單片機(jī)00~99秒表顯示全套資料

ID:122146 · 發(fā)表于 2017-12-14 13:43

本帖最后由 snow_f 于 2017-12-14 16:14 編輯
一個(gè)課程設(shè)計(jì)，兩位秒表，用的AT89C51，附件有仿真，原理，源碼還有用Protel DXP畫的一部分。

Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)

秒表設(shè)計(jì)
摘要：本設(shè)計(jì)以 AT89C51 單片機(jī)為主控模塊，利用 C 語言編寫兩位數(shù)碼管循環(huán)掃描動(dòng)態(tài)顯示的專用程序來實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由按鍵模塊、復(fù)位模塊、外部時(shí)鐘電路模塊、數(shù)碼管顯示模塊構(gòu)成。按鍵電路通過兩個(gè)獨(dú)立的開關(guān)控制數(shù)碼管計(jì)數(shù)的開始、停止和復(fù)位。復(fù)位電路由電容與按鍵的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。時(shí)鐘通過外部 12M 的晶振來控制。兩位數(shù)碼管顯示由兩個(gè)共陽極的三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。將 C 語言編寫的兩位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)來控制 P0 口，使數(shù)碼管相應(yīng)段點(diǎn)亮，同時(shí)利用人眼視覺暫留的特性和數(shù)碼管的余輝效應(yīng)，在掃描頻率足夠高時(shí)，人眼無法感覺數(shù)碼管的變化，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼的動(dòng)態(tài)顯示。

目錄
1 設(shè)計(jì)背景 ........................................................................................................ 1
2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案........................................................................................ 1
2.1 硬件電路方案........................................................................................ 1
3 硬件電路設(shè)計(jì) ................................................................................................ 2
3.1 單片機(jī)選型............................................................................................ 2
3.2 按鍵電路................................................................................................ 4
3.3 復(fù)位及振蕩電路.................................................................................... 4
3.4 顯示電路的選擇.................................................................................... 5
3.41 共陽極數(shù)碼管的顯示方法............................................................. 5
3.3.2 共陽極數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)............................................................ 5
3.4 連接方式.............................................................................................. 6
4 軟件設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 7
4.1 匯編程序................................................................................................ 7
4.2 C 語言程序............................................................................................. 8
5 系統(tǒng)仿真結(jié)果 ............................................................................................. 12
6 致謝 .................................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。
參考文獻(xiàn) .............................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

1 設(shè)計(jì)背景
目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。
2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.1 硬件電路方案
硬件原理框圖如下：

圖 2-1 硬件組成框圖
該電路的工作原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)從穩(wěn)壓電路中獲得穩(wěn)定的+5V 電壓，接到+5V
端，提供穩(wěn)定的電壓；單片機(jī)口通過電阻接到顯示電路的端口上；單片機(jī)接復(fù)位
按鍵電路
復(fù)位電路
單片機(jī) 顯示電路
時(shí)鐘電路

電路，實(shí)現(xiàn)電路的復(fù)位；以及單片機(jī)需要接晶振電路；整個(gè)電路實(shí)現(xiàn)循環(huán)動(dòng)態(tài)顯
示數(shù)字 00~99.
3 硬件電路設(shè)計(jì)
3.1 單片機(jī)選型
MCS51 是指由美國 INTEL 公司生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱，這一系列單片機(jī)包括了很多品種，如 8031， 8051， 8751， 8032， 8052， 8752 等，其中 8051是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機(jī)都是在 8051 的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、改變而來的，所以人們習(xí)慣于用 8051 來稱呼 MCS51 系列單片機(jī)，而 8051是目前在我國最流行的單片機(jī)，所以很多場(chǎng)合會(huì)看到 8051 的名稱。本課題中用到的芯片就是 AT 系列中的 AT89C51 單片機(jī)芯片。AT89C51 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51 指令系統(tǒng)，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C51 提供了高性價(jià)比的解決方案。AT89C51 具有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。它是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)， 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2 個(gè)全雙工串行通信口， AT89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。
如圖所示，圖 3-1 為 AT89C51 單片機(jī)基本構(gòu)造，其基本性能介紹如下：

