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烟台大学单片机课程设计

1 硬件设计 ……………………………………………………………………………….1

1.1 总体方案的设计....................................................................................................................1

1.2 单片机的选择........................................................................................................................3

1.3 显示电路的选择与设计........................................................................................................5

1.4 按键电路的选择与设计........................................................................................................8

1.5 时钟电路的选择与设计........................................................................................................9

1.6 复位电路的选择与设计......................................................................................................10

1.7 系统总电路的设计..............................................................................................................12

2 软件设计 ..........................................................................................................................................14

2.1 程序设计思想......................................................................................................................14

2.2 系统资源的分配..................................................................................................................14

2.3 主程序设计..........................................................................................................................14

2.4 中断程序设计......................................................................................................................15

3 数字电子秒表的安装与调试 ..........................................................................................................18

3.1 软件的仿真与调试..............................................................................................................18

3.2 硬件的安装与调试..............................................................................................................19

结论 ....................................................................................................................................................26

参考文献 ................................................................................................................................................27

附录 A 电路系统总装图

附录 B 程序

附录 C 电路原理图

烟台大学单片机课程设计

单元内均为十进制 BCD 码。由于采用软件动态扫描实现数据显示功能，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 79H-7DH 某一地址中的数据，然后查得对应的显示

用段码，并从 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。

最终缓存区则设置为 59H-5DH，数据存放规则和 79H-7DH 一样。分别对应存放毫秒位至十秒

位数据。与 79H-7DH 存储区不一样的是：59H-5DH 存储的内容为数字秒表上一次计时显示的时间。

而 79H-7DH 为当前计时时间存储区。

计时采用定时器 T0 中断完成，定时溢出中断周期为 1ms，当一处中断后向 CPU 发出溢出中断

请求，每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行加一，达到 10 次就对十毫秒位进行加一，依次类

推，直到 99.9 秒重新复位。

再看按键的处理。这四个键可以采用中断的方法，也可以采用扫描的方法来识别。复位键和查

看主要功能在于数值复位和查询上次计时时间，对于时间的要求不是很严格。而开始和停止键则是

用于对时间的锁定，需要比较准确的控制。因此可以对复位和查看按键采取扫描的方式。而对开始

和停止键采用外部中断的方式。

设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器，显示电路和回零、

启动、查看、停表电路等。主控制器采用单片机 AT89C51，显示电路采用共阴极 LED 数码管显示计

时时间，四个按键均采用触点式按键。

1.2 单片机的选择

本课题在选取单片机时，充分借鉴了许多成形产品使用单片机的经验，并根据自己的实际情况，

选择了 ATMEL 公司的 AT89C51。

ATMEL 公司的 89 系列单片机以其卓越的性能、完善的兼容性、快捷便利的电擦写操作，低廉

的价格、超强的加密功能，完全替代 87C51/62 和 8751/52，低电压、低电源、低功耗，有 DIP、

PLCC、QFP 封装，有民用型、工业级、汽车级、军品级等多种温度等级，是当今世界上性能最好、

价格最低、最受欢迎的八位单片机

[3]

。

AT89C51P 为 40 脚双列直插封装的 8 位通用微处理器，采用工业标准的 C51 内核，在内部功

能及管脚排布上与通用的 8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主 IC

内部寄存器、数据 RAM 及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外

遥控信号 IR 的接收解码及与主板 CPU 通信等。

单片机的外部结构

AT89C51 单片机采用 40 引脚的双列直插封装方式。图 1.2 为引脚排列图， 40 条引脚说明如下：

烟台大学单片机课程设计

④

/Vpp、

/Vpp 为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当

/Vpp 为高电平时，

访问内部程序存储器，当

/Vpp 为低电平时，则访问外部程序存储器。对于 EPROM 型单片机，

在 EPROM 编程期间，此引脚上加 21 伏 EPROM 编程电源（Vpp）。

输入/输出引脚 P0.0 - P0.7，P1.0 - P1.7，P2.0 - P2.7，P3.0 - P3.7。

① P0 口（P0.0 - P0.7）是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 口，在访问外部存储器时，它是分时传

送的低字节地址和数据总线，P0 口能以吸收电流的方式驱动八个 LSTTL 负载。

② P1 口（P1.0 - P1.7）是一个带有内部提升电阻的 8 位准双向 I/O 口。能驱动(吸收或输出电

流)四个 LSTTL 负载。

③ P2 口（P2.0 - P2.7）是一个带有内部提升电阻的 8 位准双向 I/O 口，在访问外部存储器时，

它输出高 8 位地址。P2 口可以驱动(吸收或输出电流)四个 LSTTL 负载。

④ P3 口（P3.0 - P3.7）是一个带有内部提升电阻的 8 位准双向 I/O 口。能驱动(吸收或输出电

流)四个 LSTTL 负载

[6]

。

AT89C51 具有以下标准功能：8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，

2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时

钟电路。另外，AT89C51 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，

CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被

保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。CPU 是单片机的核

心部件。它由运算器和控制器等部件组成

[2]

。

（1）运算器

运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。可以对半字节（4 位）、单字节等数据进行操作。例

如能完成加、减、乘、除、加 1、减 1、BCD 码十进制调整、比较等算术运算和与、或、异或、求

补、循环等逻辑操作，操作结果的状态信息送至状态寄存器。

89C52 运算器还包含有一个布尔处理器，用来处理位操作。它是以进位标志位 C 为累加器的，

可执行置位、复位、取反、等于 1 转移、等于 0 转移、等于 1 转移且清 0 以及进位标志位与其他可

寻址的位之间进行数据传送等位操作，也能使进位标志位与其他可移位寻址的位之间进行逻辑与、

或操作

[5]

。

（2）程序计数器 PC

程序计数器 PC 用来存放即将要执行的指令地址，共 16 位，可对 64K 程序存储器直接寻址。执

行指令时，PC 内容的低 8 位经 P0 口输出，高 8 位经 P2 口输出。

（3）令寄存器

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xinghua_5701198

2022-12-23

感谢大佬分享的资源，对我启发很大，给了我新的灵感。

老帽爬新坡

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