單片機(jī)課設(shè)60秒計(jì)時(shí)器

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目： 0060秒表設(shè)計(jì) 學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： xxx 學(xué) 號(hào)： xxx 指導(dǎo)教師單位： xxx 姓 名： xxx 2013年12月13日 摘要 60秒計(jì)時(shí)器以單片機(jī)為核心，由計(jì)時(shí)器，控制器等組成。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要分為計(jì)時(shí)器顯示模塊和按鍵控制模塊。每個(gè)模塊的程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，任務(wù)明確，易于編寫(xiě)、調(diào)試和修改。編程后利用Kcil軟件來(lái)進(jìn)行編譯，在生成HEX文件裝入芯片中，在通過(guò)調(diào)試實(shí)現(xiàn)60s計(jì)時(shí)功能。本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)硬件電路主要是由以下幾個(gè)部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89C51、振蕩電路、顯示電路和按鍵開(kāi)關(guān)。該系統(tǒng)具有60s內(nèi)準(zhǔn)確計(jì)時(shí)和

2、計(jì)時(shí)清零的功能。 關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)，計(jì)時(shí)，顯示，60s計(jì)時(shí)，復(fù)位清零 1 目錄前言1一、 概述11.1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)與目的11.2、總體方案設(shè)計(jì)21.2.1、設(shè)計(jì)方案框圖21.2.2、硬件方案21.2.3、軟件方案2二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)32.1、電路總體設(shè)計(jì)方案32.2、電路原理圖32.3、各硬件模塊設(shè)計(jì)與制作32.3.1、AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)32.3.2、晶振輸入電路設(shè)計(jì)62.3.3、復(fù)位電路設(shè)計(jì)72.3.5、數(shù)碼管顯示部分電路82.3.6、繪制原理圖.102.3.7、生成PCB圖112.3.8、制作PCB板112.3.9、鉆孔，并焊接芯片122.4、遇到的問(wèn)題與解決辦法13三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1

3、43.1、軟件總體設(shè)計(jì)方案143.2、程序流程圖163.3、部分重要模塊匯編程序：16四、系統(tǒng)調(diào)試174.1、軟件調(diào)試174.2、硬件調(diào)試18五、 系統(tǒng)功能19六、 總結(jié)19七、 附錄19八、參考文獻(xiàn)211 前言 我們的任務(wù)是設(shè)計(jì)60s秒表計(jì)時(shí)器，用AT89S51單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0產(chǎn)生一秒的定時(shí)時(shí)間，作為秒計(jì)數(shù)時(shí)間，當(dāng)一秒產(chǎn)生時(shí)，秒計(jì)數(shù)加1，秒計(jì)數(shù)到60時(shí)，自動(dòng)從0開(kāi)始，實(shí)現(xiàn)0到60秒的循環(huán)顯示的功能。 現(xiàn)代計(jì)時(shí)器是用數(shù)字集成電路做成的現(xiàn)代計(jì)時(shí)器，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，走時(shí)準(zhǔn)確、顯示直觀(有熒光七段數(shù)碼顯示器)、無(wú)機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)。而且鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便。廣泛用于

4、個(gè)人家庭，車(chē)站，碼頭、辦公室等公共場(chǎng)所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?，由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字計(jì)時(shí)表的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大地方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、校時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定是廣播、自動(dòng)啟閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備，甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字計(jì)時(shí)器及擴(kuò)大其應(yīng)用有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。1、 概述1.1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)與目的課程設(shè)計(jì)任務(wù)：00-60秒表設(shè)計(jì) 用AT89S51單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0產(chǎn)生一秒的定時(shí)時(shí)間，作為秒計(jì)數(shù)時(shí)

