基?于?8?9?c?5?1的電子秒表畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-10-03 20:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 級(jí)別。避免出現(xiàn) CPU 執(zhí)行完定時(shí)溢出中斷程序后再響應(yīng)外部中斷程序，影響計(jì)時(shí)精度。 AT89C52 的自然優(yōu)先級(jí)順序排列如下： 中斷源 最高 外部中斷 0 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0溢出中斷 外部中斷 1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1溢出中斷 串行口中斷 最低 數(shù)字式秒表中的兩個(gè)按鍵采用了中斷實(shí)現(xiàn)功能。開始采用外部中斷 INT0，暫停采用外部中斷 INT1。另外程序中還用到了定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 溢出中斷進(jìn)行計(jì)時(shí)。依據(jù)設(shè)計(jì)要求，暫停的外部中斷 INT1 中斷級(jí)別最高，計(jì)時(shí)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 溢出中斷次之，開始的外部中斷 INT0 級(jí)別最低。 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 停止鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子秒表的停止功能，具體流程圖如圖 。 當(dāng)按下 停止鍵按下向 CPU發(fā)出外部中斷請(qǐng)求， CPU轉(zhuǎn)向外部中斷 0 服務(wù)程序執(zhí)行，停止定時(shí)器。另外將當(dāng)前顯示的時(shí)間進(jìn)行一次存儲(chǔ)，存進(jìn)中間寄存區(qū)。最后中斷返回。 8 外 部 中 斷 0 入 口停 止 定 時(shí) 器 T 0一 次 存 儲(chǔ)中 斷 返 回 圖 外部中斷 0服務(wù)程序流程圖 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 停止鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子秒表的啟動(dòng)功能，具體流程圖如圖 。 當(dāng)按下 啟動(dòng)鍵按下向 CPU發(fā)出外部中斷請(qǐng)求， CPU轉(zhuǎn)向外部中斷 1 服務(wù)程序執(zhí)行，啟動(dòng)定時(shí)器。另外進(jìn)行二次存儲(chǔ)，將之前進(jìn)行一次存儲(chǔ)的數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)存入最終緩存區(qū)，避免下次計(jì)時(shí)暫停時(shí)一次存儲(chǔ)將數(shù)據(jù)掩蓋，從而起到保護(hù)數(shù)據(jù)的作用。二次存儲(chǔ)后就中斷返回。 外 部 中 斷 1 入 口啟 動(dòng) 定 時(shí) 器 T 0二 次 存 儲(chǔ)中 斷 返 回 圖 外部中斷 1服務(wù)程序流程圖 9 定時(shí)中斷服務(wù)程序 當(dāng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 器溢出后，向 CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。 CPU 跳轉(zhuǎn)到定時(shí)中斷程序執(zhí)行，具體流程如圖 。定時(shí)中斷程序是一個(gè)進(jìn)位程序，主要負(fù)責(zé)對(duì) 1ms 的加一。1ms 位沒(méi)有滿十就 跳出中斷程序，返回顯示程序。當(dāng) 1ms 位滿十后就對(duì) 1ms 位清零，向 10ms 位加一，同時(shí)檢測(cè) 10ms 位是否滿十，沒(méi)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(dá)到 秒后歸零，從零開始再次計(jì)時(shí)。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0工作在方式 0下， TH0 和 TL0組成一個(gè) 13 位的二進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)器。單片機(jī)開機(jī)或復(fù)位時(shí)，它的值為 00H，當(dāng) T0啟動(dòng)后，從第一個(gè)輸入脈沖開始計(jì)時(shí)，每來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)加一，即從 0000000000000 開始計(jì)數(shù)到 1111111111111，再計(jì)數(shù)一個(gè)脈沖時(shí) TH0和 TL0 組 成的 13 位計(jì)數(shù)器將會(huì)從 13 個(gè) 1變成 13 個(gè) 0，并產(chǎn)生溢出，溢出位將被送到 TF0標(biāo)志位，通過(guò)溢出標(biāo)志產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。