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本實驗利用單片機(jī)的定時器/計數(shù)器定時和計數(shù)的原理,通過采用Proteus仿真軟件來模擬實現(xiàn)。模擬AT89C51單片機(jī)、LED數(shù)碼管以及控件來控制秒表的計數(shù)以及計時的開啟、暫停、繼續(xù)、與復(fù)位。其中有三個數(shù)碼管來顯示數(shù)據(jù),兩個數(shù)碼管顯示秒(兩位),另一個數(shù)碼管顯示十分之一秒,十分之一秒的數(shù)碼管計數(shù)從0~9,滿十進(jìn)一后顯示秒得數(shù)碼管的個位加一,并且十分之一秒顯示清零重新從零計數(shù)。同理當(dāng)個位滿十進(jìn)一后個位也清零重新計數(shù) ,當(dāng)計時超過范圍(即超過99.9秒)后,所有數(shù)碼管全部清零從新計數(shù)
4.1硬件設(shè)計 4.1.1 89C51單片機(jī)
MCS-51系列單片機(jī)是8位單片機(jī)產(chǎn)品,89C51是其中的典型代表,基本模塊包括以下幾個部分:
(1) CPU:89C51的CPU是8位的,另外89C51內(nèi)部有1個位處理器
(2) R0M:4KB的片內(nèi)程序存儲器,存放開發(fā)調(diào)試完成的應(yīng)用程序
(3) RAM:256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器,容量小,但作用大
(4) I/O口:P0-P3,共4個口32條雙向且可位尋址的I/O口線
(5) 中斷系統(tǒng):共5個中斷源,3個內(nèi)部中斷,2個外部中斷
(6) 定時器/計數(shù)器:2個16位的可編程定時器/計數(shù)器
(7) 通用串行口:全雙工通用異步接收器/發(fā)送器
(8) 振蕩器:89C51的外接晶振與內(nèi)部時鐘振蕩器為CPU提供時鐘信號
(9) 總線控制:89C51對外提供若干控制總線,便于系統(tǒng)擴(kuò)展
89C51單片機(jī)引腳如下圖:
4.1.2晶體振蕩電路
89C51單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路是一個高增益反相放大器,引線XTAL1和XTAL2分別為反相振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入和來自反相振蕩器的輸出,該反相放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。
這里選用51單片機(jī)12MHZ的內(nèi)部振蕩方式,電路如下:C2、C3起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。
晶振電路
4.1.3復(fù)位電路
采用上電復(fù)位,上電后,由于電容充電,使RST持續(xù)一段時間的高電平,從而實現(xiàn)上電復(fù)位操作。這不僅能使單片機(jī)復(fù)位,還能是單片機(jī)的外圍設(shè)備同時復(fù)位,當(dāng)程序出現(xiàn)錯誤時,可以隨時使電路復(fù)位。
電路圖如下:
復(fù)位電路
4.1.4按鍵電路
當(dāng)按鍵被按下時,相應(yīng)的引腳被拉低,經(jīng)掃描后,獲得鍵值,并執(zhí)行鍵功能程序,因此按下不同的按鍵,將執(zhí)行不同的功能程序。
電路圖如下:
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