【文章內(nèi)容簡介】 和快加功能； 5) 單片機通電后，首先初始化，然后進行對按鍵掃描。開始鍵用來控制秒表工作的開始；暫停鍵用來暫停程序的運行；快加鍵控制快速計數(shù)的開始，利用暫停鍵停止；復(fù) 位鍵是用來對程序復(fù)位用的，當(dāng)程序出現(xiàn)死循環(huán)或想從 00 開始重新計時，按下復(fù)位鍵可返回程序開始，重新執(zhí)行。 系統(tǒng)方案 此方案采用 LCD 數(shù)碼管顯示測量結(jié)果。 LCD 數(shù)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(shù)點。顯示時用掃描每個數(shù)碼管，同時逐一點亮的方法進行顯示 . 實際采用電路方框圖如圖 4－ 1 所示此多點溫度測量電路主要由以下幾部分組成：控制器單片機 AT89C5顯示單元 LED 數(shù)碼管 顯示器、開關(guān)選擇電路、電源電路等。 圖 系統(tǒng)設(shè)計方框圖 單機片 AT89C51 LED 顯示器 電源電路 按鍵電路 5 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 12 元器件的概述及選擇 單片機的選擇 AT89C51 單片機介紹 本設(shè)計的最主要的元器件就是 AT89C51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(xí)慣上被稱為單片微型計算機。 AT89C51 單片機由 CPU，振蕩器與時序電路， 4 個 8 位的 I/O 端口（ P0， P1， P2， P3），串行口等組成。 P0 口有三個功能： 外部擴展存儲器時，當(dāng) 作 數(shù)據(jù)總線（如圖中的 D0~D7 為數(shù)據(jù)總線接口） 。 外部擴展存儲器時，當(dāng) 作 地址總線（如圖中的 A0~A7 為地址總線接口） 。 不擴展時，可做一般的 I/O 使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應(yīng)在外部接上拉電阻。 P1 口只做 I/O 口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。 P2 口有兩個功能： 擴展外部存儲器時，當(dāng)作地址總線使用 ； 圖 單片機 89C51 做一般 I/O 口使用，其內(nèi)部有上拉電阻； P3 口 有兩個功能： 除了作為 I/O 使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由寄存器來設(shè)置 。 ALE： 地址鎖存控制信號 PSEN： 外部程序存儲器讀選通信號 EA/VPP： 訪問和序存儲器控制信號 RST： 復(fù)位信號 XTAL1 和 XTAL2 VCC： 供電電壓 GND： 接地 AT89C51 單片機的優(yōu)點 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable 6 Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器， 俗稱單片機。 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。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案 AT89C51 主要特性： 與 MCS51 兼容 4 K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級程序存儲器鎖定 1288 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 5 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 74LS164 的介紹 為 8 位移位寄存器 ,其主要電特性的典型值如下： 54/74164 185mW 54/74LS164 80mW 當(dāng)清除端（ CLEAR）為低電平時，輸出端（ QA－ QH）均為低電平。 串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng) A、 B 任意一個為 低電平 ，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端（ CLOCK）脈沖上升沿作用下 Q0 為低電平。當(dāng) A、 B 有一個為高電平，則另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 CLOCK 上升沿作用下決定 Q0 的狀態(tài)。 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(shù)據(jù)輸入端 QA－ QH： 輸出端 7 圖 1 74LS164 封裝 圖 圖 2 74LS164 內(nèi)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(jīng)典串入并出， 1 個 I/O 口就可以驅(qū)動多個數(shù)碼管。 （ 2） 響應(yīng)快 、 頻率帶寬高 、 工作溫度適應(yīng)范圍大等等 （ 3） 節(jié)省 IO 口啊 （ 4） 7 段數(shù)碼管 ,7 個筆畫 ,1 個公共端正好對應(yīng) 164 的 8 個輸出口 ,一串 164,就可以控制一串?dāng)?shù)碼管 .單片機只要付出 2 個控制腳即可 兩位 LED 數(shù)碼管顯示 其中一個兩位數(shù)碼管用來顯示數(shù)據(jù)， 一位用來顯示個位秒，另一位用來顯示十位秒。當(dāng)計數(shù)超過范圍時所有數(shù)碼管全部清零重新計數(shù)。 顯示原理圖如下圖所示： 9 數(shù)碼管的優(yōu)勢如下： LED 數(shù)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。 LED 顯示屏的話應(yīng)用蠻廣的，可以做室內(nèi)、半室外、室外顯示屏，亮度都很高，畫面根據(jù)他的點間距可以做的很細膩，但是 LED 顯示屏非常貴，用來做戶外廣告非常合適 10 3 數(shù)字秒表硬件設(shè)計 單片機硬件設(shè)計 數(shù)字秒表電路設(shè)計 數(shù)字電子秒表具有顯示直觀、讀取方便、精度高等優(yōu)點，在計時中廣泛使用。本設(shè)計用單片機組成數(shù)字電子秒表，力求結(jié)構(gòu)簡單、精度高為目標(biāo)。 設(shè)計中包括硬件電路的設(shè)計和系統(tǒng)程序的設(shè)計。其硬件電路主要有主控制器，計時與顯示電路和回零、啟動 和快加電路等。主控制器采用單片機 8051，顯示電路采用兩位共陰極 LED 數(shù)碼管顯示計時時間。 本設(shè)計利用 8051 單片機的定時器 /計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，使其能精確計時。利用中斷系統(tǒng)使其能實現(xiàn)開始和復(fù)位的功能。 P0 口輸出段碼數(shù)據(jù)， 74LS164用作驅(qū)動輸出， 、 、 、 口接四個按鈕開關(guān)，分別實現(xiàn)暫停、快加、開始和復(fù)位功能。電路原理圖設(shè)計最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最后在正確性和布局合理的前提下力求美觀。硬件電路圖按照圖 3 進行設(shè)計。主電路見附錄。 圖 數(shù)字秒表硬件電路基本原理圖 根據(jù)要求知道秒表設(shè)計主要實現(xiàn)的功能是計時和顯示。本設(shè)計中，數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存單元 11H 和 12H 中。其中 12H 存放低位數(shù)據(jù)， 11H 存放高位數(shù)據(jù)，每一地址單元內(nèi)均為十進制 BCD 碼。由于采用軟件動態(tài)掃描實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能，顯示用十進制 BCD 碼數(shù)據(jù)的對應(yīng)段碼存放在 ROM 表中。顯示時，分別取出11H、 12H 地址中的數(shù)據(jù)，然后查得對應(yīng)的顯示用段碼，并從 P0 口輸出， P2 口將對應(yīng)的數(shù)碼管選中供電，就能顯示該地址單元的數(shù)據(jù)值。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。匯編語言的特點是用符號代替了機器指令代碼，而且助記符與指令代碼一一對應(yīng)，基本保留了機器語言的靈活性。 控制開關(guān) 單片機 AT89C51 位驅(qū)動 兩位數(shù)碼管 11 電源電路 電源電路是系統(tǒng)的最基本部分，任何部分都離不開電源部分，單片機系統(tǒng)也不例外，而且我們應(yīng)該高度重視電源部分，不能因為電源部分電路比較簡單而有所疏忽，其實有一半的故障或制作失敗都和電源有關(guān)，電源部分做好才能保證電路的正常工作。 晶振電路的選