数字毫秒计设计报告

智能仪器课程设计报告专业班级：测控063学生学号：106034070学生姓名：张利辉设计时间：2009年10月自动化与电气工程学院设计课题题目：最小系统秒表计一、设计任务与要求1. 在220伏交流电压下，通过变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路，从而得到+-5伏直流电源；2. 数字毫秒计，实现计时功能，有可清零可暂停等功能；3. 分辨率：1MS ；4. 用Proteus仿真并分析二、硬件原理及单元电路分析(1)STC12C5404AD资料STC12C5410AD 系列及STC12C2052AD 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/ 机器周期(1T)的单片机，是高速/ 低功耗/ 超强抗干扰的新一代8051 单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12 倍，内部集成MAX810 专用复位电路。

4 路PWM,8 路高速10 位A/D 转换,针对电机控制，强干扰场合。

STC12C2052AD 系列只有2 路PWM,8 路高速8 位A/D 转换。

1. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片2. EEPROM 功能3. 看门狗10.内部集成MAX84.专用复位电路（外部晶体12M 以下时，可省外部复位电路）5.时钟源：外部高精度晶体/ 时钟，内部R/C 振荡器用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C 振荡器还是外部晶体/ 时钟常温下内部R/C 振荡器频率为：5.2MHz ～6.8MHz精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，应认为是4MHz ～8MHz6.共6 个16 位定时器/ 计数器，两个专用16 位定时器T0 和T1再加上PCA 模块可再实现4 个16 位定时器，STC12C2052AD 系列只有两路PCA7. 外部中断2 路,下降沿中断或低电平触发中断,Power Down 模式可由外部中断唤醒8. PWM(4 路）/PCA（可编程计数器阵列,4 路）,5410 系列是4 路，2052 系列只有两路--- 也可用来当4 路D/A 使用--- 也可用来再实现4 个定时器--- 也可用来再实现4 个外部中断(上升沿中断/ 下降沿中断均可分别或同时支持)9. A/D 转换, 10 位精度ADC，共8 路。

STC12C2052AD 系列只有8 位精度10. 通用全双工异步串行口(UART)，由于STC12 系列是高速的8051，也可再用定时器软件实现多串口（2）74LS138资料74LS138 为3 线－8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其工作原理如下：当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。

利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。

若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。

（3）74LS164资料8 位移位寄存器（串行输入，并行输出）简要说明164 为 8 位移位寄存器,其主要电特性的典型值如下：型号 fm Pn54/74164 36MHz 185mW54/74LS164 36 MHz 80mW当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为低电平。

串行数据输入端（A，B）可控制数据。

当 A、B 任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下 Q0 为低电平。

当 A、B 有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在 CLOCK 上升沿作用下决定Q0 的状态。

（4）MAX232资料内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路。

由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。

功能是产生+12v 和-12v 两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。

第二部分是数据转换通道。

由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。

其中13脚（R1IN ）、12脚（R1OUT ）、11脚（T1IN ）、14脚（T1OUT ）为第一数据通道。

8脚（R2IN ）、9脚（R2OUT ）、10脚（T2IN ）、7脚（T2OUT ）为第二数据通道。

TTL/CMOS 数据从T1IN 、T2IN 输入转换成RS-232数据从T1OUT 、T2OUT 送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN 、R2IN 输入转换成TTL/CMOS 数据后从R1OUT 、R2OUT 输出。