圖 3-1 AT89C51 引腳圖
AT89C51 本身內(nèi)含 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中端口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2 個(gè)全雙工串行通信口，AT89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。

3.2 按鍵電路
圖 3-2 按鍵電路
按鍵 S1 和按鍵 S2 是控制位，分別接單片機(jī)的 P3.4 和 P3.7I/O 口。當(dāng)按下
按鍵 S1 時(shí)數(shù)碼管計(jì)數(shù)開始，再次按下 S1 時(shí)數(shù)碼管停止計(jì)數(shù)并停留下當(dāng)前結(jié)果；
當(dāng)按下按鍵 S2 時(shí)清空數(shù)碼管顯示結(jié)果，重新計(jì)數(shù)。
3.3 復(fù)位及振蕩電路
圖 3-3 復(fù)位電路和振蕩電路
單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀

態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，在復(fù)位期間（即 RST 為高電平期間）， P0 口為高組態(tài)， P1－P3 口輸出高電平；外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) PSEN 無效。地址鎖存信號(hào) ALE 也為高電平。根據(jù)實(shí)際情況選擇如圖 3-3 所示的復(fù)位電路。該電路在最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路下增加了手動(dòng)復(fù)位按鍵，在接通電源瞬間，電容 C1 和 C2取 3pF。加手動(dòng)復(fù)位按鍵是為了避免死機(jī)時(shí)無法可靠復(fù)位。AT89C51 引腳 XTAL1 和 XTAL2 與晶體振蕩器及電容 C1、 C2 按圖 3-3 所示方式連接。晶振、電容 C1／C2 及片內(nèi)與非門（作為反饋、放大元件）構(gòu)成了電容三點(diǎn)式振蕩器，電容 C1、 C2 取值 30pF。復(fù)位電路用電容與按鍵的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)，將它們并在一起，一端接高電平，另一端接地，從而實(shí)現(xiàn)高電平復(fù)位的功能。
3.4 顯示電路的選擇
秒表設(shè)計(jì)顯示電路可以考慮數(shù)碼管或 LCD 屏，由于秒表只要求顯示數(shù)字，
因此對(duì)顯示要求較為簡(jiǎn)單，如果選用 LCD 則較為復(fù)雜，數(shù)碼管足以滿足要求。
3.41 共陽極數(shù)碼管的顯示方法
LED 數(shù)碼管是單片機(jī)控制系統(tǒng)中最常見的顯示器件之一，一般用來顯示處理結(jié)果或輸入輸出信號(hào)的狀態(tài)。數(shù)碼管顯示是一個(gè)系統(tǒng)工程中必不可少的人機(jī)交互環(huán)節(jié)，因此關(guān)于數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)也就是系統(tǒng)工程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)分為動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)和靜態(tài)驅(qū)動(dòng)兩種。所謂靜態(tài)驅(qū)動(dòng)，就是指無論多少位 LED 數(shù)碼管，同時(shí)處于顯示狀態(tài)。動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)是指無論在任何時(shí)刻只有一個(gè) LED 數(shù)碼管處于顯示狀態(tài)，及單片機(jī)采用“掃描”方式控制各個(gè)數(shù)碼管輪流顯示。
3.3.2 共陽極數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
將數(shù)碼管每個(gè) LED 燈對(duì)應(yīng)單片機(jī)的一個(gè) I/O 口。通過單片機(jī)的 P 口來控制LED 燈的亮和滅。 I/O 口之間互相獨(dú)立，需要用 I/O 口直接控制 LED。動(dòng)態(tài)顯示將數(shù)碼管的每個(gè)引腳一對(duì)一連接在一起接單片機(jī)的數(shù)據(jù)，而將各個(gè)數(shù)碼管的公共端單獨(dú)送至單片機(jī)的 I/O 口進(jìn)行片選。此外，在此基礎(chǔ)上，用單片機(jī)與 74LS04
反向器來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。
圖 3-4 數(shù)碼管顯示電路
如圖 3-3 所示，兩位數(shù)碼管分別由兩個(gè) PNP 型三極管驅(qū)動(dòng)，三極管的基極通過限流電阻接在單片機(jī) P1.0、 P1.1，其中 P1.0 控制數(shù)碼管的個(gè)位， P1.1 控制數(shù)碼管的十位。數(shù)碼管各段除小數(shù)點(diǎn)段外其余七段（a-g）通過限流電阻接在單片機(jī) P0 口（P0.0-P0.6），兩位數(shù)碼管顯示由單片機(jī)內(nèi)部程序控制相應(yīng)接口為低電平，從而實(shí)現(xiàn)從 00—99 動(dòng)態(tài)循環(huán)顯示。例如：十位和個(gè)位顯示原理相同，謹(jǐn)以個(gè)位說明。當(dāng)個(gè)位數(shù)碼管顯示 5 時(shí)， 5 在程序中查表對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)為 92H，對(duì)應(yīng)二進(jìn)制為 10010010B，其中 P0.7、 P0.4、 P0.1 為高電平， DP、 e、 b 段熄滅，P0.6、 P0.5、 P0.3、 P0.2、 P0.0 為低電平， g、 f、 d、 c、 a 段點(diǎn)亮，則此時(shí)數(shù)碼管上顯示數(shù)字 5。
3.4 連接方式
單片機(jī)采用 P2 口的 I/O 來控制數(shù)碼管的各個(gè)引腳。復(fù)位鍵接到引腳 9 上，數(shù)碼管的位選通過三極管和電阻分別與單片機(jī)的引腳 1 和 39 相連，晶振與單片機(jī)的引腳 18 和 19 連接，高電平與 40 引腳連接供電， 20 引腳直接接地。

