【正文】 序清單 .................................................. 10 5 詳細(xì)儀器清單 ......................................................... 19 6 總結(jié)與思考及致謝 ..................................................... 18 參考文獻(xiàn) ................................................................ 19 1 電子跑表 1設(shè)計(jì)要求 ： 利用單片機(jī)作為控制核心， 設(shè)計(jì)出電子跑表，具有以下功能： （ 1） 具有電 子 時(shí)鐘和跑表功能； （ 2） 做時(shí)鐘時(shí)在 4 位 LED 顯示器上顯示分、秒； （ 3） 做跑表時(shí)顯示范圍 秒 ~ 秒； （ 4） 當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕跑表開始計(jì)時(shí)，按下停止按鈕停止計(jì)時(shí)，當(dāng)按下復(fù)位按鈕跑表回零。根據(jù)需要，可采用兩種方案實(shí)現(xiàn)，即靜態(tài)顯示法和動(dòng)態(tài)顯示法。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。靜態(tài)顯示時(shí)較小的電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。 數(shù)碼管顯示方案二 方案二：動(dòng)態(tài)顯示。利用人的視覺暫留功能可以看到整個(gè)顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。調(diào)整參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。 由于靜態(tài)現(xiàn)實(shí)法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件，接口復(fù)雜一些，又考慮到時(shí)鐘顯示只有 4位，且系統(tǒng)沒有其他的處理任務(wù)；并且從節(jié)省 I/O 口和降低能耗出發(fā)，所以決定采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) LED 的顯示，即采用方案二。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶振 電路，復(fù)位電路以及電源電路。單片機(jī)的復(fù)位是靠外電路來實(shí)現(xiàn)的，復(fù)位操作有兩種情況，即上電復(fù)位和手動(dòng) (開關(guān) )復(fù)位。 上電復(fù)位：上電復(fù)位電路時(shí)一種簡單的復(fù)位電路，只要在 RST 復(fù)位引腳接一個(gè)電容到 VCC，接一個(gè)電阻到地就可以了。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位， RST 引腳的高電平信號必須維持足夠才的時(shí)間。只要 VCC 的上升時(shí)間不超過 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。 該設(shè)計(jì)需要控制跑表開始和停止， 當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕跑表開始計(jì)時(shí)，按下停止按鈕停止計(jì)時(shí)，當(dāng)按下復(fù)位按鈕跑表回零。 按鍵的開關(guān)要消抖，一般的按鍵抖動(dòng)的時(shí)間長度都沒大于 10ms，所以我們在判斷按鍵是否按下就通過延時(shí) 10ms 后再檢測電平值從而來實(shí)現(xiàn)按鍵輸入。用中 4 斷 0 作為常用按鍵實(shí)現(xiàn)顯示的切換。主程序循環(huán)調(diào)用顯示子程序和查鍵子程序，當(dāng)端口有開關(guān)按下時(shí)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)功能程序。 顯示子程序 時(shí)間顯示子程序每次顯示 4 個(gè)連續(xù)內(nèi)存單元的十進(jìn)制 BCD 碼數(shù)據(jù)，首地址在調(diào)用顯示程序時(shí)先指定 [3]。