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倒计时秒表

1.设计要求 (1)

2.设计目的 (1)

3.设计方案 (1)

3.1方案讨论和设计 (1)

3.2硬件电路设计 (1)

3.3软件程序设计 (2)

4.方案实施 (6)

4.1单片机简介 (6)

4.2 LCD液晶显示 (6)

5.软件调试 (9)

6.设计心得 (9)

7.参考文献 (9)

7.附件 (10)

摘要：

单片机是在一块芯片上集成了微处理器，存储器和各种输入、输出接口的集成芯片，主要应用与测量及控制领域。随着计算机的普及，单片机也有了长足的发展，本设计就是运用STC89C52单片机来实现倒计时，采用了软件延时1秒的程序设计和动态液晶显示的查表程序设计，硬件电路采用液晶显示器与单片机经过限流电阻直接相连的设计思路

1. 设计要求

1、可以实现正常秒表的所有功能，包括启动，暂停，复位等

2、可以自由设定倒计时时间（10s,20s,30s....)，并进行倒计时

3、显示方式自选

4、任选一款51单片机

5、扩展功能：在秒表基础上增加时钟功能；倒计时完成时加入报警单元，如声音，灯光等。

2.设计目的

1熟悉整个项目的流程即单片机系统设计过程

2 学会使用各种仿真软件

3熟练的使用汇编语言编写小的应用程序

4 掌握系统的调试与安装

5提高学生的自学能力和动手能力

3.设计方案

3.1方案讨论和设计和主要任务

1）方案讨论和设计：倒计时数字秒表的设计主要考虑以下几个问题：一，液晶显示器如何显示数字0—9及文字；二，如何用单片机来控制液晶显示器的显示；三，单片机最小模式下的设计。处理好这些问题此设计才能完整，为此必须先了解液晶显示器

的显示原理和接线方法，再了解单片机的组成原理和控制方法。硬件电路的绘制和软件程序的编写是此次设计的关键和基础，只有硬件电路的设计是正确的、合理的，软件设计才可以根据硬件电路编程，以下的设计才能够进行。

2）主要任务：软件的调试和烧录

3.２硬件电路设计

为了在硬件上节省东西，我们选择了让单片机的P2.4接上限流电阻接通数码管来显示十位数字，P2.5接上限流电阻接通数码管来显示个位数字；通过软件编程来控制单片机的P2.0-P2.3来控制数码管显示的数字；最小系统的设计是指给单片机供上+5V的电源电路、12M的晶振电路、上电复位电路等等。本设计中这些都得以体现并且经过计算得知图中的各种数据的，例如有单片机的复位必须要两个机器周期才能实现复位的理解，可以大致的按公式RC>2t来计算电阻R、电容C，其中t为一个机器周期，在本设计中t=1us。

图2-1 硬件电路原理图

3.３软件程序设计一.

二.源程序

程序是按照上图所示的流程图编写的，A的进栈保存和出栈恢复是很重要的，没有它的存在就不会有倒计时倒计的功能的实现。

#include

#define uchar unsigned char

sbit rs=P3^0;

sbit rw=P3^1;

sbit en=P3^2;

sbit tiao=P1^0;

sbit kaishi=P1^1;

sbit fanhui=P1^2;

sbit fm=P1^3;

sbit zanting=P3^4;

uchar num,miao,jishu;

uchar tmiao,zz=0;

//********************延时程序**************************

void Delay1ms(uchar count)

{

uchar i,j;

for(i=0;i

for(j=0;j<120;j++);

}

//*********************写液晶命令程序****************

void write_com(uchar com)

{

rs=0;

rw=0;

en=0;

Delay1ms(2);

P2=com;

Delay1ms(4);

en=1;

Delay1ms(4);

en=0;

}

//*********************写液晶数据程序*********************

void write_data(uchar dt)//bu neng yong data

{

rs=1;

rw=0;

en=0;

Delay1ms(2);

P2=dt;

Delay1ms(4);

en=1;

Delay1ms(4);

en=0;

}

//**********************液晶初始化程序*********************** void initial_lcd()//hen yong yiwang ji gai bufen

{

Delay1ms(20);

write_com(0x38);//16*2xianshi ,5*7xianshi,8weishiju jie kou Delay1ms(5);

write_com(0x0c); //kaixianshi,bu xianshiguangbiao

Delay1ms(5);

write_com(0x06);//xueyige zi fu hou ac jia 1

Delay1ms(5);

write_com(0x01) ;