圖 3-5 硬件設(shè)計(jì)圖
4 軟件設(shè)計(jì)
4.1 匯編程序
匯編語言的優(yōu)點(diǎn)是可以表達(dá)非常底層的東西
l．可以直接存取寄存器和 I/O
2．編寫的代碼可以非常精確的被執(zhí)行
3．可以編寫出比一般編譯系統(tǒng)高效的代碼
4．可以作為不同語言或不同標(biāo)準(zhǔn)的接口缺點(diǎn)在于匯編語言是一個(gè)比較低級(jí)的語言
1．非常冗長(zhǎng)單調(diào)，在 DOS 下編程時(shí)就可以體會(huì)到
2．易出 BUG，且調(diào)試?yán)щy
3．代碼不易維護(hù)
4．兼容性不好，與硬件關(guān)系非常緊密
8 / 14
與 C 語言相比沒有 C 語言簡(jiǎn)單易用，且 C 語言的可讀性更高，因此此程序選
用 C 語言編程。
4.2 C 語言程序
采用 C 語言用編寫了兩位數(shù)碼管循環(huán)掃描動(dòng)態(tài)顯示的專用程序。通過軟件的控制使兩位數(shù)碼管能從 00 計(jì)數(shù)到 99，再回到 00，依次進(jìn)行循環(huán)。若在計(jì)數(shù)期間有復(fù)位高電平出現(xiàn)時(shí)，便重新從 00 開始計(jì)數(shù)。并有電源開關(guān)控制讓電路是否工作，且有指示燈指示電源是否正常。
程序流程圖如下：