5、間，一秒產(chǎn)生時(shí)，秒計(jì)數(shù)加1，秒計(jì)數(shù)到60時(shí)，自動(dòng)從0開(kāi)始。額外拓展，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)按鍵，一個(gè)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)暫停，一個(gè)實(shí)現(xiàn)從0計(jì)時(shí)。課程設(shè)計(jì)目的： 課程設(shè)計(jì)是單片機(jī)課程教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面的系統(tǒng)的訓(xùn)練，進(jìn)行 課程設(shè)計(jì)可以讓學(xué)生把學(xué)過(guò)的比較零碎的知識(shí)系統(tǒng)化，真正的能夠把學(xué)過(guò)的知識(shí)落到實(shí)處，能夠開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，也進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生再深一步學(xué)習(xí)的熱情，因此課程設(shè)計(jì)是必不可少的，是非常必要的。 課程設(shè)計(jì)是提高學(xué)生單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用能力以及文字總結(jié)能力的綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是配合單片機(jī)課程內(nèi)容掌握應(yīng)用得的專(zhuān)門(mén)性實(shí)踐類(lèi)課程，通過(guò)典型實(shí)際問(wèn)題的實(shí)際，訓(xùn)練學(xué)生的軟硬件的綜合設(shè)計(jì)、調(diào)試能力以及文字組織能力，建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)概

6、念，加強(qiáng)工程應(yīng)用思維方式的訓(xùn)練，同時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容做一定的擴(kuò)充。 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使自己深刻理解并掌握基本概念，掌握單片機(jī)的基本應(yīng)用程序設(shè)計(jì)及綜合應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的方法，通過(guò)做一個(gè)綜合性訓(xùn)練題目，達(dá)到對(duì)內(nèi)容的消化、理解并提高解決問(wèn)題的能力的目的。 1.2、總體方案設(shè)計(jì)1.2.1、設(shè)計(jì)方案框圖七段數(shù)碼管顯示電路CPU復(fù)位 晶振電路按鈕電路電源系統(tǒng)1.2.2、硬件方案1、 制作一個(gè)AT89S51最小系統(tǒng)；2、 采用兩個(gè)LED七段數(shù)碼顯示管分別顯示秒表的個(gè)位和十位；3、 P0口輸出十位段碼，P2口輸出個(gè)位段碼。1.2.3、軟件方案1、 因?yàn)楫?dāng)晶振頻率為12MHz時(shí)，選擇定時(shí)/計(jì)時(shí)器的模式1；2、 時(shí)間設(shè)定定時(shí)

7、/計(jì)數(shù)器定時(shí)時(shí)間，累計(jì)合適中斷次數(shù)后執(zhí)行刷新顯示子程序；3、 每隔1s秒計(jì)數(shù)加1，秒計(jì)數(shù)到60自動(dòng)從0開(kāi)始，循環(huán)不止。二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2.1、電路總體設(shè)計(jì)方案最小系統(tǒng)應(yīng)符合以下要求：（1）引出4個(gè)I/O端口，便于硬件拓展，同時(shí)接入排阻以滿足更多的使用要求（2）在上電自動(dòng)復(fù)位的基礎(chǔ)上添加按鍵復(fù)位功能，以提高系統(tǒng)的可控性；（3）采用按鈕開(kāi)關(guān)、繼電器與穩(wěn)壓二極管構(gòu)成電源電路，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（4）具有專(zhuān)門(mén)的編程端口；（5）采用內(nèi)部時(shí)鐘電路。2.2、電路原理圖2.3、各硬件模塊設(shè)計(jì)與制作2.3.1、AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì) AT89C51是一個(gè)低功耗高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Byt

8、es ISP In-system programmable 的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash，只讀程序存儲(chǔ)器器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，制造兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案，AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案 。外形及引腳排列如圖所示： 主要特性：·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ·壽命1000寫(xiě)擦循環(huán) ·數(shù)據(jù)保留時(shí)間10年

9、 ·全靜態(tài)工作0Hz-24MHz ·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ·128×8位內(nèi)部RAM ·32可編程IO線 ·兩個(gè)16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器 ·5個(gè)中斷源 ·可編程串行通道 ·低功耗的閑置和掉電模式 ·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說(shuō)明：（1）電源與時(shí)鐘引腳 Vcc：電源接入引腳 Vss：接地引腳 XTAL1：晶振震蕩器接入的一個(gè)引腳采用外部振蕩器時(shí)此引腳接地 XTAL2：晶體振蕩器的另一個(gè)引腳（采用外部振蕩器時(shí)此引腳作為外部振 蕩器信號(hào)的輸入端 ）（2） 控制線引腳 RST/Vpd：復(fù)位信號(hào)輸入引腳備用電源輸入

