【正文】 部中斷 INT0 暫停采用外部中斷 INT1 另外程序中還用到了定時(shí)計(jì)數(shù)器 0 溢出中斷進(jìn)行計(jì)時(shí)依據(jù)設(shè)計(jì)要求暫停的外部中斷 INT1 中斷級別最高計(jì)時(shí)的定時(shí)計(jì)數(shù)器 0 溢出中斷次之開始的外部中斷 INT0 級別最低 1 外部中斷 0 服務(wù)程序 外部中斷 0服務(wù)程序結(jié)合外部 P32停止鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子秒表的停止功能具體流程圖如圖 22 當(dāng)按下 P32停止鍵按下向 CPU發(fā)出外部中斷請求 CPU轉(zhuǎn)向外部中斷 0服務(wù)程序執(zhí)行停止定時(shí)器另外將當(dāng)前顯示的時(shí)間進(jìn)行一次存儲存進(jìn)中間寄存區(qū)最后中斷返回 圖 22 外部中斷 0 服務(wù)程序流程圖 2 外部中斷 1 服務(wù)程序 外部中斷 1服務(wù)程序結(jié)合外部 P33停止鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子秒表的啟動功能具體流程圖如圖 22 當(dāng)按下 P33啟動鍵按下向 CPU發(fā)出外部中斷請求 CPU轉(zhuǎn)向外部中斷 1服務(wù)程序執(zhí)行啟動定時(shí)器另外進(jìn)行二次存儲將之前進(jìn)行一次存儲的數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)存入最終緩存區(qū)避免下次計(jì)時(shí)暫停時(shí)一次存儲將數(shù)據(jù)掩蓋從而起到保護(hù)數(shù)據(jù)的作用二次存儲后就中斷返回 圖 23 外部中斷 1 服 務(wù)程序流程圖 3 定時(shí)中斷服務(wù)程序 當(dāng)定時(shí)計(jì)數(shù)器 T0 器溢出后向 CPU 發(fā)出中斷請求信號 CPU 跳轉(zhuǎn)到定時(shí)中斷程序執(zhí)行具體流程如圖 24 定時(shí)中斷程序是一個(gè)進(jìn)位程序主要負(fù)責(zé)對 1ms 的加一1ms位沒有滿十就跳出中斷程序返回顯示程序當(dāng) 1ms位滿十后就對 1ms位清零向10ms位加一同時(shí)檢測 10ms位是否滿十沒有滿十就跳出中斷程序返回顯示程序如果滿十就向 100ms 位加一依次類推最終達(dá)到 9999 秒后歸零從零開始再次計(jì)時(shí) 定時(shí)計(jì)數(shù)器 T0工作在方式 0下 TH0和 TL0組成一個(gè) 13位的二進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)器單片機(jī)開機(jī)或復(fù)位時(shí)它的值為 00H 當(dāng) T0 啟動后從第一個(gè)輸入脈沖開始計(jì)時(shí)每來一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)加一即從 0000000000000開始計(jì)數(shù)到 1XXXXXXXXXX11再計(jì)數(shù)一個(gè)脈沖時(shí) TH0 和 TL0 組成的 13 位計(jì)數(shù)器將會從 13 個(gè) 1 變成 13 個(gè) 0 并產(chǎn)生溢出溢出位將被送到 TF0 標(biāo)志位通過溢出標(biāo)志產(chǎn)生溢出中斷請求顯然 T0 定時(shí)器在方式 0下引起一次中斷所允許計(jì)數(shù)的最多脈沖個(gè)數(shù)為 213 個(gè) 但如果定時(shí)計(jì)數(shù)器如果每次都固定從 0開始計(jì)數(shù)到計(jì)滿后再向 CPU發(fā)出溢出中斷請求信號那是毫無意義的為了使定時(shí)計(jì)數(shù)器在規(guī)定的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)字之后此時(shí)應(yīng)小于 213 個(gè)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(gè)初值 X 的方法使計(jì)數(shù)器以 X 值為起始值開始計(jì)數(shù)即 X1X2 直至計(jì)數(shù)器計(jì)滿從 1 全變?yōu)?0 設(shè)需要計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)為 Y 則有 XY 213 在定時(shí)方式下定時(shí)時(shí)間間隔位 t 213X 振蕩周期 12 現(xiàn)在本設(shè)計(jì)要求 1ms 實(shí)現(xiàn)一次中斷選擇定時(shí)器 T0 工作在方式 0 所以需要根據(jù)以上條件計(jì)算出 T0 的初值 設(shè) T0 的初值為 X 則 213X1212106 1103 轉(zhuǎn)換位十六進(jìn)制數(shù) X 7192 1XXXXXXXXXX00B 即 TH0 0E0H 取 X 的高 8 位 TL0 18H 取 X 的低 5 位 由于定時(shí) 1ms 只是一個(gè)理想化的時(shí)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(shí)間雖然執(zhí)行語句所花的時(shí)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(shí)還要將單片機(jī)讀程序的時(shí)間考慮進(jìn)去 在對定時(shí)器賦初值時(shí)將單片機(jī)需要執(zhí)行的語句所花的時(shí)間加上這樣就能使數(shù)字電子秒表的誤差達(dá)到最小 圖 24 定時(shí)中斷服務(wù)程序 3 數(shù)字電子秒表的安裝與調(diào)試 31 軟件的仿真與調(diào)試 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件可以仿真分析 SPICE 各種模擬器件和集成電路該軟件的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE 電路仿真相結(jié)合支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真提供軟件調(diào)試功能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 Proteus ISIS 的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 界面包括標(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首先打開已經(jīng)畫好的proteus DSN 文件雙擊圖中的 AT8952 芯片就彈出一個(gè)窗口在 Program File 項(xiàng)中通過路徑選擇在中生成的 