【導(dǎo)讀】近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向深入,秒表計時器是電器制造，工業(yè)自動化控制、國防、實(shí)驗(yàn)室及科研單位理想的計時儀器，它廣泛應(yīng)用于各種繼電器、電磁開關(guān)，控制器、延時器、定時器等的時間測試。本設(shè)計主要特點(diǎn)是計時從00到99秒秒表系統(tǒng)，方便了在計時精度要求不高的情況下計時，因?yàn)橛嫊r精度為1，所以系統(tǒng)電路比較簡單。另外硬件部分設(shè)置了開始、暫停、清零、復(fù)位按鍵，可以對秒表系統(tǒng)進(jìn)行計時控制。本設(shè)計的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)為中心器件，利用其定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、LED數(shù)碼管以及外部中斷電路來設(shè)計計時器。

　　

【正文】 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X+1，X+2，……直至計數(shù)器計滿，從1全變?yōu)?。設(shè)需要計數(shù)的脈沖個數(shù)為Y，則有：X+Y=213 在定時方式下:定時時間間隔位t=（213—X）*振蕩周期*12現(xiàn)在本設(shè)計要求1ms實(shí)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 （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(jī)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(dá)到毫秒級，這對于精度到達(dá)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(jī)讀程序的時間考慮進(jìn)去，在對定時器賦初值時將單片機(jī)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(dá)到最小。 定時中斷服務(wù)程序Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件，它可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路。該軟件的主要特點(diǎn)總結(jié)后有以下四點(diǎn)：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合的功能。②支持目前主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。③提供了軟件調(diào)試功能，并可以與WAVE聯(lián)合仿真調(diào)試。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。總之，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。在電子領(lǐng)域中也起到了很大的作用，它的出現(xiàn)仿真不需要先焊接電路，可以先仿真調(diào)試通過后在焊電路，節(jié)省了不少在硬件調(diào)試上所花的時間。Proteus ISIS的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面。它包括標(biāo)題欄、主菜單、狀態(tài)欄、標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口等十幾個工具，方便了使用者的使用。Proteus SISI繪制原理圖的操作與Protel 99se繪制原理圖的操作基本相同，在這里就不再作贅述。下面拿本設(shè)計中的一個仿真例子作簡述說明。運(yùn)行Proteus SISI后，繪制病床呼叫系統(tǒng)的原理圖。首先打開已經(jīng)畫好的proteus DSN文件，雙擊圖中的AT89C52芯片，就彈出一個窗口，在Program File項中通過路徑選擇在Keil中生成的HEX文件，雙擊選中后確定，這樣仿真圖中的AT89C52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(jìn)行仿真。通過對仿真結(jié)果的觀察來對程序進(jìn)行修改，最終使程序到達(dá)設(shè)計要求。 硬件的安裝與調(diào)試按照之前設(shè)計好的數(shù)字電子秒表原理圖，詳細(xì)計算系統(tǒng)中各個元件的參數(shù)，選擇相應(yīng)器件，制作實(shí)際電路板。由于考慮到萬能板大小的問題及元件之間連線的方便，在焊接元器件前必須考慮元件的布局然后進(jìn)行實(shí)際操作。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(dāng)其電阻非常小時，證明走線沒有斷開，當(dāng)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?yàn)橄到y(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(jī)正常運(yùn)行的必要條件是單片機(jī)系統(tǒng)的時鐘穩(wěn)定正常。實(shí)際中，因?yàn)楦鞣N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(yùn)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，,。（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(jī)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(yùn)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(yùn)行。