【文章內(nèi)容簡介】 所以，最大的計數(shù)頻率不高于晶振頻率的1/24。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一個完整的機器周期內(nèi)保持不變。自動重載當(dāng)定時器2工作于16位自動重載模式，可對其編程實現(xiàn)向上計數(shù)或向下計數(shù)。這一功能可以通過特殊寄存器T2MOD中的DCEN（向下計數(shù)允許位）來實現(xiàn)。通過復(fù)位，DCEN被置為0，因此，定時器2 默認(rèn)為向上計數(shù)。DCEN設(shè)置后，定時器2就可以取決于T2EX向上、向下計數(shù)。DCEN=0時，定時器2自動計數(shù)。通過T2CON中的EXEN2位可以選擇兩種方式。如果EXEN2=0，定時器2計數(shù)，計到0FFFFH后置位TF2溢出標(biāo)志。計數(shù)溢出也使得定時器寄存器重新從RCAP2H和RCAP2L中加載16位值。定時器工作于捕捉模式，RCAP2H和RCAP2L的值可以由軟件預(yù)設(shè)。如果EXEN2=1，計數(shù)溢出或在外部T2EX（）引腳上的1到0的下跳變都會觸發(fā)16位重載。這個跳變也置位EXF2中斷標(biāo)志位。T2EX上的一個邏輯0使得定時器2向下計數(shù)。當(dāng)TH2和TL2分別等于RCAP2H和RCAP2L中的值的時候，計數(shù)器下溢。計數(shù)器下溢，置位TF2，并將0FFFFH加載到定時器存儲器中。如圖6所示，置位DCEN，允許定時器2向上或向下計數(shù)。在這種模式下，T2EX引腳控制著計數(shù)的方向。T2EX上的一個邏輯1使得定時器2向上計數(shù)。定時器計到0FFFFH溢出，并置位TF2。定時器的溢出也使得RCAP2H和RCAP2L中的16位值分別加載到定時器存儲器TH2和TL2中。定時器2上溢或下溢，外部中斷標(biāo)志位EXF2被鎖死。在這種工作模式下，EXF2不能觸發(fā)中斷。中斷源AT89S52 有6個中斷源：兩個外部中斷（INT0 和INT1），三個定時中斷（定時器0、2）和一個串行中斷。這些中斷如圖10所示每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE中的相關(guān)中斷允許控制位[18]分別使得中斷源有效或無效。IE還包括一個中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。定時器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清0。實際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是TF2 或EXF2激活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清0。定時器0和定時器1標(biāo)志位TF0和TF1在計數(shù)溢出的那個周期的S5P2被置位。它們的值一直到下一個周期被電路捕捉下來。然而，定時器2的標(biāo)志位TF2 在計數(shù)溢出的那個周期的S2P2被置位，在同一個周期被電路捕捉下來。中斷允許控制位=1，允許中斷中斷允許控制位=0，禁止中斷表3 中斷允許控制寄存器符號位地址功能EA中斷總允許控制位。EA=0，中斷總禁止；EA=1，各中斷由各自的控制位設(shè)定預(yù)留ET2定時器2中斷允許控制位ES串行口中斷允許控制位ET1定時器1中斷允許控制位EX1外部中斷1允許控制位ET0定時器0中斷允許控制位EX0外部中斷0允許控制位控制模塊是由鍵盤輸入，鍵盤是一組按鍵的集合，它是最常見的單片機輸入設(shè)備，是一種常開型按鈕開關(guān)。常態(tài)時，按鍵[10]的兩個觸點處于斷開狀態(tài)，如圖3所示，鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤，鍵盤上閉合鍵的識別由專門的硬件譯碼器實現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編號或鍵值的稱為編碼鍵盤，如BCD碼鍵盤、ASCII碼鍵盤等；靠軟件識別的稱為非編碼鍵盤。圖3 常開型按鈕開關(guān) 時鐘電路在單片機系統(tǒng)[9]中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，時鐘是保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時信號，主要由晶振[19]和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機系統(tǒng)工作的快慢。為達(dá)到振蕩周期是12MHZ的要求，這里要采用12MHZ的晶振，另外有兩個22P的電容，兩晶振引腳分別連到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入引腳。具體連接圖如圖4所示： 圖4 晶振電路 復(fù)位電路模塊復(fù)位是單片機[11]的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片微機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)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，可以按復(fù)位鍵以重新啟動，也可以通過監(jiān)視定時器來強迫復(fù)位。RST引腳是復(fù)位信號的輸入端。復(fù)位電路在這里采用的是上電+按鈕復(fù)位電路[13]形式，具體連接電路如圖5所示： 圖5 復(fù)位電路本設(shè)計采用共陰極數(shù)碼[12]顯示器，通常，共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，該端所連接的字符導(dǎo)通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。同樣，要求段驅(qū)動電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。本次設(shè)計在顯示模塊用到的是一個4位一體和2個兩位一體共陰極數(shù)碼管，共有8個代碼輸入口和8個位選輸入口，采用排阻提供上拉電流數(shù)碼管，以保證有足夠大的電流點亮數(shù)碼管，采用動態(tài)驅(qū)動，使各位數(shù)碼管逐個輪流受控顯示[20]，這就是動態(tài)驅(qū)動，由于掃描速度極快，顯示效果與靜態(tài)驅(qū)動相同，其具體圖形如下圖6圖7所示：圖6 計時顯示器圖7 分?jǐn)?shù)顯示器 蜂鳴器通過一NPN三極管[3]進(jìn)行驅(qū)動，如圖8所示，觸發(fā)信號有基極引入。