10、引腳 ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸出引腳編程脈沖輸入引腳 EA：內(nèi)外存儲(chǔ)器選擇引腳片外EPROM編程電壓輸入引腳 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)輸出引腳 （3） 并行IO引腳 （4） P00-P07：一般IO口引腳或數(shù)據(jù)低位地址總線復(fù)用引腳 （5） P10-P17：一般IO口引腳 （6） P20-P27：一般IO口引腳或高位地址總線引腳 （7） P30-P37：一般IO口引腳或第二功能引腳 內(nèi)部振蕩器特性： XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器，石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用如采用，如果采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要

11、通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 P0口（P0.0-P0.7）：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O端口。P0口可做通用I/O口使用，但在端口進(jìn)行輸入操作前，應(yīng)先向端口的輸出鎖存器寫(xiě)“1”。在CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，P0口自動(dòng)作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線。在編程時(shí)，由P0口輸入指令字節(jié)，而在驗(yàn)證程序時(shí)，P0口輸出指令字節(jié)（驗(yàn)證時(shí)應(yīng)外接上拉電阻）。P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。 P1口（P1.0-P1.7）：P1口是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的8為準(zhǔn)雙向I/O端口。當(dāng)P1輸出高電平是，能向外部提供拉電流負(fù)載，因此，不需再外接上拉

12、電阻。當(dāng)端口用作輸入時(shí)，也應(yīng)先向端口的輸出鎖存器寫(xiě)入“1”。在編程和驗(yàn)證程序時(shí)，P1口用來(lái)輸入低8位地址。P1口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。 P2口（P2.0-P2.7）：P2口也是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。當(dāng)CPU訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，P2口自動(dòng)用作輸出高8位地址，與P0低8位地址一起形成外部存儲(chǔ)器的16位地址總線。此時(shí)，P2口不再作為通用I/O口使用。P2口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。在編程和驗(yàn)證程序時(shí)，P2口用作接收高8為地址。 P3口（P3.0-P3.7）：P3口是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的8位多功能雙向I/O端口。P3口除了作通用I/O端口外，其主要功能是它的各位還具有第二功能

13、。無(wú)論P(yáng)3口作通用輸入框還是作第二輸入功能口使用，相應(yīng)位的輸出鎖存器和第二輸出功能段都應(yīng)置“1”。P3口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3口作為第二功能使用時(shí)各引腳定義如下：P3.0 RXD：串行口輸入端； P3.1 TXD：串行口輸出端； P3.2 INT0：外部中斷0請(qǐng)求輸入端； P3.3 INT1：外部中斷1請(qǐng)求輸入端； P3.4 T0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部信號(hào)輸入端； P3.5 T1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部信號(hào)輸入端； P3.6 WR：外RAM寫(xiě)選通信號(hào)輸出端； P3.7 RD：外RAM讀選通信號(hào)輸出端。 為便于硬件拓展以及滿足更多的使用有求，在P0、P2口處分別接1K和2.2K的上拉電阻，并

14、在每個(gè)端口出添加VCC和GND引腳。2.3.2、晶振輸入電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作，在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只要外界一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)，送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片機(jī)的工作速度。時(shí)鐘電路如下圖 AT89C51單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路是一個(gè)高增益反向放大器，引線XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入端和輸出端。單片機(jī)內(nèi)部雖然有振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，外部還需附加電路。AT89C51的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種：內(nèi)部時(shí)鐘電方式和外部時(shí)鐘方式。由于外部時(shí)鐘方式用于多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，所以此處選用內(nèi)部時(shí)鐘方式。即利用其內(nèi)部的振蕩電路在XTAL1和XTAL2引線上外

15、接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生自激振蕩。最常用的是在 XTAL1和XTAL2之間接晶體振蕩器與電路構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖電路所示為單片機(jī)最常用的時(shí)鐘振蕩電路的接法，其中晶振可選用振蕩頻率為12MHz的石英晶體，電容器一般選擇30F左右。2.3.3、復(fù)位電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中AT89C51是采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。復(fù)位電路可將單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)。單片機(jī)的RES腳為硬件復(fù)位端，只要將持續(xù)高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)。復(fù)位電路如圖所示。由于單片機(jī)是高電平復(fù)位,所以當(dāng)按下S時(shí),單片機(jī)的9腳RESET管腳處于高電平,此 時(shí)單片機(jī)處于復(fù)位狀態(tài),當(dāng)上電后,