}

//***********************定时器0定时1S****时钟程序************************ void time0(void) interrupt 1 using 0

{

TH0=0x3c;

TL0=0xb0;

jishu++;

if(jishu==20)

{

jishu=0;

miao++;

}

//***********************定时器1蜂鸣器************************

void time1(void) interrupt 3 using 0

{

TH1=0xff;

TL1=0x44;

fm=~fm;

}

//**********************拆分显示显示程序*************

void chaixian(uchar xmiao)

{

uchar xmiao1,xmiao2,xmiao3;

xmiao1=xmiao/100;

xmiao2=xmiao%100/10;

xmiao3=xmiao%10;

write_com(0x80+0x04);

write_data('n');

write_data('u');

write_data('m');

write_data(0x30+num);

write_com(0x80+0x0a);

if(xmiao==100)

{

write_data(0x30+xmiao1);

write_data(0x30+xmiao2);

write_data(0x30+xmiao3);

}

if(xmiao<100)

{

write_com(0x80+0x0c);

write_data(0x00);

write_com(0x80+0x0a);

write_data(0x30+xmiao2);

write_data(0x30+xmiao3);

}

//******************************定时程序******************************* void dingshi(uchar i)

{

write_com(0x01);

TR0=1;

while(miao-1!=i)

{

tmiao=i-miao;

chaixian(tmiao);

if(zz==1)

{

break;

}

if(fanhui==0)

{

miao=0;

jishu=0;

write_com(0x01);

write_com(0x80+0x02);

write_data('T');

write_data('i');

write_data('a');

write_data('o');

write_data(0x00);

write_data('M');

write_data('o');

write_data(0x00);

write_data('S');

write_data('h');

write_data('i');

break;

}

if(zz==0&&(miao-1)==i)

{

TR1=1;

write_com(0x01);

write_com(0x80+0x04);

write_data('T');

write_data('i');

write_data('m');

write_data('e');

write_com(0x80+0x09);

write_data('E');

write_data('n');

write_data('d');

while(fanhui==1)

{

}

TR1=0;

miao=0;

jishu=0;

write_com(0x01);

write_com(0x80+0x02);

write_data('T');

write_data('i');

write_data('a');

write_data('o');

write_data(0x00);

write_data('M');

write_data('o');

write_data(0x00);

write_data('S');

write_data('h');

write_data('i');

}

TR0=0;

}

//******************************键盘扫描程序*************************** void keyscan()

{

uchar num1;

if(tiao==0)

{

Delay1ms(10);

if(tiao==0)

{

num++;

if(num==6)

{

num=0;

}

if(num==1)

{

write_com(0x01);

write_com(0x80+0x04);

write_data('n');

write_data('u');

write_data('m');

write_data(0x30+num);

write_com(0x80+0x0a);

write_data(0x30+1);

write_data(0x30+0);

}

if(num==2)

{

write_com(0x01);

write_com(0x80+0x04);

write_data('n');

write_data('u');

write_data('m');

write_data(0x30+num);

write_com(0x80+0x0a);

write_data(0x30+2);

write_data(0x30+0); }

if(num==3)

{

write_com(0x01);

write_com(0x80+0x04);

write_data('n');

write_data('u');

write_data('m');

write_data(0x30+num);

write_com(0x80+0x0a);

write_data(0x30+3);

write_data(0x30+0); }

if(num==4)

{

write_com(0x01);

write_com(0x80+0x04);

write_data('n');

write_data('u');

write_data('m');

write_data(0x30+num);

write_com(0x80+0x0a);

write_data(0x30+5);

write_data(0x30+0); }

if(num==5)

{

write_com(0x01);

write_com(0x80+0x04);

write_data('n');

write_data('u');

write_data('m');

write_data(0x30+num);

write_com(0x80+0x0a);

write_data(0x30+1);

write_data(0x30+0);

}

while(tiao==0)

{

}

if(kaishi==0)

{

Delay1ms(10);

if(kaishi==0)

{

while(kaishi==0)

{

}

switch(num)

{

case 1: num1=10;break;

case 2: num1=20;break;

case 3: num1=30;break;

case 4: num1=50;break;

case 5: num1=100;break;

}

if(zz==0)

