簡易秒表

學(xué)號：課程名稱：單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)與實(shí)訓(xùn)姓名：班級：上機(jī)內(nèi)容：簡易秒表上機(jī)實(shí)驗性質(zhì)：□綜合性實(shí)驗√設(shè)計性實(shí)驗□驗證實(shí)驗實(shí)驗時間：201*年5月21日實(shí)驗地點(diǎn)：實(shí)驗設(shè)備：計算機(jī)實(shí)驗報告：（包括：目的、方法、原理、結(jié)果或?qū)嶒炐〗Y(jié)等）。一、實(shí)驗?zāi)康模?、掌握單片機(jī)外部中斷的原理及用法；2、掌握單片機(jī)定時器中斷的原理及用法。二、實(shí)驗內(nèi)容：K5鍵做啟動停止秒表（外部中斷0），K6鍵做秒表歸零（外部中斷1），4位數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示（定時器中斷0），最大計數(shù)值9999秒。要求先進(jìn)行仿真，而后下載到實(shí)驗箱中觀察實(shí)際效果。三、實(shí)驗設(shè)備及器件1、ME850單片機(jī)實(shí)驗箱（包含芯片及連接線等）2、PC機(jī)四、實(shí)驗步驟1、根據(jù)實(shí)驗要求，設(shè)計出實(shí)驗流程圖如圖1所示：2、用KeiluVision4根據(jù)實(shí)驗要求寫出相應(yīng)程序，程序代碼如下所示：#definecount_M2250#defineTH_M2(256-count_M2)#defineTL_M2(256-count_M2)intcount_T1=0;//計算T1中斷次數(shù)/*聲明七段數(shù)碼管*/unsignedcharcodeTAB[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,//0~40x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};chardisp[4]={0xc0,0xc0,0xc0,0xc0};//聲明數(shù)碼管顯示四位，即0000unsignedcharcodeBIT[]={0xFE,0xfD,0xFB,0xF7//0~4};intseconds=0;//秒數(shù)intscan=0;//掃描信號charqw,bw,sw,gw;voidmain(){IE=0x8f;//10001111，啟用INT0/1、TF0/1中斷TCON=0x05;//下降沿觸發(fā)TMOD=0X21;//00100001,T1采用mode2、T0采用mode1TH0=TH_M1;TL0=TL_M1;//設(shè)置T0計數(shù)值高8位、低8位TR0=0;//不啟動T0TH1=TH_M2;TL1=TL_M2;//設(shè)置T1自動加載值、計數(shù)值TR1=1;//啟動T1P3=0xff;//設(shè)置K5/K6輸入while(1);}（接下）開始聲明變量設(shè)置中斷、定時器，啟動掃描定時器，開啟Timer0定時nonoTR1=1TR0=1yesyes啟動T0定時器啟動T1定時器T0中斷子程序T_IST1中斷子程序T_4ms重設(shè)定時值no32次no次20yes重新計數(shù)yes重新計數(shù)，秒數(shù)加1no超過千位數(shù)？no60秒？yesyes從個位數(shù)開始秒數(shù)歸0輸出數(shù)字信號填入顯示區(qū)輸出掃描信號INT0中斷子程序int_swINT1中斷子程序int_RST秒數(shù)歸0切換sw0圖（接上）voidT0_1s(void)interrupt1{TH0=TH_M1;TL0=TL_M1;if(++count_T0==20){count_T0=0;seconds++;if(seconds==9999){seconds=0;}}qw=seconds/1000;bw=(seconds-qw*1000)/100;sw=(seconds-qw*1000-bw*100)/10;gw=seconds-qw*1000-bw*100-sw*10;disp[3]=TAB[qw];disp[2]=TAB[bw];disp[1]=TAB[sw];disp[0]=TAB[gw];}voidT1_4ms(void)interrupt3{if(++count_T1==16){count_T1=0;if(++scan==5)scan=1;SEG=0xff;SCANP=BIT[scan-1];SEG=disp[scan-1];}}voidint0_sw(void)interrupt0//int0中斷子程序開始{TR0=~TR0;//切換T0為開始/暫停}voidint1_RST(void)interrupt2//int0中斷子程序開始{seconds=0;//秒數(shù)歸零disp[0]=disp[1]=disp[2]=disp[3]=0xc0;//顯示}4、把編譯好的HEX文件下載到實(shí)驗箱的單片機(jī)內(nèi)，觀察效果。顯然，看到實(shí)驗結(jié)果：數(shù)碼管上的數(shù)字從1開始計數(shù)，直到計數(shù)到9999時返回為0。當(dāng)按下K5鍵時開始計時，按下K6鍵時值歸為0。五、實(shí)驗小結(jié)：通過這次實(shí)驗讓我了解和掌握了單片機(jī)外部中斷的原理及用法以及定時器中斷的原理及用法。在這次試驗中，我深刻感受到了使用中斷來寫程序，能給程序帶來巨大的好處。不僅能使程序簡結(jié)，而且使程序的條理十分清楚。節(jié)省CPU的空間，加快程序的執(zhí)行速度。任課教師評語：教師簽字：年月日注：每學(xué)期至少有一次設(shè)計性實(shí)驗。每學(xué)期結(jié)束請任課教師按時按量統(tǒng)一交到實(shí)驗中心處。實(shí)驗報告A4紙雙面打印。

