99秒表设计

１引言随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善，同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。

它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。

它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。

２单片机简介2.1 单片机概述所谓单片机，即把组成微型计算机的各个功能部件，如中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片中，构成一个完整的微型计算机。

因此单片机早期的含义为单片微型计算机（single chip microcomputer），直接译为单片机，并一直沿用至今。

由于单片机面对的是测控对象，突出的是控制功能，所以它从功能和形态上来说都是应控制领域应用的要求而诞生的。

随着单片机技术的发展，它在芯片内集成了许多面对测控对象的接口电路，如ADC、DAC、高速I/O口、PWM、WDT等。

这些对外电路及外设接口已经突破了微型计算机（microcomputer）传统的体系结构，所以更为确切反映单片机本质的名称应是微控制器。

单片机是单芯片形态作为嵌入式应用的计算机，它有惟一的、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统，加上它的芯片级体积的优点和在现场环境下可高速可靠地运行的特点，因此单片机又称之为嵌入式微控制器（embedded micro controller）。

但是，在国内单片机的叫法仍然有着普遍的意义。

我们已经把单片机理解为一个单芯片形态的微控制器，它是一个典型的嵌入式应用计算机系统。

目前按单片机内部数据通道的宽度，把它们分为4位、8位、16位及32位单片机。

2.2 单片机的历史与发展单片机出现的历史并不长，它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体上同步。

1970年微型计算机研制成功后，随即在1971年，美国Intel公司生产出了4位单片机4004，它的特点是结构简单、功能单一、控制能力较弱，但价格低廉。

1976年Intel公司推出了MCS-48系列单片机，它以体积小、功能全、价格低等特点获得了广泛的应用，成为单片机发展进程中的一个重要阶段，此可谓是第一代单片机。

在MCS-48系列单片机的基础上，Intel公司在20世纪80年代初推出了第二代单片机的代表MCS-51系列单片机。

这一代单片机的主要技术特征是为单片机配置了完美的外部并行总线和串行通信接口，规范了特殊功能寄存器的控制模式，以及为增强控制功能而强化布尔处理系统和相关的指令系统，为发展具有良好兼容性的新一代单片机奠定了良好的基础。

近几年出现了具有许多新特点的单片机，可称之为第三代单片机。

它以新一代的80C51系列单片机为代表。

同时16位单片机也有很大发展。

尽管目前单片机品种繁多，但其中最为典型的仍当属Intel公司的MCS-51系列单片机。

它的功能强大，兼容性强，软硬件资料丰富。

国内也以此系列的单片机应用最为广泛。

直到现在MCS-51仍不失为单片机中的主流机型。

在今后相当长的时间内，单片机应用领域中的8位机主流地位还不会改变。

3 Protel简介3.1 关于Protel随着科学技术和电子工业的飞速发展，越来越多复杂的电子电路向电子设计自动化（EDA）技术提出了新的要求，各种EDA软件应运而生。

Protel是Protel公司在20世纪80年代末推出的CAD工具软件，进入国内时间较早，在国内有较高的普及率，是PCB设计者的首选软件，也是本行业的“标准化”软件。

Protel DXP是Altium公司推出的最新版本，它在继承了Protel 99的各项优点基础上，又做了许多重要的改进，功能更加强大，使用更加方便。

3.2 Protel的功能它是一款用于设计电路的软件，它主要能实现的功能有以下几条：功能一：画出相对比较工整漂亮的原理图。

功能二：生成可以用于工厂生产的PCB制板文件。

得到PCB的方法主要有三种，第1种：利用通过画原理图时同时产生的网络表文件进行自动布线，产生PCB 文件。

第2种：利用通过画原理图时同时产生的网络表文件在PEOTELPCB利用预拉线手工布线。

第3种：是效率比较低的方式，即纯手工布线。

功能三：杂类功能，比如：生成元件清单，生成数控钻床用的钻孔定位文件，生成阻焊层文件，生成印刷字符层文件，等等。

另外，它内部还整合了硬件仿真的功能。

总之，这是一个效率很高的软件，常见的版本比如最早期的DOS版的，以及运行于WINDOWS下的TEL1.0 ROTEL1.5 OTEL2.0 PROTEL2.5 ROTEL3.0 ROTEL98 ROTEL99 ROTEL99SE，其中PROTEL99SE是99的改进稳定版，是现在最流行的，也是专业电路板制板厂家现在正在使用的，这完全是因为它强大的功能以及和其他底片软件良好的兼容性。