{

uchar miao=0;

TR0=1;

dingshi(num1);

}

if(zz==1)

{

zz=0;

TR0=1;

dingshi(num1);

}

//*****************************暂停键***************************** void int1(void) interrupt 2 using 0

{

zz=1;

TR0=0;

while(zanting==0)

{

}

//**************************主程序******************************** void main()

{

TMOD=0x11;

TH0=0x3c;

TL0=0xb0;

TH1=0xff;

TL1=0x44;

IE=0x8e;

initial_lcd();

while(1)

{keyscan();

}

4. 方案实施

4.1单片机简介

单片机是把中央处理器 (CPU)，存储器和输入输出接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上，因此称为单片机，主要用于测控领域。

设计中应用到的ATM89C51是Atmel公司生产的51系列单片机中的一个典型代表，

AT89C51引脚图

从图中可以看到AT89C51有P0、P1、P2、P3四个输出输入口，其中P3.2口接开关用来控制数码管显示的起停，当开关闭合时P3.2为低电平可以控制数码管的显示，当

P3.2为高电平时可以关闭数码管或显示实时时间。其中+5V的高电平有电源电路提供，晶振电路是接到18、19管脚上用来给单片机提供12M赫兹的脉冲，复位电路接成上电复位电路的形式。

4.2 动态LCD液晶显示器显示

?液晶是人机交互最重要的通道，液晶不光要显示文字信息，还要显示波形信息，所以，编写一套完善的函数库是必不可少的，其中应该包括显示ASCII码、字符串、整型数字、浮点数、汉字、画点、画线等一系列函数。

?上层函数的建立离不开底层的驱动，最底层驱动应该是建立在液晶基本时序与指令的基础上。如图1，是液晶模块的基本时序图。

图1 DMF5001液晶模块基本时序图

根据时序图和控制指令，不难写出基本的读写函数。这些函数就是构建上层的基础。之后，还必须了解液晶的基本显示方式和充填方式。如图2，是液晶模块的缓冲区与显示屏的映射关系。

T6963控制芯片内部有64KB的缓冲区，可以由程序划分为图形、文本、文本特征3类缓冲区，在不同缓冲区里写入不同数据，在液晶屏上将映射相应的信息，这也就是液晶模块显示信息的原理。

图2 DMF5001液晶映射方式

因为T6963内部含有ASCII码字库，所以要想显示字符信息，只需在文本区内填入相应的信息即可。

如果要显示汉字或图形，则必须先在单片机内部的ROM区建模，然后将这些信息写入液晶的图形缓冲区，在液晶控制模块的控制下，相应的信息就会映射在显示屏上，也就是我们看到的汉字或图形信息了。

如果要实时显示AD采集的波形图以及FF T处理后的频谱图，这里将就动态波形显示用到的技术加以详细介绍。

波形的显示离不开“点”的显示，所谓“点动成线”也就这个道理，对于只有黑白两级灰度的液晶来说，画一个“点”就是将一个像素点亮。所以我们根据时序图，先建立在LCD屏上显示“点”的底层函数。在液晶屏上绘制“点”，有两点需要注意，一是缓冲区空间的大小，二是像素的充填方式。在DMF5001液晶模块中，“点”的绘制需要在图形缓冲区中进行。对于160×128像素的显示屏，图形缓冲区一共占用

（160×128）/8=2560字节的空间，每一个字节对应一个地址，也就是一共有2560个地址。考虑到DMF5001图形的充填方式是从上到下，横向填充，加上控制指令本身就支持对一个像素亮灭的控制。所以很容易根据缓冲区的地址，控制液晶屏上某一个点的亮灭，也就是所谓的画“点”了。

5.软件调试及调试方法

1) 启动keil uVision，编写倒计时汇编语言程序，然后点击Project菜单——〉New project ，新建一个工程，接着选择CPU类型，我们选择最常用的ATM89C51。