當(dāng)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(dāng)數(shù)碼管的段能正常顯示，說明各點(diǎn)焊接正常。 系統(tǒng)程序的燒錄在軟件調(diào)試中，使用當(dāng)今流行的功能強(qiáng)大且普遍的WAVE 6000軟件\進(jìn)行軟件編譯與調(diào)試,使用Microcontroller ISP Software及其配套的單片機(jī)對程序進(jìn)行燒錄。軟件調(diào)試的流程是這樣的：先分別對主要的功能程序模塊進(jìn)行模擬仿真調(diào)試；然后再將各程序模塊組織起來進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。 Debice selection Atmel microcontroller軟件的燒錄：第一步：安裝并運(yùn)行Microcontroller ISP Software軟件；第二步：點(diǎn)擊Options欄的select device選項；這時出現(xiàn)一個對話窗口，按圖選擇后，點(diǎn)擊OK按鍵，則說明電腦與開發(fā)板沒連接好或單片機(jī)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(diǎn)擊File欄的Load Buffer選項打開已經(jīng)編譯好的HEX文件。點(diǎn)擊載入，“A”字圖標(biāo)，完成后，按軟件默認(rèn)選項，點(diǎn)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本設(shè)計的數(shù)字電子秒表是由AT89S52單片機(jī)、共陰數(shù)碼顯示管、控制按鍵、三極管等器件構(gòu)成的，設(shè)有五位計時顯示，開始、暫停、復(fù)位、查看按鍵以及一個系統(tǒng)整機(jī)復(fù)位按鈕。計時精度能到達(dá)1ms，能調(diào)看上一次計時時間，設(shè)計精簡，使用簡單易懂。系統(tǒng)設(shè)計合理，線路簡單、功能先進(jìn)，性能穩(wěn)定，程序精簡。并給出了詳細(xì)的電路設(shè)計方法。本系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。所以采用匯編語言來進(jìn)行軟件設(shè)計，利用匯編語言面向機(jī)器并能較好的發(fā)揮機(jī)器的特性，得到較高的程序，同時匯編語言目標(biāo)代碼簡短，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，能提高秒表的精度。本系統(tǒng)主要由3章組成，第一章中，主要是硬件組成部分和其實(shí)現(xiàn)的功能，在本此實(shí)驗(yàn)中各部分都實(shí)現(xiàn)了其功能。在第二章中，主要介紹的是軟件實(shí)現(xiàn)過程的框圖。在第三章中，主要是對硬件和軟件的調(diào)試，最終保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在硬件電路制作階段，我到圖書館、網(wǎng)上查閱各種資料，在電腦上使用PROTUES進(jìn)行以及相關(guān)的繪圖軟件，使自己在理論分析設(shè)計和動手操作能力等各方面得到了極大提高。我通過對設(shè)計任務(wù)書的具體要求分析思考，再加上以前在學(xué)校進(jìn)行的各種相關(guān)實(shí)踐和實(shí)習(xí)積累的經(jīng)驗(yàn)，首次完成了這次的課程設(shè)計的任務(wù)，在利用Keil C51軟件編寫程序調(diào)試時，遇到了不少困難，首先是C語言，我認(rèn)為是這次設(shè)計中最難得的地方，因?yàn)槲乙龅氖菙?shù)字秒表，通過這次課程設(shè)計我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正掌握這門課程所要傳達(dá)的知識，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。這次課程設(shè)計整體來說是成功的，但我也發(fā)現(xiàn)了自己許多錯漏和不足之處。譬如，最簡單的程序沒寫好就想著寫更復(fù)雜的程序，做事還是缺乏耐性和細(xì)心，當(dāng)有時遇到問題時，總覺得無從下手，對于課本上的知識不能很好的組織起來。在編寫各功能程序時，特別是后來增添的比較復(fù)雜的程序。最后非常感謝老師給我們這次實(shí)訓(xùn)機(jī)會，讓我們所學(xué)的理論知識和實(shí)踐有了很好的結(jié)合，同時也很感謝同學(xué)們給我們的幫助，通過這次設(shè)計，我學(xué)到了很多知識，同時也認(rèn)識到在團(tuán)隊工作中需要有合作精神，我想這會為今后自己踏上工作崗位、更好地融入新的團(tuán)隊打下良好的基礎(chǔ)。致 謝這次課程設(shè)計是在郭老師的精心指導(dǎo)下完成的，郭老師為我對本設(shè)計的完成提供了良好的設(shè)施和環(huán)境，從課題的選定到實(shí)驗(yàn)研究，從資料收集到方案確定，郭老師都給了我大量的中肯的建議和意見，我的每步工作都凝聚了郭老師的辛勤汗水。借此機(jī)會對郭老師的細(xì)心教育和耐心指導(dǎo)表示忠心的感謝，也感謝班里同學(xué)對我的支持與幫助。參考文獻(xiàn)[1] ，：2142[2] 李鄧化，彭書華，許曉飛．智能檢測技術(shù)及儀表．科學(xué)出版社，2007：194201[3] 戴佳. 單片機(jī)C51語言應(yīng)用程序設(shè)計. 電子工業(yè)出版社， :168169[4] . 北京航空航天大學(xué)出版社，:103105[5] 李鴻. 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 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