4 99秒马表设计的具体方案4.1 设计目的1.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。

2.通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术。

3.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

4.通过电路设计和程序开发的过程，使学生了解开发单片机应用系统的全过程。

5.掌握单片机系统设计的总体思路和方法，熟悉99秒马表表的工作原理。

4.2 设计任务实验任务（1．开始时，显示“00”，第1次按下SP1后就开始计时。

（2．第2次按SP1后，计时停止。

（3．第3次按SP1后，计时归零。

4.3 设计电路电路原理图4.4 系统板上硬件连线（1．把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0－P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，……，P0.7/AD7对应着h。

（2．把“单片机系统”区域中的P2.0/A8－P2.7/A15端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：P2.0/A8对应着a，P2.1/A9对应着b，……，P2.7/A15对应着h。

（3．把“单片机系统“区域中的P3.5/T1用导线连接到”独立式键盘“区域中的SP1端口上硬件电路原理图4.5．程序框图4.5.1 主程序框图4.5.2 T0中断服务程序框图4.6 汇编源程序TCNTA EQU 30HTCNTB EQU 31HSEC EQU 32HKEYCNT EQU 33HSP1 BIT P3.5ORG 00HLJMP STARTORG 0BHLJMP INT_T0START: MOV KEYCNT,#00H MOV SEC,#00HMOV A,SECMOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P0,AMOV A,BMOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P2,AMOV TMOD,#02HSETB ET0SETB EAWT: JB SP1,WTLCALL DELY10MSJB SP1,WTINC KEYCNTMOV A,KEYCNTCJNE A,#01H,KN1 SETB TR0MOV TH0,#06HMOV TL0,#06HMOV TCNTA,#00HMOV TCNTB,#00HLJMP DKNKN1: CJNE A,#02H,KN2 CLR TR0LJMP DKNKN2: CJNE A,#03H,DKN MOV SEC,#00HMOV A,SECMOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRMOV P0,AMOV A,BMOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRMOV P2,AMOV KEYCNT,#00HDKN: JNB SP1,$LJMP WTDELY10MS:MOV R6,#20D1: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETINT_T0: ；中断程序 INC TCNTAMOV A,TCNTACJNE A,#100,NEXTMOV TCNTA,#00HINC TCNTBMOV A,TCNTBCJNE A,#4,NEXTMOV TCNTB,#00HINC SECMOV A,SECCJNE A,#100,DONEMOV SEC,#00HDONE: MOV A,SECMOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRMOV P0,AMOV A,BMOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRMOV P2,ANEXT: RETITABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ENDC语言源程序#include <AT89X51.H>unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00};unsigned char second;unsigned char keycnt;unsigned int tcnt;void main(void){unsigned char i,j;TMOD=0x02;ET0=1;EA=1;second=0;P0=dispcode[second/10]; P2=dispcode[second%10]; while(1){if(P3_5==0){for(i=20;i>0;i--)for(j=248;j>0;j--);if(P3_5==0){keycnt++;switch(keycnt){case 1:TH0=0x06;TL0=0x06;TR0=1;break;case 2:TR0=0;break;case 3:keycnt=0;second=0;P0=dispcode[second/10];P2=dispcode[second%10];break;}while(P3_5==0);}}}}void t0(void) interrupt 1 using 0 {tcnt++;if(tcnt==400){tcnt=0;second++;if(second==100){second=0;}P0=dispcode[second/10];P2=dispcode[second%10];}}4.7 程序流程图参考文献[1] 孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用（修订版）.北京:北京航空航天大学出版社.1994[2] 谢自美.电子线路设计*实验*测试.北京:华中科技大学出版社.2001[3] 钱逸秋.单片机原理与应用.北京:电子工业出版社.2002[4] 吴经国等.单片机应用技术. 北京:中国电力出版社.1999[5] 李群芳.单片机微型计算机与接口技术.北京:电子工业出版社.2001[6] 阉石.数字电子技术基础.北京:高等教育出版社.1997[7] 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程.北京:电子工业出版社.1999[8] 周立功.单片机实验与实践.北京:北京航空航天大学出版社.2001[9] 全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编.北京:北京理工大学出版社.2002课设总结：在老师的指导下，这次的课程设计，我的收获很大：1、通过本次设计，我掌握了单片机核心电路设计的基本方法和技术，了解了表关电路参数的计算方法，学会了单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性和控制方法，加深了对单片机接口技术许多知识的理解。