基于AT89C51单片机的秒表设计

2023-12-01 12:30
文章标签 设计 单片机 秒表 at89c51

本文主要是介绍基于AT89C51单片机的秒表设计，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1．设计任务

     利用单片机AT89C51设计秒表，设计计时长度为9:59:59，超过该长度，报警。创新：设置重启；暂停；清零等按钮。最后10s时播放音乐提示。

      本设计是采用AT89C51单片机为中心，利用其定时器/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、电源电路、LCD1602液晶以及键盘电路来设计计时器。将软、硬件有机的结合起来，使得系统能够实现四位LCD显示。为使设计的显示电路更加简单，此次的设计是采用定时器进行计时并且在LCD1602而非数码管上显示时间。为使设计更有规划进行，先要基本了解硬件内在结构，确定用P0并行端口进行LCD1602控制输入，使用P2.0、P2.1、P2.2控制

LCD的RE、RW、EN端口。P1.0控制蜂鸣器、P1.1控制开始/暂停、P1.2控制数据清零(复位)，P1.3使重启。并在最后10s播放音乐提示。

对于单片机设计任务，准备俩种设计方案实现。1、在一个单片机中使用两个定时器采用中断嵌套来完成最后10s播放音乐提示，2、则是使用单片机的双机串行通信来实现。

2. 设计要求

2.1系统方案论证

根据设计任务，分析设计系统的组成，给出实现设计任务的几种方案，分析比较几种设计方案的优略，本着尽量以软件代替硬件，同时力求电路简单，工作可靠的原则，确定总体设计方案。

2.2系统硬件电路设计

根据系统设计方案进行软、硬件的分配，软、硬件设计分别进行。硬件设计包括单片机最小系统和扩展接口及配置，硬件结构在设计时要选择合适的元器件，硬件电路要简洁、工作可靠，需用Proteus绘制整个系统的电路仿真原理图。