16、由于電容緩慢充電,單片機(jī)的9腳電壓逐步由高向低轉(zhuǎn)化,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,單片機(jī)的9腳處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài),此時(shí)單片機(jī)上復(fù)位完畢，系統(tǒng)程序從0000H開(kāi)始執(zhí)行。2.3.4、實(shí)現(xiàn)暫停與重置的按鍵電路本次設(shè)計(jì)的兩個(gè)獨(dú)立按鍵，分別接到P3.2口（實(shí)現(xiàn)暫停功能）和P3.3口（實(shí)現(xiàn)從0計(jì)時(shí)功能），利用單片機(jī)中斷系統(tǒng)，使功能實(shí)現(xiàn)。 2.3.5、數(shù)碼管顯示部分電路數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示），按能顯示多少個(gè)8可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管，按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起

17、形成公共陽(yáng)極（COM）的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 （COM） 的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光，二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。LED數(shù)碼管接法： 共陽(yáng)極接法：把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極，使用時(shí)公共陽(yáng)極接5V，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過(guò)電阻與輸入端相連。 共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，

18、使用時(shí)公共陰極接地，每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻與輸入端相連。數(shù)碼管參數(shù)：8字高度：8字上沿與下沿的距離。比外型高度小，通常用英寸來(lái)表示。范圍一般為025-20英寸。 長(zhǎng)*寬*高：長(zhǎng)數(shù)碼管正放時(shí)，水平方向的長(zhǎng)度；寬數(shù)碼管正放時(shí)，垂直方向上的長(zhǎng)度；高數(shù)碼管的厚度 時(shí)鐘點(diǎn)：四位數(shù)碼管中，第二位8與第三位8字中間的二個(gè)點(diǎn)，一般用于顯示時(shí)鐘中的秒。LED8段數(shù)碼顯示管原理圖、引腳圖 相應(yīng)字段就不亮。LED數(shù)碼管段碼如下表：表1八段LED數(shù)碼管段碼表顯示數(shù)碼共陰型段碼共陽(yáng)型段碼03FHC0H106HF9H25BHA4H34FHB0H466H99H560H92H670H82H707HF8H87FH80H9

19、6FH90H本設(shè)計(jì)采用共陰?kù)o態(tài)七段數(shù)碼管顯示，其中P2口輸出個(gè)位段碼，P0口輸出十位段碼。 七段數(shù)碼管顯示電路如下圖 2.3.6、繪制原理圖.根據(jù)仿真軟件做出來(lái)的原理圖，在DXP軟件中再次繪制原理圖。Protel DXP2004是Altium公司于2004年推出的最新版本的電路設(shè)計(jì)軟件，該軟件能實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)，頂層設(shè)計(jì)直到輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及這之間的所有分析驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的管理。當(dāng)前比較流行的Protel 98、Protel 99 SE，就是它的前期版本。Protel DXP 2004已不是單純的PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是由多個(gè)模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是SCH（原理圖）設(shè)計(jì)、SCH（原理圖

20、）仿真、PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)、Auto Router（自動(dòng)布線器）和FPGA設(shè)計(jì)等，覆蓋了以PCB為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。該軟件將項(xiàng)目管理方式、原理圖和PCB圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計(jì)、拓樸自動(dòng)布線以及電路仿真等技術(shù)結(jié)合在一起，為電路設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。步驟：（1）建立新工程文件，設(shè)置畫(huà)圖環(huán)境。（2）定元件和加載元件庫(kù)。（3）原理圖放置元件。（4）連接線路和放置節(jié)點(diǎn)。（5）電路ERC電氣規(guī)則檢查.（6）生成網(wǎng)絡(luò)表。（7）生成元器件列表 。原理圖如下圖：2.3.7、生成PCB圖根據(jù)原理圖生成PCB圖步驟：（1）創(chuàng)鍵PCB文件。（2）向PCB裝入網(wǎng)絡(luò)表 。（3）布置元器件的位置.（4）進(jìn)行布