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簡易秒表的設(shè)計

1設(shè)計意義及要求

1.1簡易秒表的設(shè)計意義

簡易秒表的設(shè)計是在我們學(xué)習(xí)了單片機(jī)技術(shù)之后的一次檢測。在已學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上熟

練掌握，對未曾學(xué)習(xí)過的內(nèi)容加以了解，從多個角度更加深刻理解和掌握單片機(jī)的理論與運(yùn)用。通過本次設(shè)計，能夠提高大家對自己電工電子設(shè)計的興趣與了解，以更好的理解本專業(yè)，從而在今后的學(xué)習(xí)中打下一個很好的基礎(chǔ)。

1.2簡易秒表的設(shè)計要求

1）利用單片機(jī)作為主控制器實(shí)現(xiàn)電子秒表，用4位LED數(shù)碼管顯示時間。2）設(shè)置外部按鍵SB，當(dāng)按鍵SB第一次按下時啟動秒表開始計時；當(dāng)?shù)诙�次按下按鍵S1時秒表停止計時，當(dāng)?shù)谌�次按下按鍵S1時秒表回零；即用一個按鍵S1來控制秒表的啟動、停止和回零功能。

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2簡易秒表硬件電路設(shè)計

采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)控制器，用4位共陰LED數(shù)碼管顯示時間，為了節(jié)省單片機(jī)的I/O資源，LED數(shù)碼管采用動態(tài)顯示方式，由P2口的低4位輸出位選信號，P1口輸出LED數(shù)碼管的顯示段碼。用非門來提高P2口的驅(qū)動能力，使LED管達(dá)到合適的亮度。完成設(shè)計的仿真電路如圖2-1所示。

圖2-1基于單片機(jī)控制的秒表仿真電路圖

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3程序設(shè)計

采用主程序調(diào)用子程序的設(shè)計方法，主程序首先對定時器和有關(guān)寄存器及存儲單元進(jìn)行初始化，調(diào)用按鍵掃描子程序和顯示子程序，判斷計時時間是否到9分59秒。主程序設(shè)計流程圖如圖3-1所示。

計時時間到了9分59秒嗎？計數(shù)單元清零

圖3-1主程序設(shè)計流程圖

開始初始化定時器將計數(shù)單元3FH-42H清零，將存放按鍵次數(shù)的寄存器R7清零，將存放位選值的寄存器R2清零，關(guān)閉定時器。調(diào)用按鍵掃描子程序調(diào)用顯示子程序N3.1定時初值的計算

按12MHz的時鐘頻率計算，其機(jī)器周期為1s，選用定時/計數(shù)器工作方式1，定時時間50ms。

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計算初值如下：

計數(shù)值N=定時/計數(shù)器最大值M定時/計數(shù)器初值X則初值X=MN

機(jī)器周期為TM=12×1/osc=12×1/12×106=1s采用定時器工作方式1，所以初值為X=21650ms/1us=15536=3CB0H所以TH0=3CH，TL0=B0H

3.2初始化

通過初始化設(shè)定定時器0工作方式為方式1，開放定時器0的中斷及總中斷，分別給存放毫秒、秒、分的計數(shù)單元3FH，40H，41H，42H清零。關(guān)閉定時/計數(shù)器T0。給存儲按鍵次數(shù)的寄存器R1清零。

3.3判斷有無鍵按下，并進(jìn)行按鍵處理

因為只有一個與P3.0相連的接獨(dú)立式按鍵，所以用JBP3.0，KEYEND指令來讀按鍵的狀態(tài)。當(dāng)P3.0=0時則有鍵按下，然后進(jìn)行10ms的延時消抖，延時消抖后將存放按鍵次數(shù)的寄存器R7加1，接著判斷R1中的值是多少？如果是1（表示第一次按鍵）則用SETBTR0指令啟動定時器T0；如果是2則用CLRTR0指令關(guān)閉定時器T0；如果是3則將存放時間的3FH，40H，41H，42H單元及存放按鍵次數(shù)的R1清零。程序設(shè)計流程圖如圖3-2所示。

