单片机原理及应用课程设计-电子跑表(编辑修改稿)

单片机原理及应用课程设计-电子跑表(编辑修改稿)内容摘要：

D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 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 427U1S T C89 C5 2X1CR Y S T A LC13 0 pC23 0 pS W 1S W S P S TC31uFR11kR 2 31kR 2 41kP 1 .2R 1 51k 图 3 系统总电路图 3 系统程序设计 总体设计 ： 图 4 总体框架图 STC89C52RC NEC8255 数码管驱动电路 4 位数码管显示实时时钟 键盘实现开始暂停复位 晶振时钟电路 复位电路 显示切换电路 5 图 5 主程序流程图 :主程序 本设计中秒表采用定时器 T0 中断完成。 主程序循环调用显示子程序和查键子程序，当端口有开关按下时，转入相应功能程序。 其程序执行流图如图 5 所示。 显示子程序 时间显示子程序每次显示 4 个连续内存单元的十进制 BCD 码数据，首地址在调用显示程序时先指定 [3]。 60H~65H 为秒表计时单元， 70H~75H 为时钟显示单元。 由于采用 7 段共阳极数码管动态扫描实现数据显示，所以显示用十进制 BCD 码数据的对应段码存放在 ROM 表中。 显示时，先取出内存地址中的数据，然后查得对应的显示用段码从 P0 口输出， P2口将对应的数码管选中供电，就能显示该地址单元的数据值。 时间等内部 RAM 初始化 键盘，时钟的初始化 显示初始化时间 有键按下 判断键值 秒表/时钟开始 秒表/时钟暂停 秒表/时钟清零 秒表与时钟切换 N Y 0键 1键 2键 INTO 键 6 图 6 电子时钟程序流程 图时钟初始化 第一次按下 0键 59分 59秒到 60 秒到 第一次按下 0 键 秒个位 +1 分个位 +1，秒位清 0 重置 T0 定时初值 T0 中断服务程序 N N Y Y 7 图 7 跑表程序流程图 第一次按下 3 键 1 秒到 秒 100 秒到 100 秒到 第一次按 0 键下 秒表初始化 秒百十位 +1，秒个位清 0 重置 T0 初始值 十分秒位 +1 秒百十位 +1，秒十位清 0 秒个位 +1，十分秒位清 0 T0 中断服务程序 N N N Y Y Y 8 时钟计时程序 50ms 定时器溢出累加 20 次，使得最小单位为 1s。 此处电子时钟计时最大范围为59 分 59 秒。 如图 6。 秒表 本模块利用了 STC89C52 的定时器 0 进行定时，每隔 50ms 就产生一次中断， 2 次累加从而实现跑表的最小计时单位为十分秒。 按下 2 键后，启动跑表，数码管显示如图7 所示。 再次按下 3 键后，跑表停止，显示所记的时间。 显示的时间范围为 ~秒。 表格 1 电子时钟和秒表的显示 电 子 时 钟 分 秒 秒 表。 秒 其中， 为所显示的数值。 进行初始化时， 均显示的为 00。 跑表程序的流程图如图 7 所示。 定时器 T0 中断服务程序 跑表和时钟显示共用定时器 T0。 定时溢出中断周期设为 50ms，中断进入后先进行定时中断初值校正，当中断累计 20 次（即 50*20=1s）时，对秒计时单元进行加 1 操作。 时钟计数单元地址分别在 70H~71H（秒）、 76H~77H（分）中，最大计时值为 59 分 59秒。 7AH 单元内存放“熄灭符”数据（ 0AH），用于时间调整的闪烁功能。 在计数单元中，采用十进制 BCD 码计数，满 10 进位。 9 4 调试及性能分析 硬件调试 硬件调试时可以检查印制板及焊接的质量情况，在检查无误的后可通点检查 LED显示器的点亮状况。 若亮度不理想，可以调整 P0 口的电阻大小，一般情况下取 200Ω 电阻即可获得满意的亮度效果。 实验室制作时，可结合示波器测试晶振及 P0、 P2端 口的波形情况进行综合硬件测试分析。 软件调试 根据上述需求分析得出的思路，进行 C 语言程序的编写。 C 语言程序一共分为三个部分：第一部分是 STC89C52 芯片的初始化；第二部分是 8255 可编程定时 /计数芯片的初始化；第三部分是，模块的编写。 在该电子跑表的设计过程中一共有两个模块： 1. 计时和显示模块； 2. 秒表模块。 在各模块中可编写如 P1=0x55 进行各模块的测试。 软件调试在 Wave 或 Keil C51 编译器下进行，源程序编译及仿真调试应分段或以子程序为单元逐个进行，最后可结合硬件实时调试。 性能分析 设计之初的思路是选择将分，秒分别保存在一个字节的内存单元中，这样在计时的设计上将变得简单，但这样的设计也带来一个问题，那就是在读入用户输入和将时间显示到屏幕上时的 16 进制转到 ASCII 码时，由于涉及到将一个字节内容拆分转化，灵活性受到限制，于是考虑将分，秒的每一位用一个字节储存，这样在进行转化时将节省很多操作时间 ,设计过程中反复修改了程序的结构以达到优化目的 ,在时间显示出现问题后 ,我们进行了单元测试并最终发现了问题 ,在找到问题症结后，我们对显示部分代码及电路进行了完善 [5]，最终得到了正确的显 示结果。 按照设计程序分析， LED 显示器动态扫描的频率约为 167Hz，实际使用观察时完全没有闪烁。 由于计时中断程序中加了中断延时误差处理，所以实际计时精度非常高。 可满足多种场合的应用需要。