顯然， T0定時(shí)器在方式 0下引起一次中斷所允許計(jì)數(shù)的最多脈沖個(gè)數(shù)為 213 個(gè)。 但如果定時(shí)計(jì)數(shù)器如果每次都固定從 0開始計(jì)數(shù)，到計(jì)滿后，再向 CPU 發(fā)出溢出中斷請(qǐng)求信號(hào)那是毫無(wú)意義的。為了使定時(shí)計(jì)數(shù)器在規(guī)定的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)字之后（此時(shí)應(yīng)小于 213 個(gè)脈沖），向 CPU 發(fā)出溢出中斷請(qǐng)求，可采取預(yù)先向 TH0 和 TL0 中放入一個(gè)初值 X的方法，使計(jì)數(shù)器以 X值為起始值開始計(jì)數(shù)，即 X+1， X+2，??直至計(jì)數(shù)器計(jì)滿， 從 1全變?yōu)?0。設(shè)需要計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)為 Y，則有： X+Y=213 在定時(shí)方式下 :定時(shí)時(shí)間間隔位 t=（ 213— X） *振蕩周期 *12 現(xiàn)在本設(shè)計(jì)要求 1ms 實(shí)現(xiàn)一次中斷，選擇定時(shí)器 T0 工作在方式 0。所以需要根據(jù)以上條件計(jì)算出 T0的初值。 設(shè) T0的初值為 X，則 （ 213— X） *12/12*106 =1*103 轉(zhuǎn)換位十六進(jìn)制數(shù) X=7192=1110000011000B 即 TH0=0E0H（取 X的高 8位） TL0=18H（取 X 的低 5位） 由于定時(shí) 1ms 只是一個(gè)理想化的時(shí)間，其中并沒(méi)有考慮到中 斷后單片機(jī)執(zhí)行語(yǔ)句所花的時(shí)間。雖然執(zhí)行語(yǔ)句所花的時(shí)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(lái)誤差就能達(dá)到毫秒級(jí)，這對(duì)于精度到達(dá)毫秒級(jí)的數(shù) 10 字電子秒表來(lái)說(shuō)是很大的誤差。所以要在后期編程時(shí)還要將單片機(jī)讀程序的時(shí)間考慮進(jìn)去， 在對(duì)定時(shí)器賦初值時(shí)將單片機(jī)需要執(zhí)行的語(yǔ)句所花的時(shí)間加上，這樣就能使數(shù)字電子秒表的誤差達(dá)到最小。 定 時(shí) 中 斷 服 務(wù) 程 序 入 口1 m s 位 加 一判 斷 1 m s 位 是 否 滿 1 01 m s 位 清 零 ， 1 0 m s 位 加 一判 斷 1 0 m s 位 是 否 滿 1 01 0 m s 位 清 零 ， 1 0 0 m s 位 加 一判 斷 1 0 0 m s 位 是 否 滿 1 01 0 0 m s 位 清 零 ， 1 s 位 加 一判 斷 1 s 位 是 否 滿 1 01 s 位 清 零 ， 1 0 s 位 加 一判 斷 1 0 s 位 是 否 滿 1 01 0 s 位 清 零中 斷 返 回是是是是是否否否否 11 四 、硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) （一）、 AT89C51 微處理器介紹 AT89C51 微處理器的背景 AT89C 系列單片機(jī)（微處理器）是 ATMEL 公司 1993 年開始研制生產(chǎn)的，優(yōu)越的性能價(jià)格比使其成為頗受歡迎的 8 位單片機(jī)。 AT89C 系列與 MCS— 51系列單片機(jī)在軟、硬件上相互兼容，但 AT89C 系列與 MCS— 51 系列單片機(jī)相比有兩大優(yōu)勢(shì)：第一，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器采用閃速存儲(chǔ)器，使程序的寫入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片（ AT89C2051/1051），使整個(gè)硬件電路的體積更小。 AT89C 系列單片機(jī)有四種型號(hào)： AT89C5 AT89C5 AT89C105 AT89C2051，其中AT89C2051/1051 是 ATMEL 公司 AT89C 系列的新成員。它的較小的體積、良好的性能價(jià)格比倍受青睞，在家電產(chǎn)品、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、醫(yī)療器械等應(yīng)用方面成為用戶降低成本的首選器件 AT89C51 單片機(jī)的功能結(jié)構(gòu) AT89C51 單片機(jī)芯片為 40個(gè)引腳， HMOS 工藝制造的芯用片采 雙列 直插（ DIP）方式，其引腳示意及功能分類如圖 所示。它具有如下主要特性： AT89C51 與 MCS51 兼容； 內(nèi)部帶 4KB可編程閃速存儲(chǔ)器； 壽命為 1000 次擦 /寫循環(huán)； 數(shù)據(jù)保留時(shí)間為 10 年； 工作電壓范圍為 — 6V； 令靜態(tài)工作頻率為 0Hz— 24Hz； 128 8 位內(nèi)部 RAM。 32 條可編程 I/O線； 2個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 5個(gè)兩級(jí)中斷源； 可編程全雙工串行 UART 通道； 12 圖 AT
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