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開始將累加器A的內(nèi)容壓入堆棧N有鍵按下嗎？Y按鍵延時消抖按鍵按下次數(shù)處理啟動定時器秒表開始計數(shù)關(guān)閉定時器秒表停止計數(shù)秒表復(fù)位顯示0將堆棧內(nèi)容彈出至累加器A子程序返回圖3-2按鍵確認(rèn)程序設(shè)計流程圖

3.4顯示子程序設(shè)計

顯示子程序的主要作用是根據(jù)存放在3FH，40H，41H，42H單元的計數(shù)值查表找到跟計數(shù)值對應(yīng)的段碼，然后送到對應(yīng)的LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。程序設(shè)計流程圖如圖3-3所示。

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根據(jù)計數(shù)單元的值，通過查表指令，找到跟計數(shù)值相對應(yīng)的顯示段碼開始將R0賦初值3FH，R2賦初值08H，R3賦初值4累加器A清零，通過MOVＡ，＠R0指令讀取計數(shù)單元的值將查表得顯示段碼送顯示器，并從R2讀取位選碼，并送P2口顯示延時R0加1，準(zhǔn)備讀取下一計數(shù)單元，修改R2的值，準(zhǔn)備顯示下個數(shù)碼管4個數(shù)碼管掃描顯示完嗎？子程序返回

圖3-3顯示子程序流程圖

YN3.5中斷子程序設(shè)計

本任務(wù)中定時器T0定時50ms，每到50ms，T0產(chǎn)生一次中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，首先將累加器A中內(nèi)容壓入堆棧，保護(hù)好現(xiàn)場，接著給T0重裝初值。然后50ms計數(shù)單元加1，再判斷計數(shù)單元是否加到2（即0.1s），若沒有則中斷返回；若加到了，則首先50ms計數(shù)單元清零，接著將毫秒的計數(shù)單元加1。

再判斷毫秒計數(shù)單元是否到10（即1s），若沒有則中斷返回；若到了10，則將毫秒計數(shù)單元清零。然后將秒的個位計數(shù)單元加1，秒的個位計數(shù)單元加1后判斷是否加到10，若不是則中斷返回；若是則將秒的個位計數(shù)單元清零，然后秒的10位計數(shù)單元加1，再判斷

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秒的10位計數(shù)單元是否到6，若不是則中斷返回；若是則將秒的十位清零，分計數(shù)單元加1。程序設(shè)計流程圖如圖3-4所示。

中斷返回

圖3-4中斷服務(wù)程序設(shè)計流程圖

7

開始將A中內(nèi)容壓入堆棧，單元43H中的內(nèi)容加1N中斷了2次嗎？中斷次數(shù)單元清零，毫秒計數(shù)單元值加1N毫秒計數(shù)單元值等于10？毫秒計數(shù)單元清零，秒的個位計數(shù)單元值加1N秒的個位等于10嗎？秒計數(shù)單元清零，秒的十位計數(shù)單元值加1N秒的十位等于6嗎？秒十位計數(shù)單元清零，分的計數(shù)單元值加武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》說明書

4小結(jié)

本次能力拓展訓(xùn)練完成的簡易秒表是以單片機(jī)（AT89C51）為核心，結(jié)合相關(guān)的元器件，再配以相應(yīng)的軟件，達(dá)到實(shí)現(xiàn)秒表的功能。通過這次能力拓展訓(xùn)練，我對單片機(jī)有了更深入的理解，對單片機(jī)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計以及硬件電路的工作原理也都有了新一層的理解。這是我第一次編寫單片機(jī)程序，通過把課本上的理論與生活中的實(shí)際問題結(jié)合起來，使我學(xué)到了很多東西。把程序拆分成幾部分一一進(jìn)行編寫、調(diào)試，在編程中出現(xiàn)問題時，嚴(yán)格謹(jǐn)慎，仔細(xì)分析、調(diào)試，一定會從中發(fā)現(xiàn)錯誤，克服困難，同時也使我意識到了自己對于單片機(jī)方面的知識知道的太少了，對于書本上的很多知識還不能夠靈活運(yùn)用，還有很多需要學(xué)習(xí)的地方。

