【文章內(nèi)容簡介】 Flash 內(nèi)部程序存儲器，可擦寫 1000 次； （ 3） 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM； （ 4） 32 根可編程 I/O 口； （ 5） 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器； （ 6） 8 個中斷源； （ 7）可編程中串行口； （ 8）低功耗空閑掉電方式。 它的價格便宜，功能強大，能耗低。很大程度上減少總電路的復雜性，提高了所設計系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其芯片引腳圖如圖 2 所示。 圖 2 單片機 AT89S52引腳圖 4 時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，單片機本身就是一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格地按時序進行工作。在 AT89S52 芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 ATAL1，輸出端為引腳 XTAL2，在芯片的外部通過這兩個引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。此電路采用 12MHz 的石英晶振。 鍵盤電路 此設計使用獨立式鍵盤接在單片機的 P1 口上但通過軟件賦予 其中五個按鍵功能，其中 S2 是開始鍵， S3 是暫停鍵， S4 繼續(xù)計時鍵， S5 是停止鍵， S6 是清零鍵。注意使用時只有在暫停狀態(tài)下才能繼續(xù)計時，在停止時不能繼續(xù)計時。 復位電路的選擇 復位是單片機的初始化操作，其主要功能是把 PC 初始化為 0000H,使單片機從0000H 單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復位鍵以重新啟動。 RST 引腳是單片機復位信號的輸入端，復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù) 24 個振蕩周期（即 2 個機器周期）以上，使用頻率為 12MHz 的晶振，則復位信號持續(xù)時間應超過 2us 才能完成復位操作。復位操作上有電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的。按鍵電平復位是通過使復位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實現(xiàn)的。在本設計中采用了按鍵電平復位方式，其復位電路如圖 24 所示。 驅(qū)動及顯示電路 數(shù)碼管實際上是由二極管構成發(fā)光二極管正常工作時，其兩端正向壓降約為，正向電流約為 10mA，為了使數(shù)碼管達到一定的亮度而又不至于由于電流過大而損壞，我們使用三極管 S8550 作為數(shù)碼管的驅(qū)動，同時在 P0 口和 P2 口上串上 470Ω的電阻。此處使用四位一體共陰極數(shù)碼管，由于驅(qū)動電路決定了此處共陰極數(shù)碼管和共陽極數(shù)碼管均可采用而且均采用共陽極代碼來編寫顯示程序。 單片機下載口電路 下載口主要是一個十芯的底座，可以通過使用 USB 下載線對單片機進行程序下載。 5 硬件系統(tǒng)設計圖 電路圖原理 此處電路原理圖以及 PCB 原理圖的繪制均使用 protel99 完成， protel99 提供一個集成的設計環(huán)境，包括原理圖設計和 PCB 布線工具。根據(jù)硬件接線要求設計繪制電路原理圖及 PCB。具體電路圖見附錄 PCB 圖 PCB 圖設計時，首先要使元器件盡量少，這樣既可以節(jié)約材料，又可以使布線更加短，減少干擾，同時還應該注意盡量減少線路之間的寄生電容和電感，布線時需要將線寬設置得比較寬這樣可以提高腐蝕電路板時的成功率，焊盤大小也要設置的比較大，這樣在腐蝕環(huán)節(jié)和焊接環(huán)節(jié)比較容易成功。不易出現(xiàn)短線的現(xiàn)象和焊盤剝離的現(xiàn)象。雙面布線時芯片和針腳多的元件需將焊接點置于底層，這樣才能比較方便焊接。電路板 PCB 圖見附錄 。 元器件布局圖 圖見附錄 元器件清單 圖見附錄 6 3 軟件系統(tǒng)的設計 使用單片機資源情況 本次電子鐘設計除了使用單片機工作所必須的硬件資源（如連接晶振的引腳XTAL1 和 XTAL2，復位引腳 RESET）外，對單片機的硬件資源還做了具體的安排。 （ 1） P0 口： 作為數(shù)碼管顯示器的段控。 （ 2） P1 口： 作為獨立式鍵盤的輸入端。 （ 3） P2 口： 分別控制數(shù)碼管 LED0LED7 的位控碼驅(qū)動。 （ 4） 使用通用寄存器 RO、 R1 來延時， R2R7 作為數(shù)據(jù)的保護和處理。 （ 5） 作為 開始和停止的分開運行的標志， 作為暫停和繼續(xù)的分開運行標志 軟件系統(tǒng)各模塊功能簡要介紹 顯 P 程序和鍵掃程序（主程序，顯示 P，也判斷有無鍵按下，若有，則跳轉(zhuǎn)相應標志地方執(zhí)行相應程序） 數(shù)碼管顯示程序（顯示當前的各位的數(shù)據(jù)情況） 數(shù)據(jù)處理程序（讓秒表的每個位隨時間變化并保存在寄存器里） KS（鍵掃描子程序） DL（毫秒延時子程序） TAB(共陽數(shù)碼管字型代碼表 ) 7 軟件系統(tǒng)程序流程框圖 顯 P 程序和鍵掃程序 圖 3 顯 P程序和鍵掃程序 開始 開啟位控給段控賦顯示 P的值 有無按鍵按下 是否按下 Y N 是否按下 是否按下 是否按下 是否按下 N N N N 跳轉(zhuǎn)并執(zhí)行相應的程序 Y Y Y Y Y 8 數(shù)碼管顯示程序 圖 4 數(shù)碼管顯示程序 開始 使 R2R7六組數(shù)據(jù)處理置零 分別打開 P2 上位控口，通過 R2R7給 P0口賦值使顯示管亮并調(diào)用延時程序 調(diào)用鍵掃 是否有鍵按下 是否為 1 是否為 0 跳至數(shù)據(jù)處理標號處 跳回鍵掃那里 跳轉(zhuǎn)標號處 跳轉(zhuǎn)標號處 Y Y Y N N N 9 數(shù)據(jù)處理程序 10 開始 R2加 1 R2是否為 0AH R3加 1， R2清零 Y R3是否為 0AH Y R4加 1， R3清零 Y R4是否為 0AH Y R5加 1， R4清零 R5是否為 0AH Y R6加 1， R5清零 Y R6是否為 0AH Y R7加 1， R6清零 Y R7是否為 0AH Y Y SJMP $ Y 跳轉(zhuǎn)顯示程序 N N N N N N 11 延時子程序 圖 6 延時子程序 開始 給 R1賦值 給 R0賦值 N o p R0自減等于 1？ R1自減等于 1？ 返回 Y Y N N 12 有無閉合鍵子程序 圖 7 有無閉合鍵子程序 軟件系統(tǒng)程序清單 按照流程圖應用軟件 keil 匯編語言編程實現(xiàn)秒表功能。程序見附錄 開始 取按鍵 P1上的值給 A A 取反 讓 A 和 0FH相與保留低字節(jié) 返回 13 4 設計總結 設計結論及使用說明 通過設計和調(diào)試，數(shù)字式秒表能順利完成各項功能。上電或復位 后顯示“ P.”提示符，此時按 對應的鍵 S2 便可開始計時。在計數(shù)狀態(tài)下，按下 對應的鍵 S3 即可實現(xiàn)暫停，按下 鍵 S4 可繼續(xù)計時，在計時狀態(tài)下按下 對應的鍵 S5 實現(xiàn)計時停止，在停止狀態(tài)下按下 對應的鍵 S6，可實現(xiàn)計數(shù)清零。 程序仿真與結 果 我們在我們是在 Keil 軟件里編寫程序并編譯通過才能被硬件電路所應用。 Keil的功能比較強大 ,但他編譯過程中他只能檢查出所編寫的語法錯誤，所以我們一步一步的去在硬件電路里仿真去達到我們所設計要求的功能。經(jīng)仿真修改和完善均已達到設計要求 .“ P.”顯示，電子鐘準備狀態(tài)與電子鐘自動運行狀態(tài)的仿真如下圖所示 (1). “ P.”顯示如圖 8 所示。 圖 8 (2). 數(shù)字式秒表準備狀態(tài)仿真的顯示如圖 9 所示。 圖 9 仿真準備狀態(tài) 14 誤差分析及解決方法 經(jīng)過下載到板子和仿真測試，發(fā)現(xiàn)數(shù) 字式秒表計數(shù)一段時間和標準時間相比有誤差，所設計的數(shù)字式秒表比我們的標準時間要快或者慢，而且相比較的時間越長他的時差越大。經(jīng)過分其主要原因與硬件和軟件都有關。 軟件原因：延時程序只能起到一個大概的延時，具體也與所有執(zhí)行了的程序所用時間也有關系，對于時間一長，誤差就能明顯。 硬件原因：因為制板做的不能夠排除整體對計時有影響，所以仿真和板子計時也有一些誤差。 針對這樣的問題我們就能只能去減小誤差。軟件方面我們可以通過計算設計子程序去減少響應的時差。硬件部分我們可以采用一些穩(wěn)定，精確度比較高的電子元件去完善，但是 在最后調(diào)試出的還是有誤差但我盡可能的減少差誤差。 15 結束語 本文利用 AT89S52單片機設計了具有計時開始 、 暫停及清零功能的數(shù)字秒表 ， 計時最大值為 59分 ， 計時精度為 。 利用 Proteus和 Keil軟件進行了仿真 ， 達到了預期的效果 。 整體電路的計時精度高 ， 電路結構簡單 ， 抗干擾能力強 ， 具有廣泛的應用前景 。 上了一個學期單片機課后看了看這些課程設計題目，感覺壓力比較大，畢竟自己還是初學者，對各方面都不是了解的很透徹，因為都看上去都比較有難度，于是選定了 一個覺得適合自己的課題，熟悉了單片機的內(nèi)容后覺得還是可以做的出來了，一開始不知道從哪里開始下手，于是問了一些人上網(wǎng)查了點資料，有些是 c編還有些是匯編，于是參考了一下，也和別人一起探討了一下，一開始在設計中覺得難點在顯示和秒表的不斷加時的地方，通過不斷翻閱書，于是編寫了一個符合的程序，于是開始確定按鍵作用的編程，一開始想像別人一樣弄幾個按鍵多功能，于是寫了一下但是還是程序有問題，最終還是弄了多個按鍵，經(jīng)過一個整合于是程序就弄好了，感覺在編程的過程中，書本的總體知識運用比較難，難在邏輯上的緊密結合，雖