圖 4-1 程序流程圖
程序如下：

5 系統(tǒng)仿真結(jié)果
經(jīng)過對(duì)不同方案的分析、比較、取舍，然后進(jìn)行原理圖的設(shè)計(jì)與仿真，再經(jīng)過軟件的調(diào)試等環(huán)節(jié)的操作，最終實(shí)現(xiàn)了讓數(shù)碼管在單片機(jī)的控制下循環(huán)顯示兩位數(shù) 00-99。并且在正常的計(jì)數(shù)過程中，若按下復(fù)位鍵后，計(jì)數(shù)又重新從 00 開始計(jì)數(shù)，終現(xiàn)實(shí)的結(jié)果與預(yù)想的結(jié)果一致。

圖 5-2 仿真結(jié)果圖

單片機(jī)源程序如下:

//制作：機(jī)械工程學(xué)院*****機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)//
//作者：*****//
//學(xué)號(hào)：************//
//設(shè)計(jì)內(nèi)容：基于51單片機(jī)控制的數(shù)碼管顯示0~99的秒表//
//********************我是分割線********************//
//借口配置說明//
/*
開始按鍵位P2.0
復(fù)位按鍵P2.1
*/
/*
數(shù)碼管位選驅(qū)動(dòng)端口位P1.0和P2.0
*/
//以下是程序正文//
#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char //宏定義
#define uint unsigned int
/*引腳定義*/
sbit START=P2^0; //開始、停止鍵低電平有效
sbit RST=P2^1; //復(fù)位鍵
/*定義全局變量*/
uint time; //時(shí)間變量
/*數(shù)碼管字模，對(duì)應(yīng) 0-9*/
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f};
/*延時(shí)函數(shù)*/
void Delay(uint ms) //毫秒級(jí)延時(shí)函數(shù)
{
uint i, j;
for(i =ms; i>0; i--)
for(j =110; j>0; j--);
}
/*中斷*/
void time0() interrupt 1
{
uchar tt;
TH0 = 0x4c; //晶振11.0592Mhz
TL0 = 0x00;
tt++;
if(tt == 20)
{
time++;
if(time==99) //到99后在從00開始
time = 0;
tt = 0;
}
}
/*顯示函數(shù)*/
void Display(uchar sum)
{
uchar shi, ge;
P0 = 0x00; //消影
P1 = 0x00;
shi = table[sum/10];
P0 = shi;
P1 = 0xfd;
Delay(5);
P0 = 0x00; //消影
P1 = 0x00;
ge = table[sum%10];
P0 = ge;
P1 = 0xfe;
Delay(5);
}
/*按鍵掃描*/
void keyscan()
{
if(START==0) //開始、停止
{
Delay(10); //消抖
if(START==0)
{
TR0 =!TR0;
while(!START) Display(time);
}
}
if(RST==0) //復(fù)位
{
Delay(10); //消抖
if(RST==0)
{
time=0;
TR0=0;
while(!RST)Display(time);
}
}
}
//主函數(shù)
void main()
{
……………………
…………限于本文篇幅余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………

復(fù)制代碼

所有資料51hei提供下載:

秒表設(shè)計(jì).zip (1.34 MB, 下載次數(shù): 429)

ID:340625 · 發(fā)表于 2018-5-29 15:19

起大作用��！

ID:346229 · 發(fā)表于 2018-6-6 16:08

林上小恒發(fā)表于 2018-5-29 15:19
起大作用�。�

求分享pcb電路圖

ID:304613 · 發(fā)表于 2018-6-25 10:26

剛好需要，不錯(cuò)

ID:377200 · 發(fā)表于 2018-7-22 11:23

剛好需要，不錯(cuò)

