《微控制器技術》課程設計說明書
數字式秒錶
院 、 部： 電氣與資訊工程學院
學生姓名： 劉貝貝
指導教師： 肖冬瑞職稱講師
專業： 電氣工程及其自動化
班級： 電氣本1305班
學號： 1330120504
完成時間： 2023年6月
湖南工學院《微控制器技術》課程設計課題任務書
學院：電氣與資訊工程學院專業：電氣工程及其自動化
摘要 本次課程設計的數字電子秒錶系統採用at89s52微控制器為中心器件，利用其定時器/計數器定時和記數的原理，結合顯示電路、led數碼管以及外部中斷電路來設計。將軟、硬體有機地結合起來，使得系統能夠實現led顯示，0～99.99秒，計時精度為0.
01秒，能正確地進行計時。其中軟體系統採用組合語言編寫程式，包括主程式，顯示程式，中斷服務程式，延時程式，按鍵程式等，並在keil中除錯執行，硬體系統利用proteus來實現，簡單且易於觀察，在**中就可以觀察到實際的工作狀態。
關鍵詞:秒錶；at89s52；組合語言
abstract
digital electronic stopwatch system the course design using at89s52 microcontroller as the core device,using the timer / counter timing and counting principle,combined with display circuit, led digital tube andexternal interrupt circuit design. the software and hardware combination, so that the system can achieveled display, 0 ~ 99.99 seconds, timing accuracy of0.
01 seconds, can correctly time. the software system uses the assembly language programming, including the main program, display program, interrupt service program, button service program， delay procedures, and debugging and running in keil, the hardware system using proteus to achieve, is ****** and easy to observe, in the simulation can be observed in the actual working state.
keywords: stopwatch；at89s52 ；assembly language
1 設計課題任務、功能要求說明及總體方案介紹
1.1 設計任務及功能要求說明
設計乙個具有特定功能的數字式秒錶。該數字式秒錶上電或按鍵復位後能自動顯示系統提示符「p.」，進入準備工作狀態。該數字式秒錶應具有開始、暫停、連續、清零和停止功能。
設計要求：
（1）程式語言：彙編或c51；
（2）計算機列印《微控制器技術》課程設計說明書乙份；
（3）proteus**程式或實物；
（4）微控制器源程式檔案；
（5）人員分組：2-3名同學為一組。
1.2 設計課題總體方案介紹及工作原理說明
使用at89s52微控制器作為核心控制部件，採用12m晶體振盪器及微小電容構成振盪電路；用兩個四位一體共陽極或共陰極數碼顯示管作為顯示部分，構成數字式秒錶的主體結構，配合獨立式鍵盤和復位電路完成此秒錶的開始、暫停、連續、清零和停止功能。
對於時鐘，是指為保障系統正常工作的基準振盪定時訊號，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了微控制器系統工作的快慢。
鍵盤部分方案：鍵盤控制採用獨立式按鍵，每個按鍵的一端均接地，另一端直接和p1口相連，在按鍵和p1口之間通過10k電阻與+5v電源相連鍵盤通過檢測輸入線的電平狀態就可以很容易地判斷哪個鍵被按下了，這種方法操作速度高而且軟體結構很簡單，比較適合按鍵較少或操作速度較高的場合。
顯示部分方案：顯示部分採用動態顯示。數碼管動態顯示介面是微控制器中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極com增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的i/o線控制，當微控制器輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決於微控制器對位選通com端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制開啟，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。
通過分時輪流控制各個數碼管的的com端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態驅動。動態顯示是利用人眼視覺暫留特性來實現顯示的。事實上，顯示器上任何時刻只有乙個數碼管有顯示。
由於各數碼管輪流顯示的時間間隔短、節奏快，人的眼睛反應不過來，因此看到的是連續顯示的現象。為防止閃爍延時的時間在1ms左右，不能太長，也不能太短。
1.3 總體方案方框圖
圖1 數字式秒錶的總體方案框圖
2 數字式秒錶硬體系統的設計
2.1 數字式秒錶硬體系統各模組功能簡要介紹
2.1.1 at89s52簡介
(1)與mcs-51產品相相容；
(2)具有8kb可改寫的flash內部程式儲存器，可寫/擦1000次；
(3)節內部ram；
(4）32根可程式設計i/o口；
(5)3個16位定時器/計數器。
(6)8個中斷源；
(7)可程式設計中序列口；
(8)低功耗空閒和掉電方式。
它的**便宜，功能強大，能耗低。很大程度上減少總電路的複雜性，提高了所設計系統的穩定性。其晶元引腳圖如圖3所示。
2.1.2 時鐘電路
微控制器本身就是乙個複雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現，微控制器必須有時鐘訊號，以使其系統在時鐘訊號控制下按時序協調工作。時鐘訊號由振盪電路和分頻電路組成。
在at89s52晶元內部有乙個高增益反相放大器，其輸入端為晶元引腳xtal1，輸出端為引腳txal2，通過這兩個引腳在晶元的外部並接晶體振盪器和微調電容，構成振盪迴路，為片內放大器提供正反饋和振盪所需的相移條件，從而構成了乙個穩定的自激振盪器。此電路採用12mhz的石英晶體。
振盪電路產生的振盪訊號不能直接為微控制器所用，要通過分頻才能得到微控制器各種相關的時鐘訊號。由於微控制器內部有部分時鐘電路，。
2.1.3 鍵盤電路
本設計使用獨立式鍵盤接在微控制器的p1口上但通過軟體賦予其中四個按鍵功能，p1.0開始，p1.1暫停，p1.
2清零。對於按鍵的設計，採用了防抖動的程式設計，使系統的效能得到進一步的提公升。當按鍵被按下時，相應的引腳被拉低，經掃瞄後，獲得鍵值，並執行鍵功能程式，因此按下不同的按鍵，將執行不同的功能程式。
2.1.4 復位電路
復位是微控制器的初始化操作，其主要功能是把pc初始化為0000h，使微控制器從0000h單元開始執行程式。復位操作有上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現的。
按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與vcc電源接通而實現的。
rst引腳是微控制器復位訊號的輸入端，復位訊號是高電平有效，其有效時間應持續24個振盪週期（即2個機器週期）以上，若使用頻率為12mhz的晶振，則復位訊號持續時間應超過2us才能完成復位操作。由於程式執行出錯或操作錯誤是系統處於死鎖狀態時，為擺脫困境，需要復位以重新啟動，所以在本設計中採用了按鍵電平復位方式。
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