21、線PCB圖如下圖：2.3.8、制作PCB板2.3.9、鉆孔，并焊接芯片 背面 正面2.4、遇到的問(wèn)題與解決辦法 我的任務(wù)部分是用DXP軟件繪制原理圖與生成PCB圖，而我之前對(duì)于DXP軟件一無(wú)所知，完全一片茫然，由于生疏所以出現(xiàn)了許多問(wèn)題，不過(guò)經(jīng)過(guò)不斷的探索，終于解決了這些問(wèn)題，將任務(wù)完成了，對(duì)于DXP我也有一定的了解與掌握了。 1、問(wèn)題：在布線的時(shí)候容易搞亂，不知道如何才能將線布好 解決辦法：先將元器件擺整齊了，在慢慢布線就不容易搞亂 2、問(wèn)題：數(shù)碼管的引腳與單片機(jī)的引腳沒(méi)有接對(duì) 解決辦法：測(cè)試每個(gè)引腳所對(duì)應(yīng)的代號(hào)，然后在一一按要求與單片機(jī)引腳對(duì)接。 3、問(wèn)題：在布線時(shí)總有一條線無(wú)法按要求不與

22、其他線相交的連接起來(lái)。 解決辦法：實(shí)在無(wú)法接入，就弄一條跳線。 4、問(wèn)題：在畫(huà)原理圖的時(shí)候在庫(kù)里找不到合適的元器件 解決辦法：打開(kāi)庫(kù)，然后去安裝的庫(kù)里添加所需要的元件三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1、軟件總體設(shè)計(jì)方案 本次設(shè)計(jì)運(yùn)用的是匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言（Assembly Language）是面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。在匯編語(yǔ)言中，用助記符（Memoni）代替機(jī)器指令的操作碼，用地址符號(hào)（Symbol）或標(biāo)號(hào)（Label）代替指令或操作數(shù)的地址，如此就增強(qiáng)了程序的可讀性并且降低了編寫(xiě)難度，象這樣符號(hào)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言就是匯編語(yǔ)言，因此亦稱(chēng)為符號(hào)語(yǔ)言。使用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，機(jī)器不能直接識(shí)別，還要由匯編程序或者

23、叫匯編語(yǔ)言編譯器轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令。匯編程序?qū)⒎?hào)化的操作代碼組裝成處理器可以識(shí)別的機(jī)器指令，這個(gè)組裝的過(guò)程稱(chēng)為組合或者匯編。因此，有時(shí)候人們也把匯編語(yǔ)言稱(chēng)為組合語(yǔ)言。 AT89S51單片機(jī)的內(nèi)部16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器是一個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它既可以工作在13位定時(shí)方式，也可以工作在16位定時(shí)方式和8位定時(shí)方式。只要通過(guò)設(shè)置特殊功能寄存器TMOD，即可完成。定時(shí)/計(jì)數(shù)器何時(shí)工作也是通過(guò)軟件來(lái)設(shè)定TCON特殊功能寄存器來(lái)完成的。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式選擇寄存器(TMOD)-TMOD寄存器是一個(gè)專(zhuān)用寄存器，用于控制兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器的工作方式，TMOD可以用字節(jié)傳送指令設(shè)置其內(nèi)容，但不能位尋址。TMOD主要是用

24、于選定定時(shí)器的工作方式；TCON主要是用于控制定時(shí)器的啟動(dòng)停止，此外TCON還可以保存T0、T1的溢出和中斷標(biāo)志。當(dāng)定時(shí)器工作在計(jì)數(shù)方式時(shí)，外部事件通過(guò)引腳T0（P3.4）和T1（P3.5）輸入?，F(xiàn)在我們選擇16位定時(shí)工作方式，對(duì)于T0來(lái)說(shuō)，最大定時(shí)也只有65536us，即65.536ms，無(wú)法達(dá)到我們所需要的1秒的定時(shí)，因此，我們必須通過(guò)軟件來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題，假設(shè)我們?nèi)0的最大定時(shí)為50ms，即要定時(shí)1秒需要經(jīng)過(guò)20次的50ms的定時(shí)。對(duì)于這20次我們就可以采用軟件的方法來(lái)統(tǒng)計(jì)了。 通過(guò)查閱資料：TMOD寄存器結(jié)構(gòu)D7D6D5D4D3D2D1D0GATAM1M0GATAM1M0T1方式字段T