2）在工程中加入文件。新建一个文件(倒计时.c)保存，汇编语言文件建好后把文件加入到工程中。

3）编译工程及文件，发现错误更改后再重新编译文件，直到没有错误并且产生了xxx.hex 的文件。

4）用单片机仿真软件Protues来仿真此次设计的单片机是否能够完成设计的要求，仿真图如下所示

XTAL2

XTAL1

ALE 30EA

PSEN 29RST

P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T2

1P1.1/T2EX/SS 2P1.2/ECI 3P1.3/CEX04P1.4/CEX1

5P1.5/CEX2/MISO 6P1.6/CEX3/SCK 7P1.7/CEX4/MOSI 8

P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD

P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1

AT89C51RB2

设置

开始

复位

暂停

LS1

SOUNDER

D 7

D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07

E 6

R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E

LCD1

LM016L

6. 心得体会

通过本次设计，使我认识和了解了基本的单片机设计的开发及仿真过程，我学到： 1、经过理论联系实际，加深了对单片机和模拟电路基础知识的理解及应用，学会了2位数码管各个管脚的分布和接法，熟识了硬件驱动液晶显示器动态显示的基本原理和程序编写，提高了将单个电子器件组合到一起构成所需电路系统的能力；

2、在绘制电路图和仿真图的过程中，巩固了自动化专业最基本软件要求，提高了对Protues 单片机仿真软件及汇编程序编写软件keil uVision3的认识；

单片机是很重要的一门课程，老师和一些工作的朋友都曾说过，如果学好一门单片机，就凭这个技术这门手艺找一个好工作也不成问题。尽管我们在课堂学到的内容很有限，但在以后的学习中单片机还需要好好的深入研究和学习，学好了单片机也就多了一项生存的本钱。最后感谢老师对我们的精心指导和帮助，感谢同学们对我的帮助。

本次的课程设计，培养了我综合应用单片机设计课程及其他课程的理论知识和理论联系实际，应用生产实际知识解决工程实际问题的能力；在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，同学们共同协作，解决了许多个人无法解决的问题；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。

但是由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。

7. 参考文献

张毅刚《单片机原理及应用》高等教育出版社 2010年5月第二版

实验二60秒倒计时电路设计的实验报告

实验二60秒倒计时电路设计的实验报告一、实验目的 1.进一步熟悉Quartus II混合层次化设计方法。 2.学习7段数码管的驱动设计方法。二、实验内容 60秒倒计时电路如图1所示。其中，模块cnt_d60完成60倒计数，输出结果为2位十进制BCD码。模块SCNA_LED完成BCD码到7段数码管显示译码功能。图1 60秒倒计时电路图2 60秒倒计时底层电路 60倒计数模块cnt_d60底层电路如图2所示。主要由2片74192（双向十进制计数器）

构成。模块cnt_d60和SCNA_LED的源设计文档（cnt_d60.bdf和SCAN_LED.vhd）提供给大家。要求大家建立新工程，为模块cnt_d60和SCNA_LED新建封装（*.bsf），并根据图1完成顶层60秒倒计时电路设计。完成以上程序设计，编译时器件选择Cyclone系列的EP1C12Q240C8。引脚锁定参考表1内容。注意：应把未分配管脚置为三态输入，切记！！表1 实验连线 1.原理图设计输入（1）首先将模块cnt_d60和SCNA_LED的源文件放在等一下需要建立的文件中，打开QuartusII软件。（2）选择路径。选择File/New Project Wizard。添写后以后，单击“NEXT”进入下一步。（3）添加设计文件，在File name中选择路径然后添加模块cnt_d60和SCNA_LED的源文件，点击“Next”。（4）选择FPGA器件。Family选择Cyclone，先在Packge选择Any QFP，Pin Count 选择240，Speed grade选择8；然后在Available device中选择EP1C12Q240C8，点击“Next”。（5）选择外部综合器、仿真器和时序分析器。设置好后，单击“NEXT”进入下一步。（6）结束设置。“工程设置统计”窗口，列出了工程的相关设置情况。最后单击“Finish”，结束工程设置。（7）建立原理图文件。点击cnt_d60文件，然后点击File/Crete/Update/Create Symbol Files For Current file以新建原理图封装文件方式，然后以同样的方式创建原理图SCNA_LED封装文件，文件格式都为*bdf。保存原理图文件。选择File/Save As…菜单，存为testone文件，选择Edit/Insert Symbol…（或直接双击原理图空白处）打开元器件库窗口，选择合理的器件（封装好的cnt_d60文件和SCNA_LED文件都在里面）按图1完成60秒倒计时电路原理图设计，完成后选择File/Save…保存原理图。（8）综合编译。编译之前，打开原理图文件，选择Project/Set as Top-Level Entity，以确保当前编译的文件为顶层的实体文件。然后选择Processing/Start Compilation，进行综合分析，直至编译通过为止。（9）保护设计中没有使用到的引脚。对于FPGA芯片（包括EP1C12Q240C8），在做Quartus II工程时必须将未分配的管脚置为三态输入。选择Assignments\Device… 打开工程设置窗口。在Category中选择Device项，然后在Available Devices栏中，选中EP1C12Q240器件，再单击Device & Pin Options…按钮，在弹出窗口（中选择Unused Pins栏，然后设置Reserve all unused pins为AS input tri-stated。推荐把未分配管脚置为三态输入。如未将未分配管脚置为三态输入，将可能导致主芯片或外围芯片损坏，切记！！

