【正文】 [9] 梅麗鳳，王艷秋，汪毓鐸 ，張軍 ， 單片機原理及接口技術 ， 北京：清華大學出版社 ，北京交通大學出版社， 2021。 [5] 張毅剛 ， 單片機原理及接口技術 ， 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1990。 再次真心地感謝老師和同組成員，謝謝大家！ 十秒的秒表 25 參考文獻 [1] 李朝青 ， 單片機原理及接口技術（簡明修訂版） ， 杭州：北京航空航天大學出版社 ，1998。使我組的作品順利地完成并且基本達到設計要求。 通過做 課程 設計，也有了不少的收獲，進一步了解和掌握了 單片機 系統(tǒng)及其控制電路的一些特性，比較全面的將所學的 單片機 方面的知識運用于設計當中，最后 Keil 和Proteus 的運用，是一步一步調(diào)試完成的。本設計的主要工作是設計 單片機控制數(shù)碼管 的電路，最后得到整個 計時器 的電路原理圖。 十秒的秒表 21 圖 為單片機載入程序 下圖即為我們組設計的“十秒的秒表” 仿真 過程 的 截圖： 按第一次按開關按鍵計時器開始計時 如圖 所示。 if(Second_Counts==100) Second_Counts=0。 if(++i==2) //50ms*2= 轉(zhuǎn)換狀態(tài) { i=0。 Key_State=K1。 //按鍵狀態(tài) TMOD=0x01。 i=0。i=0。TR0=0。TR0=1。t++)。 uchar DSY_CODE[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 圖 用 Keil 編程的環(huán)境 以下就是使是秒秒表實現(xiàn)功能的 C 語言程序 。 該設計利用 DVCC系列單片機微機仿真實驗系統(tǒng)中的芯片 AT89C51中的 部中斷 0 的入口地址，并實現(xiàn)“開始”按鍵的功能；將 作為外部中斷 1 的入 口地址，并實現(xiàn)“清零”按鍵的功能；將 作為數(shù)據(jù)信號 DATA 輸入的入口地址；將 十秒的秒表 18 作為時鐘信號 CLK 輸入的入口地址。本電路 設計了一個 按鍵 開關 。 十秒的秒表 17 設計題目 我們組課程設計的題目是“十秒 的 秒表”。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O端口，而且功耗更低。共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM接到地線 GND上，當某一字段發(fā)光二極管的 陽極為高電平時，相應字段就點亮。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。石英晶體振蕩器的振蕩頻率既可近似工作于 fos處，也可工作在 fop 附近，因此石英晶體振蕩器可分串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。當外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時，就會發(fā)生壓電諧振，從而導致機械變形的振幅突然增大。石英晶體本身并非振蕩器，它只有借助于有源激勵和無源電抗網(wǎng)絡方可產(chǎn)生振蕩。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED。 LED是英文 light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發(fā)光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內(nèi)部芯線的作用，所以 LED的抗震性能好。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。 十秒的秒表 14 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間 。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當 P1 口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。同時該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。電路圖如下 所示： 十秒的秒表 10 硬件主電路圖設計 用 Protues 畫出其硬件主電路圖如下： 秒表原理圖 元器件清單 表 元器件清單 符 號 名 稱 型 號 數(shù) 量 U1 單片機 AT89C51 1 十秒的秒表 11 SEG7 72 數(shù)碼管 7SEGCOMCATGRN 2 R1 電 阻 RES/10K 1 RP1 排 阻 RESPACK7 1 C C2 電 容 POLYPRO22P 2 C3 電 容 CAPELEC/10U 1 X1 晶 振 CRYSTAL/12M 1 K1 按鍵開關 BUTTON 1 十秒的秒表 12 AT89C51 單片機 圖 AT89C51 單片機 AT89C51是一個低功耗，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP 的可反復擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結構，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 在設計中，我 們采用 LED 動態(tài)顯示，用 P0口驅(qū)動顯示。 電路圖如下： 復位電路 十秒的秒表 9 顯示電路 顯示電路既可以選用液晶顯示器，也可以選用數(shù)碼管顯示。 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 1X1CR Y S T A LC12 2 P FC22 2 P F C31nF 晶體振蕩電路 復位電路 采用上電 +按鍵復位電路，上電后，由于電容充電，使 RST 持續(xù)一段高電平時間。 這個工具套件足為專業(yè)軟件開發(fā)人員設計的，但任何層次的編程人員都可以使用，并獲得 80C51 微控制器的部分應用。 ⑷ BL51 連接 /定位器：組合由 C51和 A51 產(chǎn)生的可重定位的目標模塊，生成絕對目標模塊。尤其 C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準確性和效率性達到了較高的水平，而可以附加靈活的控制選項。④具有強大的原理圖繪制功能。②支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。 此外，單片機在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。如音樂集成單片機，看似簡單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機的原理），就需要復雜的類似于計算機的原理。 家用電器 現(xiàn)在的家用電器廣泛采用了單片機控制，從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他 音響 視頻器材、再到 電子秤 量設備和白色家電等。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功十秒的秒表 6 能比起采用電子或 數(shù)字電路 更加強大。 導彈 的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡 ，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)， 錄像機 、 攝像機 、 全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。 單片機的 硬件特性 主流單片機包括 CPU、 4KB容量的 ROM、 128 B 容量的 RAM、 2 個 16位定時 /計數(shù)器 、 4 個 8位并行口、全雙工串口行口、 ADC/DAC、 SPI、 I2C、 ISP、 IAP。 Zilog 公司于 1976 年開發(fā)的 Z80 微處理器，廣泛用于微型計算機和工業(yè)自動十秒的秒表 5 控制設備。 主頻 2MHz的 8080 芯片運算速度比 8008 快 10倍，可存取 64KB 存儲器，使用了基于 6 微米技術的 6000 個晶體管，處理速度為 （ Million Instructions Per Second ）。 1971年 11月， Intel 推出 MCS4微型計算機系統(tǒng) （包括 4001 ROM 芯片、 4002 RAM芯片、 4003移位寄存器 芯片和 4004微處理器 ）其中 4004（下圖）包含 2300個 晶體管 ，尺寸規(guī)格為 3mm4mm ，計算性能遠遠超過當年的 ENIAC，最初售價為200美元。隨著微電子技術、 IC 設 計、 EDA 工具的發(fā)展，基于 SoC 的單片機應用系統(tǒng)設計會有較大的發(fā)展。在發(fā)展 MCU 方面，最著名的廠家當數(shù) Philips 公司。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上， Intel 公司功不可沒。而在作為掌上電腦和