2.3软件设计

根据该系统要求的功能进行软件设计，简述软件的功能，并根据每个模块的功能绘制软件流程图，根据流程图编写程序并汇编调试通过；列出软件清单，软件清单要求加以注释。

2.4 软硬件系统仿真

将编译后的程序软件加载到Proteus软件仿真的单片机ROM中，运行系统，实现软件程序对单片机系统的硬件电路的控制，并调试仿真结果，直至与设计任务相符。

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
//1602定义
//最大长度9：59：99--超过9：59：59报警
//保留 开始/暂停 复位改为清零 
//添加音乐最后十秒
sbit RS = P2^0;   //定义端口 
sbit RW = P2^1;
sbit EN = P2^2;#define RS_CLR RS=0 //状态量定义，方便读取代码
#define RS_SET RS=1
#define RW_CLR RW=0 
#define RW_SET RW=1 
#define EN_CLR EN=0
#define EN_SET EN=1
#define DataPort P0	//1602数据接口sbit key1=P1^1;			//开始/暂停
sbit key2=P1^2;	//复位清零
sbit key3=P1^3;  //重启（复位后开始）
sbit music=P1^5;unsigned int	CountTimeH;					//记录分、秒时间
unsigned char	CountTimeL;					//记录毫秒时间
unsigned int buzzer=0;
code unsigned char NumTable[]="0123456789";
bit Counting = 0;				//计时标志0暂停/停止,1计时状态
void LCD1602_WriteCom(unsigned char com); 			//1602部分
void LCD1602_WriteData(unsigned char Data); 
void LCD1602_Clear(void);
void LCD1602_PutString(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s);
void LCD1602_PutChar(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data);
void LCD1602_Init(void);
void LCD1602_Delay(unsigned int t);
void delay_ms(unsigned int t);
void IniTC0(void) ;						//初始化定时计数器0
void KeyWork(void);						//按键扫描以及按键功能动作
void DisplayCountTime(void);	//显示计时的时间
void do_music();/*-----------------------------------------------------------------主函数------------------------------------------------------------------*/
void main(void)
{IniTC0();//定时器初始化LCD1602_Init();Beep = 1;LCD1602_PutString(4,0,"Well Come");			LCD1602_PutString(2,1,"  Stopwatch   ");delay_ms(1000);LCD1602_Clear();i = 0;while(1){DisplayCountTime();KeyWork();do_beep();if(CountTimeH>=5900&&CountTimeH<5995){do_music();}}
}
/*------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*------------------------------------------
|               写入命令函数
-------------------------------------------*/
void LCD1602_WriteCom(unsigned char com) 
{LCD1602_Delay(5);RS_CLR; RW_CLR; EN_SET; DataPort= com; EN_CLR;
}
/*---------------------------------------
|             写入数据函数
----------------------------------------*/
void LCD1602_WriteData(unsigned char Data) 
{ LCD1602_Delay(5);RS_SET; RW_CLR; EN_SET; DataPort= Data; EN_CLR;
}
/*------------------------------------------
|                清屏函数
-------------------------------------------*/
void LCD1602_Clear(void) 
{ LCD1602_WriteCom(0x01); LCD1602_Delay(5);
}
/*------------------------------------------|              写入字符串函数
-------------------------------------------*/
void LCD1602_PutString(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) 
{     if (y == 0) {     LCD1602_WriteCom(0x80 + x);     //表示第一行}else {      LCD1602_WriteCom(0xC0 + x);      //表示第二行}        while (*s) {     LCD1602_WriteData( *s);     s ++;     }
}
/*------------------------------------------|              写入字符函数
-------------------------------------------*/
void LCD1602_PutChar(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data) 
{     if (y == 0) {     LCD1602_WriteCom(0x80 + x);     }else {     LCD1602_WriteCom(0xC0 + x);     }        LCD1602_WriteData( Data);  
}
/*-------------------------------------------|               初始化函数
--------------------------------------------*/
void LCD1602_Init(void) 
{LCD1602_WriteCom(0x38);    /*显示模式设置*/ LCD1602_Delay(5); LCD1602_WriteCom(0x38); LCD1602_Delay(5); LCD1602_WriteCom(0x38); LCD1602_Delay(5); LCD1602_WriteCom(0x38);  LCD1602_WriteCom(0x08);    /*显示关闭*/ LCD1602_WriteCom(0x01);    /*显示清屏*/ LCD1602_WriteCom(0x06);    /*显示光标移动设置*/ LCD1602_Delay(5); LCD1602_WriteCom(0x0C);    /*显示开及光标设置*/LCD1602_Clear();
}
/*------------------------------------------
|							   1602延时函数
-------------------------------------------*/
void LCD1602_Delay(unsigned int t)
{unsigned char c;while(t--){for(c = 50; c > 0; c--);}
}
/*----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
void delay_ms(unsigned int t)
{unsigned char c;while(t--){for(c = 50; c > 0; c--);}
}void KeyWork(void)					//判断按键按下就动作，提高实时性