数字电子秒表课程设计

西安航空职业技术学院电子技术实践课程设计报告课设题目：数字电子秒表所属系部：电子工程系指导老师：作者：专业：电子信息工程技术西安航空职业技术学院制西安航空职业技术学院课程设计任务书题目：数字电子秒表任务与要求： 1、设计数字电子秒表原理图。 2、用6个数码管显示分、秒、毫秒。 3、计时误差不得超过1s;具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能。 4、画出总体电路图。 5、安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象。 6、调试电路。时间：2010年11月29 日至 2010年12 月10 日共2周

所属系部：电子工程系指导单位或教研室：电子信息教研室西安航空职业技术学院制摘要：采用现代数字电路设计方法和EDA技术，即自顶向下的设计方法，应用protues开发平台进行设计并仿真验证和硬件测试。从总体设计框图开始，将设计任务逐步分解，直到可以用标准的集成电路部件实现，然后将各部件联结成系统，通过protues集成开发平台进行设计的分析综合和时序仿真验证。最后，在分析时序仿真结果的基础上，对设计进行进一步的修改和完善，已达到对设计电路正确运行且学会运用protues电路设计与仿真的目的。关键词： 555定时器；LED；暂停计时 Abstract： Adopt modern digital circuit design method and EDA technique, namely the top-down design methods, application protues development platform design and simulation validation and hardware test. From the beginning, overall design diagram design task decomposed step by step, until can use standard of integrated circuit components, and then will realize connecting components into system, through protues integrated development platform design of comprehensive analysis and time-series simulation prove. Finally, by analyzing the timing simulation results, on the basis of design for further revised and perfected, reached the correct operation of circuit design and learn to use protues circuit design and simulation of purpose. Key words: 555 timing, Leds, Suspended timing 目录 1 设计方案的选择 (1) 2 总体框架设计 (2) 3 分步电路设计 (3) 3.1控制电路的设计 (3) (3) (3) 3.2数码管显示电路 (4)

软件延时实现60秒计时器

一、实验任务如下图所示，在A T89S51单片机的P0和P2端口分别接有两个静态共阴数码管，P0口驱动显示秒时间的十位，而P2口驱动显示秒时间的个位。二、电路原理图图11.1 三、硬件连线参照教程十的方法完成硬件连线（只是去掉按键部分）。四、程序设计内容 1在设计过程中我们用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒钟到来时，就让秒计数单元加1，当秒计数达到60时，就自动返回到0，从新秒计数。 2对于秒计数单元中的数据要把它十位数和个数分开，方法仍采用对10整除和对10求余。 3在数码上显示，仍通过查表的方式完成。 4一秒时间的产生在这里我们采用软件精确延时的方法来完成，经过精确计算得到1秒时间为1.002秒。 DELY1S: MOV R5,#100 D2: MOV R6,#20 D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$

DJNZ R6,D1 DJNZ R5,D2 RET 五、程序框图图11.2 六、汇编源程序 Second EQU 30H ORG 0 START: MOV Second,#00H NEXT: MOV A,Second MOV B,#10 DIV AB MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A LCALL DELY1S INC Second MOV A,Second CJNE A,#60,NEXT LJMP START

DELY1S: MOV R5,#100 D2: MOV R6,#20 D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 DJNZ R5,D2 RET TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END 七、C语言源程序 #include unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; unsigned char Second; void delay1s(void) { unsigned char i,j,k; for(k=100;k>0;k--) for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { Second=0; P0=table[Second/10]; P2=table[Second%10]; while(1) { delay1s(); Second++; if(Second==60) { Second=0; } P0=table[Second/10]; P2=table[Second%10]; } }