25、0方式字段M1M0模式說(shuō)明00013位定時(shí)（計(jì)數(shù)）器，TH高8位和TL的低5位01116位定時(shí)/計(jì)數(shù)器102自動(dòng)重裝入初值的8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器113T0分成兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器，T1沒(méi)有模式3根據(jù)上表，設(shè)定TMOD初值為00000001B，即TMOD01H。給T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器的TH0，TL0裝入預(yù)置初值，通過(guò)下面的公式可以計(jì)算出：TH0（21650000）/256 TL0（21650000）MOD256TH0=(65536-50000)/256 =60(3CH) TL0=(65536-50000)%256 =176(B0H)注：當(dāng)為定時(shí)工作方式1時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：  

26、       （65536計(jì)數(shù)初值）× 晶振周期×12 或    （65536計(jì)數(shù)初值）× 機(jī)器周期 其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同。當(dāng)T0在工作的時(shí)候，我們?nèi)绾蔚弥?0ms的定時(shí)時(shí)間已到，這回我們通過(guò)檢測(cè)TCON特殊功能寄存器中的TF0標(biāo)志位，如果TF01表示定時(shí)時(shí)間已到。TCON結(jié)構(gòu)D7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TF0、TF1分別是T0、T1的溢出標(biāo)志位，加1記滿溢出時(shí)置1，并申請(qǐng)中斷，在中斷響應(yīng)后自動(dòng)清零。

27、TR0、TR1分別是T0、T1的運(yùn)行控制位，通過(guò)軟件置1后，定時(shí)/才開(kāi)始工作，在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)清零。TCON的其余4位與中斷相關(guān)。 3.2、程序流程圖3.3、部分重要模塊匯編程序：START: MOV SECOND,#00H /秒數(shù)清零MOV TCOUNT,#00H /循環(huán)次數(shù)清零MOV TMOD,#01H/計(jì)時(shí)器工作模式1MOV TCON,#05H /開(kāi)定時(shí)器與中斷，邊沿觸發(fā)MOV IE ,#85H /開(kāi)啟中斷MOV TH0,#3CH /賦初值MOV TL0,#B0HSETB TR0 /開(kāi)啟定時(shí)器DISP: MOV A,SECOND /顯示部分子程序MOV B,#10DIV AB /A為十位數(shù)，

28、B為個(gè)位數(shù)MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTR MOV P0,A /P0口向數(shù)碼管輸出十位數(shù)MOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P2,A /P2口向數(shù)碼管輸出個(gè)位數(shù)WAIT: JNB TF0,WAIT /計(jì)時(shí)部分子程序CLR TF0MOV TH0,#3CHMOV TL0,#B0HINC TCOUNTMOV A,TCOUNTCJNE A,#20,NEXT /50ms 循環(huán) 20 次即 1sMOV TCOUNT,#00HINC SECONDMOV A,SECOND CJNE A,#60,NEX /1s 循環(huán) 60次，即為60sMOV SECOND,#00HNEX:

29、LJMP DISPEXT0:MOV SECOND,#00HMOV TCOUNT,#00HSJMP STARTRETIEXT1:SJMP $ /暫停子程序RETINEXT: LJMP WAITTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END四、系統(tǒng)調(diào)試4.1、軟件調(diào)試 1、程序調(diào)試：運(yùn)用Keil軟件對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，檢查程序是否正確。 程序調(diào)試工具： Keil C51 仿真器是一款利用KEIL C51 的IDE 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境作為仿真環(huán)境的廉價(jià)仿真器，是利用SST公司具有IAP功能的單片機(jī)SST89C58制作而成，主要是利用了SST89C58