圖8 報警電路圖9 硬件電路設(shè)計本章主要是對本設(shè)計所采取的設(shè)計方案和所運用的芯片、模塊以及電路設(shè)計的原理作主要的介紹和說明，包括AT89S5按鍵、振蕩電路、報警電路、復(fù)位電路以及總電路圖的設(shè)計。AT89S52S是一個低功耗，高性能CMOS8位單片機，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大,為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。所以在這個芯片上加上按鍵、報警模塊等就把整個設(shè)計給模塊化，使后面的設(shè)計更加便捷、清晰。 3 軟件設(shè)計在設(shè)計程序之前，我們首先要對單片機應(yīng)用系統(tǒng)預(yù)完成的任務(wù)進(jìn)行深入的分析，明確系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)、功能要求和技術(shù)指標(biāo)。其次，要對系統(tǒng)的硬件資源和工作環(huán)境進(jìn)行分析，這是單片機應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計的基礎(chǔ)和條件。 軟件總體設(shè)計方案本次單片機課程設(shè)計軟件設(shè)計部分采用模塊化程序設(shè)計，程序部分由主程序、T0中斷程序、掃描顯示子程序、計時加（減）1秒的子程序、暫停子程序、快表和回表子程序、延時子程序等組成，其程序流程圖如圖10圖11所示。圖10 主程序流程圖圖11掃描刷新顯示子程序流程圖 程序設(shè)計 軟件設(shè)計部分采用模塊化程序設(shè)計，用C語言[7]編寫。Keil[14]是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51[23]生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。程序部分由主程序、T0中斷程序、掃描顯示子程序、計時加減1秒的子程序、暫停子程序、快表和回表子程序、延時子程序等組成。具體程序見附錄。本章主要是針對上一章的模塊介紹和電路圖設(shè)計作了軟件設(shè)計，根據(jù)設(shè)計任務(wù)、功能要求和技術(shù)指標(biāo)對系統(tǒng)的硬件資源和工作環(huán)境進(jìn)行分析，利用KEIL軟件對系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行程序編程，包括主程序、T0中斷程序、掃描顯示子程序、計時加（減）1秒的子程序、暫停子程序、快表和回表子程序、延時子程序等組成。4 PROTEUS仿真 PROTEUS簡介Proteus[4] 是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是： ①實現(xiàn)了單片機仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。 ②支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：ARM7(LPC21xx)、 8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多種外圍芯片。 ③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVisionMPLAB等軟件。 ④具有強大的原理圖繪制功能?？傊?，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。 接通電源，計時顯示即開始倒計時工作，上半場指示燈亮，計時初始設(shè)計為2分鐘，如圖12所示，按下加分鍵實現(xiàn)對甲、乙兩隊分別加分，每按下一次加1分，如圖13所示.圖12 初始時間 圖13 按鍵加分 同樣可實現(xiàn)甲、乙兩隊的減分如圖14所示，按下暫停/啟動鍵可實現(xiàn)暫停和啟動。 圖14 按鍵減分上半場結(jié)束后，停止計時，蜂鳴器報警，報警結(jié)束后按下暫停\啟動按鍵啟動下半場計時，同時可實現(xiàn)甲隊和乙隊交換分?jǐn)?shù)，下半場指示燈亮，如圖15所示。 圖15 下半場交換比分 當(dāng)下半場也結(jié)束時，上、下半場的指示燈同時亮，蜂鳴器響，如圖16所示。圖 16 全場結(jié)束兩二極管發(fā)光 本章主要是針對前兩章的硬件和軟件的設(shè)計進(jìn)行仿真，利用Protues軟件繪制電路圖并仿真，計時顯示即開始倒計時工作，上半場指示燈亮，計時初始設(shè)計為2分鐘，按下加分鍵實現(xiàn)對甲、乙兩隊分別加分，每按下一次加1分，同樣也可實現(xiàn)甲、乙兩隊的減分，按下暫停/啟動鍵可實現(xiàn)暫停和啟動。上半場結(jié)束后，停止計時，蜂鳴器報警，報警結(jié)束后按下暫停\啟動按鍵啟動下半場計時，同時可實現(xiàn)甲隊和乙隊交換分?jǐn)?shù)，下半場指示燈亮，當(dāng)下半場也結(jié)束時，上、下半場的指示燈同時亮，蜂鳴器響，仿真完成。 結(jié)論幾個月以來，通過對本設(shè)計的研究，我在理論的基礎(chǔ)上更深刻的掌握了單片機的深層內(nèi)容及實際生活中的應(yīng)用，也鍛煉了自己動手能力和思維能力，還有在軟件方面的編程能力，讓我受益匪淺，同時也暴露出一些平時學(xué)習(xí)上的問題，讓我深刻反思。這些問題的發(fā)現(xiàn)將為我以后的學(xué)習(xí)和工作找明道路，查漏補缺為進(jìn)一步學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備。本設(shè)計是基于AT89S52單片機的籃球計時計分器，利用7段共陽極LED作為顯示器件。在此設(shè)計中共接入了2個四位一體7段共陽極LED顯示器，其中一個四位一體7段共陽極LED顯示器的前2位用于顯示分鐘，后2位用于顯示秒鐘，另一個四位一體7段共陽極LED顯示器的前兩位和后兩位分別用于記錄甲乙隊的分?jǐn)?shù)，每隊2個LED顯示器顯示范圍可達(dá)到0～99分。賽程計時采用倒計時方式，比賽開始時啟動計時，直至計時到零為止。通過對本系統(tǒng)的設(shè)計，讓我更熟悉掌握了Keil uVision3, proteus 這些應(yīng)用程序的運用，讓我懂得了如何編寫一些簡單的程序，學(xué)會了如何制作單片機應(yīng)用程序，還有焊接和程序下載，但在中間暴露出很多問題：對平時上課講的理論知識沒有完全掌握消化，到了實際操作中還得請教同學(xué)，在焊接中焊接的基本工夫掌握不