第三部分是供电。

15脚DNG 、16脚VCC （+5v ）。

(5)串行数据输出RXDP3.0TXDP3.1串行数据MCS-51AB CLK128移位脉冲Q H Q G Q F Q E Q D Q C Q B Q A74LS164扩展的并行输出口1312111065439R 2.2 k＋5 VCLRMOV SCON, #00000000B ;定义串行工作方式,并清除发送中断标志MOV SUBF, A ; 输出串行数据LOOP: JNB TI, LOOP ; 等待一帧数据发送结束CLK P1.1DAT P3.4MOV A，#3FHLCALL SBUFFSBUFF: MOV R3,#08HSBUFF1: RLC AMOV DAT,CCLR CLKNOPSETB CLKDJNZ R3,SBUFF1RET(6)STC单片机在线编程线路三、软件原理及框图阐述DAT EQU P1.1CLK EQU P3.4SET1 BIT P1.4A_SET BIT P1.3M_SET BIT P1.2CCC EQU P1.5BBB EQU P1.6AAA EQU P1.7SECOND EQU 30HMINUTE EQU 31HHOUR EQU 32HTCNTH EQU 33HTCNTL EQU 34HORG 00HLJMP STARTORG 000BHLJMP INT_T0ORG 0040HSTART: MOV SP,#0E0HMOV IE,#00HMOV DPTR,#TABLEMOV HOUR,#0 ;初始化MOV MINUTE,#0MOV SECOND,#0MOV TMOD,#02HMOV TCNTH,#50MOV TCNTL,#100clr p3.7MOV TH0,#38H ;定时50毫秒MOV TL0,#38HMOV IE,#82HSETB TR0SETB CCCSETB BBBSETB AAALJMP M0;**************************************************** ;判断是否有控制键按下,是哪一个键按下M00: LCALL DELAYJB SET1,M2LJMP S0M0: LCALL DISPLAYJNB SET1,M01JNB A_SET,KK1JNB M_SET,KK4LJMP M0M01: LCALL DELAYJB SET1,M0LJMP S1M1: LCALL DISPLAYJNB SET1,M02JNB A_SET,KK2JNB M_SET,KK5LJMP M1M02: LCALL DELAYJB SET1,M1LJMP S2M2: LCALL DISPLAYJNB SET1,M00JNB A_SET,KK3JNB M_SET,KK6LJMP M2KK1: LJMP K1KK2: LJMP K2KK3: LJMP K3KK4: LJMP K4KK5: LJMP K5KK6: LJMP K6K1: LCALL DELAYJB A_SET,M0INC SECOND ;秒值加1MOV A,SECONDCJNE A,#60,JJ0 ;判断是否加到60秒MOV SECOND,#0INC MINUTEMOV A,MINUTECJNE A,#60,JJ0MOV MINUTE,#0INC HOURMOV A,HOURCJNE A,#24,JJ0MOV HOUR,#0LJMP JJ0JJ0: LJMP J0K4: LCALL DELAYJB M_SET,RETUNEM0DEC SECOND ;秒值减1MOV A,SECONDCJNE A,#255,XX0MOV SECOND,#59DEC MINUTEMOV A,MINUTECJNE A,#255,XX0MOV MINUTE,#59DEC HOURMOV A,HOURCJNE A,#255,XX0MOV HOUR,#23LJMP XX0XX0: LJMP X0RETUNEM0: LJMP M0K2: LCALL DELAYJB A_SET,RETUNE1INC MINUTE ;分钟值加1MOV A,MINUTECJNE A,#60,JJ1 ;判断是否加到60分MOV MINUTE,#0INC HOURMOV A,HOURCJNE A,#24,JJ1MOV HOUR,#0LJMP M1JJ1: LJMP J1K5: LCALL DELAYJB M_SET,RETUNE1DEC MINUTE ;分减1 MOV A,MINUTECJNE A,#255,XX1MOV MINUTE,#59DEC HOURMOV A,HOURCJNE A,#255,XX1MOV HOUR,#23LJMP XX1XX1: LJMP X1K3: LCALL DELAYJB A_SET,RETUNE2INC HOUR ;小时值加1MOV A,HOURCJNE A,#24,JJ2 ;判断是否加到24小时MOV HOUR,#0LJMP JJ2JJ2: LJMP J2K6: LCALL DELAYJB