰數(shù)碼顯示管控制按鍵三極管等器件構(gòu)成的設(shè)有六位計 時顯示開始暫停復(fù)位按鍵以及一個系統(tǒng)整機復(fù)位按鈕計時精度能到達 10ms 設(shè)計精簡使用簡單易懂系統(tǒng)設(shè)計合理并給出了詳細的電路設(shè)計方法本系統(tǒng)是以單片機通過設(shè)計復(fù)習(xí)鞏固我們以前所學(xué)習(xí)的數(shù)字模擬電子技術(shù)單片機原理及等課程知識加深對各門課程及相互關(guān)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(tǒng)化實用化系統(tǒng)地掌握微機應(yīng)用系統(tǒng)的一般設(shè)計方法培養(yǎng)較強的編程能力開發(fā)能力同時在設(shè)計的過程中我也發(fā)現(xiàn)了的許多不足和可以改進的地方了兩周的課程設(shè)計讓人感受頗深有關(guān)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(shè)計硬件電路和總體調(diào)試的任務(wù)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(shè)計我覺得作為一名自動化專業(yè)的學(xué)生單片機的課程設(shè)計是很有意義的更重要的是如何把自己平時所學(xué)的東西應(yīng)用到實際中雖然自己對于這門課懂的并不多很多基礎(chǔ)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(xué)習(xí)在小組同學(xué)的幫助和講解下漸漸對這門課逐漸 產(chǎn)生了些許的興趣自己開始主動學(xué)習(xí)并逐步從基礎(chǔ)慢慢開始弄懂它我認為這個收獲應(yīng)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(xiàn)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