30、的IAP功能所謂IAP功能，是In application program 的英文縮寫(xiě)，是在應(yīng)用編程的意思，通俗一點(diǎn)講就是它可以通過(guò)串口，將用戶的程序下載到單片機(jī)中，可以通過(guò)串口對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程它，之所以具有這種功能，實(shí)際上它有兩塊程序flash區(qū)，其中一塊flash中運(yùn)行的程序可以更改另外的一塊程序flash區(qū)中的程序，正是利用這一特性才用它作成了仿真器，我們把仿真器的監(jiān)控程序事先燒入SST89C58監(jiān)控程序，通過(guò)SST89C58的串口和PC通訊。當(dāng)使用KEIL C51的IDE環(huán)境仿真時(shí)，用戶的程序通過(guò)串口被監(jiān)控程序?qū)懭雈lash程序區(qū)中，當(dāng)用戶設(shè)置斷點(diǎn)等操作仿真程序時(shí)，flash程序中的用

31、戶程序也在相應(yīng)的更改，從而實(shí)現(xiàn)了仿真功能。 2、仿真：運(yùn)用proteus軟件對(duì)原理圖調(diào)試，檢查原理圖與程序是否能實(shí)現(xiàn)所需的功能。 仿真工具：Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持80

32、51、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。仿真圖如下圖：4.2、硬件調(diào)試 1、將焊接完成的實(shí)際電路接通電源并進(jìn)行調(diào)試，電路若無(wú)反應(yīng)，就用萬(wàn)用表測(cè)試看各個(gè)連線有無(wú)斷路或短路，并將存在問(wèn)題的線路糾正，再次連接電源進(jìn)行調(diào)試。 2、出現(xiàn)的問(wèn)題：指示燈不亮，電路沒(méi)有反應(yīng)。 原因：排阻接反了，電容是用的是極性電容正負(fù)極接反了，c51單片機(jī)裝反了。 解決方法：正確接入排阻與c51單片機(jī)，該電容為

33、非極性電容。 調(diào)試前 調(diào)試后5、 系統(tǒng)功能我們做成的60S秒表，可以實(shí)現(xiàn)0060s的計(jì)時(shí)，而且可以循環(huán)，當(dāng)計(jì)數(shù)到60時(shí)，會(huì)自動(dòng)歸零。電源開(kāi)關(guān)可控制通電與否，復(fù)位開(kāi)關(guān)可進(jìn)行復(fù)位，開(kāi)始/暫停開(kāi)關(guān)可進(jìn)行控制計(jì)數(shù)的開(kāi)始與暫停，清零開(kāi)關(guān)可在暫停后進(jìn)行清零。LED指示燈可指示電路是否通電。6、 總結(jié) 本課程設(shè)計(jì)充分利用單片機(jī)內(nèi)部硬件資源和軟件功能，將可以大大減少硬件電路的復(fù)雜性，使電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，有利于提高頻率計(jì)的工作可靠性，本電路接口簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，測(cè)量速度快，可單獨(dú)使用，也可嵌入大型系統(tǒng)中。 通過(guò)這短短的課程設(shè)計(jì)，我感覺(jué)到自己從課本上學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)踐仍有很大的差距，在DXP中很多元件都不認(rèn)識(shí)，都不知道這些元器件有什么功效，元器件在電路中如何工作的我都不是很清楚，元器件與元器件之間如何連接我都不太懂，我遇到了不少問(wèn)題花費(fèi)了很多的時(shí)間，這讓我重新反思我們的學(xué)習(xí)，深刻領(lǐng)悟到我們這個(gè)專(zhuān)業(yè)動(dòng)手實(shí)踐的重要性，雖然我的實(shí)際電路沒(méi)有實(shí)現(xiàn)仿真的相應(yīng)功能，但是我學(xué)會(huì)了很多知識(shí)，掌握了更多的在課堂和書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)，增強(qiáng)了自己的動(dòng)手和動(dòng)腦的能力。理論不經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)，是沒(méi)法實(shí)施的，就像我們編的程序，很多方面考慮的都不夠，幾乎沒(méi)有涉及到實(shí)際應(yīng)用時(shí)的防范方法措施，焊接時(shí)要注意不要把元器件燒壞等，凡事要做到用心用腦更要用耐心。雖然在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到很