由于采用 7 段共陽極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，所以顯示用十進(jìn)制 BCD 碼數(shù)據(jù)的對應(yīng)段碼存放在 ROM 表中。時(shí)間等內(nèi)部 RAM 初始化 鍵盤，時(shí)鐘的初始化 顯示初始化時(shí)間 有鍵按下 判斷鍵值 秒表/時(shí)鐘開始 秒表/時(shí)鐘暫停 秒表/時(shí)鐘清零 秒表與時(shí)鐘切換 N Y 0鍵 1鍵 2鍵 INTO 鍵 6 圖 6 電子時(shí)鐘程序流程 圖時(shí)鐘初始化 第一次按下 0鍵 59分 59秒到 60 秒到 第一次按下 0 鍵 秒個(gè)位 +1 分個(gè)位 +1，秒位清 0 重置 T0 定時(shí)初值 T0 中斷服務(wù)程序 N N Y Y 7 圖 7 跑表程序流程圖 第一次按下 3 鍵 1 秒到 秒 100 秒到 100 秒到 第一次按 0 鍵下 秒表初始化 秒百十位 +1，秒個(gè)位清 0 重置 T0 初始值 十分秒位 +1 秒百十位 +1，秒十位清 0 秒個(gè)位 +1，十分秒位清 0 T0 中斷服務(wù)程序 N N N Y Y Y 8 時(shí)鐘計(jì)時(shí)程序 50ms 定時(shí)器溢出累加 20 次，使得最小單位為 1s。如圖 6。按下 2 鍵后，啟動(dòng)跑表，數(shù)碼管顯示如圖7 所示。顯示的時(shí)間范圍為 ~秒。 秒 其中， 為所顯示的數(shù)值。 跑表程序的流程圖如圖 7 所示。定時(shí)溢出中斷周期設(shè)為 50ms，中斷進(jìn)入后先進(jìn)行定時(shí)中斷初值校正，當(dāng)中斷累計(jì) 20 次（即 50*20=1s）時(shí)，對秒計(jì)時(shí)單元進(jìn)行加 1 操作。 7AH 單元內(nèi)存放“熄滅符”數(shù)據(jù)（ 0AH），用于時(shí)間調(diào)整的閃爍功能。 9 4 調(diào)試及性能分析 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試時(shí)可以檢查印制板及焊接的質(zhì)量情況，在檢查無誤的后可通點(diǎn)檢查 LED顯示器的點(diǎn)亮狀況。實(shí)驗(yàn)室制作時(shí)，可結(jié)合示波器測試晶振及 P0、 P2端 口的波形情況進(jìn)行綜合硬件測試分析。 C 語言程序一共分為三個(gè)部分：第一部分是 STC89C52 芯片的初始化；第二部分是 8255 可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)芯片的初始化；第三部分是，模塊的編寫。在各模塊中可編寫如 P1=0x55 進(jìn)行各模塊的測試。 性能分析 設(shè)計(jì)之初的思路是選擇將分，秒分別保存在一個(gè)字節(jié)的內(nèi)存單元中，這樣在計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)上將變得簡單，但這樣的設(shè)計(jì)也帶來一個(gè)問題，那就是在讀入用戶輸入和將時(shí)間顯示到屏幕上時(shí)的 16 進(jìn)制轉(zhuǎn)到 ASCII 碼時(shí)，由于涉及到將一個(gè)字節(jié)內(nèi)容拆分轉(zhuǎn)化，靈活性受到限制，于是考慮將分，秒的每一位用一個(gè)字節(jié)儲存，這樣在進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)將節(jié)省很多操作時(shí)間 ,設(shè)計(jì)過程中反復(fù)修改了程序的結(jié)構(gòu)以達(dá)到優(yōu)化目的 ,在時(shí)間顯示出現(xiàn)問題后 ,我們進(jìn)行了單元測試并最終發(fā)現(xiàn)了問題 ,在找到問題癥結(jié)后，我們對顯示部分代碼及電路進(jìn)行了完善 [5]，最終得到了正確的顯 示結(jié)果。由于計(jì)時(shí)中斷程序中加了中斷延時(shí)誤差處理，所以實(shí)際計(jì)時(shí)精度非常高。 10 控制源程序清單 /*********************************系統(tǒng)測試程序 ***************************/ include define uint unsigned int define uchar unsigned char uchar xdata 8255_PA _at_ 0xD9FF, 8255_PB _at_ 0XDBFF, 8255_PC _at_ 0XDDFF, 8255_CON _at_ 0XDFFF。 uchar aa,bb,qian,bai,shi,ge,wa,qia,ba,sh,g,