HEX 文件雙擊選中后確定這樣仿真圖中的 AT8952 芯片就已經(jīng)讀取了本設(shè)計(jì)中的 HEX 文件單擊三角形按鈕進(jìn)行仿真 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(shí)證明走線沒有斷開當(dāng)其電阻很大時(shí)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(shí)鐘穩(wěn)定正常實(shí)際中因?yàn)楦鞣N原因?qū)е孪到y(tǒng)時(shí)鐘不正常而出現(xiàn)系統(tǒng)無法正常運(yùn)行的情況時(shí)有因此系統(tǒng)時(shí)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)試過程中測得電壓 XTAL1引腳應(yīng)為 205VXTAT2 應(yīng)為 215V 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(shí) RST 復(fù)位引腳應(yīng)為 0V 按下復(fù)位按鍵時(shí)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 33 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 圖 31 Debice selection 圖 32 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(xiàng)這時(shí)出現(xiàn)一個(gè)對話窗口如圖 31 所示按圖選擇后點(diǎn)擊 OK按鍵如出現(xiàn)圖 32所示窗口則說明電腦與開發(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(xiàng)打開已經(jīng)編譯好的 HEX 文件點(diǎn)擊載入出 點(diǎn)確定后再點(diǎn)擊圖 33 中的 A 字圖標(biāo)出 完成后按軟件默認(rèn)選項(xiàng)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 34 數(shù)字電子秒表的精度調(diào)試 將數(shù)字電子秒表的程序編譯后燒錄進(jìn)單片機(jī)并將單片機(jī)插入系統(tǒng)并保證其能正常運(yùn)行在進(jìn)行精度測試之前的編程過程中我們知道了單片機(jī)在進(jìn)行定時(shí)中斷時(shí)需要執(zhí)行語句而執(zhí)行這些語句是需要占用 CPU 時(shí)間的從而影響單片機(jī)定時(shí)的精確性最終會導(dǎo)致數(shù)字電子秒表的計(jì)時(shí)誤差為 了減小這種計(jì)時(shí)誤差我們之前在編程時(shí)已經(jīng)將單片機(jī)一秒鐘內(nèi)執(zhí)行程序的時(shí)間計(jì)算在內(nèi)并將定時(shí)器的初值做出了適當(dāng)調(diào)整爭取最大限度的減小數(shù)字電子秒表的計(jì)時(shí)誤差 在進(jìn)行秒表精度調(diào)試時(shí)我們讓本設(shè)計(jì)的單片機(jī)秒表和電子表同時(shí)計(jì)時(shí)為了能盡可能的觀察出是否有誤差我們將計(jì)時(shí)時(shí)間定為 10 分鐘當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到后觀察兩個(gè)計(jì)時(shí)秒表是否同時(shí)到達(dá)如果不是同時(shí)到達(dá)就說明有一定的誤差需要在程序中對定時(shí)器進(jìn)行微調(diào)如果兩表是同時(shí)到達(dá)則說明秒表的設(shè)計(jì)滿足要求 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)的數(shù)字電子秒表是由 8051 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)有六位計(jì) 時(shí)顯示開始暫停復(fù)位按鍵以及一個(gè)系統(tǒng)整機(jī)復(fù)位按鈕計(jì)時(shí)精度能到達(dá) 10ms 設(shè)計(jì)精簡使用簡單易懂系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理并給出了詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)方法本系統(tǒng)是以單片機(jī)通過設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)鞏固我們以前所學(xué)習(xí)的數(shù)字模擬電子技術(shù)單片機(jī)原理及等課程知識加深對各門課程及相互關(guān)系的理解并成功使用了Protel 99se 和 Proteus 三款電子軟件使理論知識系統(tǒng)化實(shí)用化系統(tǒng)地掌握微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法培養(yǎng)較強(qiáng)的編程能力開發(fā)能力同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中我也發(fā)現(xiàn)了的許多不足和可以改進(jìn)的地方了兩周的課程設(shè)計(jì)讓人感受頗深有關(guān)于單片機(jī)知識的但更多是團(tuán)隊(duì)和合作 我們 小組一共 4 個(gè)人人多分工就顯得很重要在我們的集體的討論之下我得到了設(shè)計(jì)硬件電路和總體調(diào)試的任務(wù)當(dāng)時(shí)讓我感到很有壓力因?yàn)槲覀兤綍r(shí)接觸的都是純粹理論的東西做實(shí)驗(yàn)也是霧里看花對硬件的認(rèn)識是很缺乏的 通過 10 多天的努力我們小組終于完成了單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)我覺得作為一名自動化專業(yè)的學(xué)生單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)是很有意義的更重要的是如何把自己平時(shí)所學(xué)的東西應(yīng)用到實(shí)際中雖然自己對于這門課懂的并不多很多基礎(chǔ)的東西都還沒有很好的掌握覺得很難也沒有很有效的辦法通過自身去理解但是靠著這一個(gè)多禮拜的學(xué)習(xí)在小組同學(xué)的幫助和講解下漸漸對這門課逐漸 產(chǎn)生了些許的興趣自己開始主動學(xué)習(xí)并逐步從基礎(chǔ)慢慢開始弄懂它我認(rèn)為這個(gè)收獲應(yīng)該說是相當(dāng)大的 一開始我們從參考書上找來了課題但是畢竟是參考書做到后來發(fā)現(xiàn)很多程序都是不完整的這讓我們傷透了腦筋看著別的小組都弄得有模有樣了可是我們連一個(gè)課題