M_SET,RETUNE2DEC HOURMOV A,HOURCJNE A,#255,X2MOV HOUR,#23LJMP X2;*****************RETUNE0: LJMP M0RETUNE1: LJMP M1RETUNE2: LJMP M2S0: JB SET1,RETUNE0LCALL DISPLAYLJMP S0S1: JB SET1,RETUNE1LCALL DISPLAYLJMP S1S2: JB SET1,RETUNE2LCALL DISPLAYLJMP S2X0: JB M_SET,RETUNE0LCALL DISPLAYLJMP X0X1: JB M_SET,RETUNE1LCALL DISPLAYLJMP X1X2: JB M_SET,RETUNE2LCALL DISPLAYLJMP X2J0: JB A_SET,RETUNE0LCALL DISPLAYLJMP J0J1: JB A_SET,RETUNE1LCALL DISPLAYLJMP J1J2: JB A_SET,RETUNE2LCALL DISPLAYLJMP J2;*********************************************** ;定时器中断服务程序,对秒,分钟和小时的计数INT_T0: PUSH PSWPUSH ACCZ1: DJNZ TCNTL,RETUNEMOV TCNTL,#100DJNZ TCNTH,Z1INC SECONDMOV TCNTL,#100MOV TCNTH,#50MOV A,SECONDCJNE A,#60,RETUNEINC MINUTEMOV SECOND,#0MOV A,MINUTECJNE A,#60,RETUNEINC HOURMOV MINUTE,#0MOV A,HOURCJNE A,#24,RETUNEMOV HOUR,#0RETUNE: POP ACCPOP PSWRETI;******************************************;显示控制子程序DISPLAY: MOV A,SECOND ;显示秒MOV B,#10DIV ABCLR BBBCLR AAA;MOV A,LEDBUFMOVC A,@A+DPTRLCALL SBUFFLCALL DELAYMOV A,BSETB AAA;MOV A,LEDBUFMOVC A,@A+DPTRLCALL SBUFFLCALL DELAYSETB BBBMOV A,MINUTE ;显示MINUTEMOV B,#10DIV ABCLR CCCCLR AAA;MOV A,LEDBUFMOVC A,@A+DPTRLCALL SBUFFLCALL DELAYMOV A,BSETB AAA;MOV A,LEDBUFMOVC A,@A+DPTRLCALL SBUFFLCALL DELAYSETB CCCMOV A,HOUR ;显示HOURMOV B,#10DIV ABCLR CCCCLR BBBCLR AAA;MOV A,LEDBUFMOVC A,@A+DPTRLCALL SBUFFLCALL DELAYMOV A,BSETB AAAMOVC A,@A+DPTRLCALL SBUFFLCALL DELAYSETB CCCSETB BBBRETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66HDB 6DH,7DH,07H,7FH,6FHSBUFF: MOV R3,#8SBUFF1:RRC AMOV DAT,CCLR CLKNOPSETB CLKDJNZ R3,SBUFF1RETDELAY: MOV R6,#10D1: MOV R7,#250DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETEND四、总原理图及元器件清单1．总原理图2．元件清单元件序号型号主要参数数量备注R1 金属膜电阻10k 1R2 金属膜电阻 2.2k 1R3,R4,R5,R6 金属膜电阻1k 4R7 金属膜电阻3k 1C1,C2 电容3333pF 2C3 电容10uF 1C4,C5,C6,C7 电容1040.1uF 4S1,S2,S3 WJW按钮按钮 3L3A,L3B LED3 晶体管 2U1 STC12C5404AD 单片机 1U2 74LS138 多路开关 1U3 74LS164 串行输入转并行输出 1U4 MAX232 数据传输芯片 1LS1 SPEAKER 蜂鸣器 1T1 S8050 三极管 1L1 XTAL 12MHZ晶振 1J1 CON2 二脚塑料插座 1J3 CON3 三脚塑料插座 1J2 CON5 五脚塑料插座 1RS1 RS232 9针RS232口 1五、软硬件调试1．调试工作主要在Proteus中进行，刚开始没有编写按键去抖动的程序，所以程序跑起来不是很稳定，都来给每个按键都加了去抖动程序，程序跑起来就比较稳定了。