{if(key1 == 0)						//开始/停止计时{Counting = !Counting;		//切换计时状态并进行相应地动作if(Counting){TR0 = 1;			//开启定时器计数,开始计时}else {TR0 = 0;			//关闭定时几计数,停止计时}delay_ms(5);						//避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间while(!key1) DisplayCountTime();					//等待按键释放,避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间}if(key2 == 0){if(!Counting)		//只有不在计时，并且有数据时才能复位（DataRecordFlag表示记录的数据条数）{CountTimeH=0;CountTimeL=0;		LCD1602_Clear();				//清屏delay_ms(5);						while(!key2)      //避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间DisplayCountTime();					//等待按键释放,避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间}}if(key3==0)        //重启{	Beep=1;music = !music;  TR1 = 0;LCD1602_PutString(4,0,"Well Come");			LCD1602_PutString(2,1,"  Stopwatch   ");delay_ms(5000);			TR0 = 0;CountTimeH=0;CountTimeL=0;
LCD1602_Clear();		delay_ms(5);						//避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间while(!key3) {DisplayCountTime();}				//等待按键释放,避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间}if(key4==0){if(!Counting){CountTimeH+=5800;delay_ms(2000);}}
}
void DisplayCountTime(void)
{LCD1602_PutChar(4, 0, NumTable[(CountTimeH/6000)%6]);	//显示计时的时间LCD1602_PutChar(5, 0, NumTable[(CountTimeH/600)%10]);LCD1602_PutChar(6, 0, ':');LCD1602_PutChar(7, 0, NumTable[(CountTimeH/100)%6]);	//10sLCD1602_PutChar(8, 0, NumTable[(CountTimeH/10)%10]);	//sLCD1602_PutChar(9, 0, ':');LCD1602_PutChar(10, 0, NumTable[((CountTimeH%10)%10)%10]);	//CountTimeH   100ms 0.1s计时  最大3599LCD1602_PutChar(11, 0, NumTable[CountTimeL/10]);			//CountTimeL   1ms计时   最大100ms  /10 10ms  0.01s
}
/*----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
unsigned char timer0H, timer0L, time;//单片机晶振采用11.0592MHz
// 频率-半周期数据表 高八位     本软件共保存了四个八度的28个频率数据
code unsigned char FREQH[] = {0xF2, 0xF3, 0xF5, 0xF5, 0xF6, 0xF7, 0xF8,    //低音12345670xF9, 0xF9, 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFB, 0xFC, 0xFC,//1,2,3,4,5,6,7,i0xFC, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFE,            //高音 2345670xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFF};   //超高音 1234567
// 频率-半周期数据表 低八位
code unsigned char FREQL[] = {0x42, 0xC1, 0x17, 0xB6, 0xD0, 0xD1, 0xB6,    //低音12345670x21, 0xE1, 0x8C, 0xD8, 0x68, 0xE9, 0x5B, 0x8F, //1,2,3,4,5,6,7,i0xEE, 0x44, 0x6B, 0xB4, 0xF4, 0x2D,             //高音 2345670x47, 0x77, 0xA2, 0xB6, 0xDA, 0xFA, 0x16};   //超高音 1234567
//数据表           
code unsigned char song[] = {
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,			
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,				
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6,	
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 2, 3, 3, 1, 3, 1, 6, 2, 12,
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,	
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,	
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,	
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,	
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,		
};
//一个音符有三个数字。前为第几个音、中为第几个八度、后为时长（以半拍为单位）。
//6, 2, 3 分别代表：６, 中音, ３个半拍;
//5, 2, 1 分别代表：５, 中音, １个半拍;/*----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
void sing()                      //演奏一个音符
{TH1 = timer0H;               //控制音调TL1 = timer0L;TR1 = 1;                     //启动T1, 由T1输出方波去发音
}
void IniTC0(void)        
{TMOD=0x11;		//设置定时计数器的工作模式TR0 = 0;			//关闭定时计数器TF0 = 0;			//清空定时计数器标志位TH0=0xFC; 				//定时1ms，当计时时间不准在这修改TL0=0x18;ET0 = 1;			//开启定时计数器0中断EA=1; 				//开总中断
}
void do_music()
{ET1 = 1;k = song[i] + 7 * song[i + 1] - 1;//第i个是音符, 第i+1个是第几个八度timer0H = FREQH[k];      //从数据表中读出频率数值timer0L = FREQL[k];      //实际上, 是定时的时间长度time = song[i + 2];   //读出时间长度数值i+= 3;sing();                  //发出一个音符        
}
void do_beep()
{if(CountTimeH>=5995)Beep=0;
}
void timer1() interrupt 3
{TR1 = 0;                     //先关闭T1music = !music;          //输出方波, 发音TH1 = timer0H;              //下次的中断时间, 这个时间, 控制音调高低TL1 = timer0L;TR1 = 1;
}
void timer0() interrupt 1
{TH0=0xFC; 				//定时1msTL0=0x18;if(!(CountTimeL == 99 && CountTimeH == 5995))//判断是否到达计时最大值，到达09：59：59时无动作并且退出计时状态（毫秒的进制为100）{CountTimeL++;if(CountTimeL > 99)		//毫秒的计数时间到达100时进1到秒 10000us=10ms=0.01s{CountTimeL = 0;CountTimeH++;		//0.01s 0.1}	}
//	else
//	{
//		Counting = 0;	
//				Beep =0;				//蜂鸣器报警delay_ms(600);Beep = 1;
//	}
}

完整代码点开链接私信获取。

【iBot机器人工作室的个人空间-哔哩哔哩】 https://b23.tv/ryUWVKa

这篇关于基于AT89C51单片机的秒表设计的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/441155。

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