ID:396367 · 發(fā)表于 2018-9-11 11:06

可以用共陰極數(shù)碼管嗎，

ID:396367 · 發(fā)表于 2018-9-12 16:15

延時(shí)函數(shù)，i =ms是不是少個(gè)數(shù)？

ID:388870 · 發(fā)表于 2018-9-13 10:17

謝謝分享！

ID:313328 · 發(fā)表于 2018-11-9 16:03

好東西真火

ID:442343 · 發(fā)表于 2018-12-8 19:42

初學(xué)，非常需要！

ID:437261 · 發(fā)表于 2018-12-9 18:12

tyyhlw69 發(fā)表于 2018-9-11 11:06
可以用共陰極數(shù)碼管嗎，

程序里用的就是共陰極。

ID:443846 · 發(fā)表于 2018-12-11 10:05

還可以
。可以用

ID:445599 · 發(fā)表于 2018-12-13 13:53

沒錢下載啊

ID:450147 · 發(fā)表于 2018-12-19 19:31

正好學(xué)習(xí)需要，謝謝分享

ID:451360 · 發(fā)表于 2018-12-21 11:08

給力帝

ID:47652 · 發(fā)表于 2019-1-13 00:09

很詳細(xì)的資料

ID:250700 · 發(fā)表于 2019-1-31 16:09

#include<reg52.h> // 單片機(jī)0000~9999秒表
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
uchar bai,shi;
uint a1,a2;
sbit D1=P3^0;
sbit D2=P3^1;
sbit D3=P3^2;
sbit D4=P3^3;
sbit key=P3^5;
sbit key1=P3^7;
bit j ;
uint  y ;
void main()
  {
  TMOD=0x01;
  TH0=(65536-10000)/256;
  TL0=(65536-10000)%256;
  EA=1;
  ET0=1;
  TR0=1;
  bai=0;
  shi=0;
  while(1)
{
if(key==0)
   {
   j=0;
   }
if(key1==0)
   {
   j=1; a2=0;
   }
}
  }
void timer0()interrupt 1
  {
  TH0=(65536-10000)/256;
  TL0=(65536-10000)%256;
  a1++;
  y++;
  if(a1==100)    //  100
{
a1=0;
if(j==1)  a2++;
if(a2>=10000) a2=0; // 10000
}
  D1 = 1; D2 = 1; D3 = 1; D4 = 1;
  if(y==1)
{
P1=table[a2%10000/1000]; // 10000
D4=0;
}
  if(y==2)
{
P1=table[a2%1000/100]; //  1000
D3=0;
}
  if(y==3)
{
P1=table[a2%100/10]; //  100
D2=0;
}
  if(y==4)
{
P1=table[a2%10];    //  10
D1=0;
y=0;
}
  }

ID:542693 · 發(fā)表于 2019-5-20 11:30

正好需要哈哈哈哈

ID:551504 · 發(fā)表于 2019-5-30 22:27

求資源

ID:562477 · 發(fā)表于 2019-6-17 14:53

正好需要，謝謝大佬

ID:350104 · 發(fā)表于 2019-11-22 15:27

很好的分享東西比較齊全

ID:661458 · 發(fā)表于 2019-12-11 21:44

燒進(jìn)單片機(jī)中為啥只顯示00

ID:697867 · 發(fā)表于 2020-2-25 11:24

怎么下載？

ID:697925 · 發(fā)表于 2020-2-25 14:55

太棒了感謝樓主

ID:716872 · 發(fā)表于 2020-3-27 13:50

有0到99.9的嗎

ID:724951 · 發(fā)表于 2020-4-8 17:57

我也想下載然后贊一個(gè)

ID:741914 · 發(fā)表于 2020-4-30 18:29

可以的，佩服

ID:741914 · 發(fā)表于 2020-4-30 18:31

加油，支持

ID:770762 · 發(fā)表于 2020-6-7 13:55

原理圖的下載電源下載口是那個(gè)？

ID:772089 · 發(fā)表于 2020-6-7 18:46

寫得很好，對(duì)我用處很大，感謝樓主！�。�！

ID:783761 · 發(fā)表于 2020-6-19 07:43

用處很大

ID:774195 · 發(fā)表于 2020-7-21 11:23

樓主，你這個(gè)有沒有pcb板圖啊

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