這次能力拓展訓(xùn)練使我感受到了理論與實(shí)際相結(jié)合的目的及其重要意義，不但使我對單片機(jī)有了更深刻的理解，還提高了我動手查閱資料的能力還鍛煉了自己獨(dú)立思考問題的能力。在完成本次訓(xùn)練的過程中，我查閱了很多參考書及運(yùn)用自己所掌握的知識完成此次設(shè)計。在進(jìn)行操作的過程中遇到了許多的問題，通過自己的耐心研究以及與同學(xué)的討論終于得以圓滿的解決種種問題，因此也更加牢固的掌握了這些知識，在今后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中也將能夠運(yùn)用這些知識和技能。在這里我也感謝所有給予我?guī)椭�的老師和同學(xué)，希望以后有更多的機(jī)會來鍛煉自己，為以后的學(xué)習(xí)、生活打下良好的基礎(chǔ)。同時在這次設(shè)計中也暴露出自己的不足，基礎(chǔ)知識不夠扎實(shí)，我會在以后的日子里加以改正來提高自己的綜合能力。

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參考文獻(xiàn)

[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)-數(shù)字部分（第五版).高等教育出版，201*.1[2]伍時宇.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).清華大學(xué)出版社，201*[3]周惠朝.常用電子元件及典型應(yīng)用.電子工業(yè)出版社，201*

[4]劉修文主編.實(shí)用電子電路設(shè)計制作300例.中國電力出版社，201*[5]馬斌.單片機(jī)原理及應(yīng)用.人民郵電出版社，201*

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附錄1程序

AJMPTIMERORG0030H

MAIN:MOVDPTR,#TABLEMOVSP,#50H

MOVTMOD,#01H；定時器T0的工作方式為方式1MOVIE,#82HCLRTR0

CALLCLEARLOOP:CALLSCANKEYCALLDISPMOVA,42HCJNEA,#09,E3MOVA,41HCJNEA,#05,E3MOVA,40HCJNEA,#09,E3MOVA,3FHCJNEA,#09,E3CLRTR0

CALLCLEARE3:AJMPLOOP

CLEAR:MOVA,#00HMOVR1,#3FHE2:MOV@R1,AINCR1

CJNER1,#43H,E2MOVR7,#00HRET

；對計分、秒、毫秒計數(shù)單元清零；調(diào)用按鍵掃描子程序；調(diào)用顯示子程序

；判斷定時時間是否到9分59秒；時間到了9分59秒關(guān)閉定時器并自動回零；對分、秒、毫秒計數(shù)單元清010

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SCANKEY:PUSHA

JBP3.0,KEYEND；判斷按鍵SB是否按下？CALLDELAY_10MS；延時消抖INCR7；按鍵次數(shù)寄存器加1MOVA,R7

CJNEA,#01,STOP；是第1次按下嗎？SETBTR0AJMPKEYEND

STOP:CJNEA,#02,RESETCLRTR0AJMPKEYEND

RESET:CJNEA,#03,KEYENDCALLCLEARKEYEND:POPARET顯示子程序：

DISP:CLRAMOVR0,#3FHMOVR2,#08HMOVR3,#04

E1:MOVA,@R0MOVCA,@A+DPTRMOVP2,#00HMOVP1,AMOVA,R2MOVP2,A

MOVR6,#255DJNZR6,$INCR0

；啟動秒表計時；是第2次按下嗎；；秒表停止計時；是第3次按下嗎？；秒表復(fù)位；讀取分、秒、毫秒計數(shù)單元的值；查表找跟計數(shù)值相對應(yīng)的顯示段碼；消隱；顯示時間11

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RRAMOVR2,ADJNZR3,E1RET中斷子程序：

TIMER:PUSHA

MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0H

INC43HMOVA,43H

CJNEA,#02,END_TIMEMOV43H,#00HINC3FHMOVA,3FH

CJNEA,#10,END_TIMEMOV3FH,#00HINC40HMOVA,40H

CJNEA,#10,END_TIMEMOV40H,#00HINC41HMOVA,41H

CJNEA,#06,END_TIMEMOV41H,#00HINC42HEND_TIME:POPARETI

DELAY_10MS:MOVR5,#50D1:MOVR4,#100

；送定時50ms的初值；中斷次數(shù)單元加1；是否中斷了2次？；中斷次數(shù)單元清零

；中斷了2次，0.1S（毫秒）計數(shù)單元加1；到了1秒嗎？；到了1秒，毫秒計數(shù)單元清零；秒的個位計數(shù)單元加1；到了10秒嗎？

；到了10秒，秒個位計數(shù)單元清零；秒的十位計數(shù)單元加1；到了60秒嗎？

；到了60秒，秒的十位計數(shù)單元清零；分計數(shù)單元加1武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》說明書

DJNZR4,$DJNZR5,D1RET

TABLE:DB3FH,06H,05BH,4FH,66H,6DH,7DHDB07H,7FH,6FHEND

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附錄2所需元件清單元件名稱74LS1410K電阻AT89C517SEG-MPX4-CC按鍵導(dǎo)線

14

元件數(shù)量41111若干

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