100000秒以内的计时程序.docx
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100000秒以内的计时程序
课程论文
题目：
100000秒以内的计时程序
学生姓名：
学生学号：
系别：
电气信息工程学院
专业：
通信工程
年级：
10级
任课教师：
马立宪
电气信息工程学院制
2012年10月
目录
摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
第1章方案论证„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
1.1开发意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
1.2功能说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
第2章硬件电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
2.1单片机概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
2.2元器件筛选与检测„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
第３章系统调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
3.1硬件调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
3.2软件调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
附录电子元器件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
摘要
近年来随着计算机在社会领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
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，以作完善。
模拟多通道压力系统是利用压力传感器采集当前压力并反映在显示器上，它可以分析压力过量程，并发出报警。
并采用电子秤原理可根据输入单价准确的计算出物体的金额。
本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作，对于倒计时器中的四位LED数码显示器来说，我为了简化线路、降低成本，采用以软件为主的接口方法，即不使用专门的硬件译码器，而采用软件程序进行译码。
【关键词】单片机；AT89S51；LED数码管显示器；keilC51；倒计时器；三极管C8850
前言
在生活和生产的各领域中，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想像到的地方几乎都有使用单片的需求。
现在尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有许多可以用单片机控制而尚未实现的项目，因此，单片机的应用大有想像和拓展空间。
单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。
但是，单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上，更重要的意义还在于：
单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须有模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。
这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术，称之为微控制技术。
微控制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。
随着单片机应用的推广普及，微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。
第一章方案论证
1.1开发意义
本课题开发的意义在于它既节省了硬件成本，又能实现多功能。
既可做倒计时秒表,又可进行定时，还可以通过扩展完成其他功能，而且功能的相互转换也十分简单。
对于厂商,有很大的挖掘潜在价值的空间；对于消费者，也有很大的吸引力。
1.2功能说明
（1）本电路应用TIMER0MODE16位计数器的计时中断法。
（2）1秒等于1000000微秒,而每一计时脉冲是1微秒,因此需输入100000个计时脉冲,方可达到1秒的时间。
由于16位计数器初值为0000H，需65536个计时脉冲方可发生溢出，现在需1000000个脉冲，则溢出次数达15.258次（1000000\65536=15.258次）。
（3）由上式得知实际应溢出16次，即：
1000000=65536*15+16960
65536-16960=48576=BDC0H
TH0TL0
（4）由上式得知1000000个脉冲，首先需设定TL0=C0H,TH0=BDH，此时第1次只要输入16960个脉冲输入，就会溢出；第2次至第16次，则需每65536个计时脉冲，方才发生溢出。
共计输入16960+65536*15=1000000个计时脉冲。
（5）上电时，显示9999，当按下按键才开始倒数计时。
第二章硬件电路
2.1单片机概述
单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器CPU（Centralprocessingunit）。
随机存储器RAM（Randomaccessmemory）。
只读存储器ROM（Readonlymemory）。
中断系统、定时器／计数器以及I\O（Input/output）接口电路等主要微型机部件集成在一个芯片上。
虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了计算机系统的属性。
为此，称它为单片微型计算机SCMC（Singlechipmicrocomputer），简称单片机。
单片机主要应用与控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调起控制属性，也可以把单片机称为微控制器MCU（Microcontrollerunit）。
在国际上，“微控制器”的叫法似乎更通用一些，而在我国则比较习惯与“单片机”这一名称。
单片机在应用时，通常是处于控制系统的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式进行使用，为了强调其＂嵌入＂的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器EMCU（Embeddedmicrocontrollerunit）。
在单片机的电路和结构中，有许多嵌入式应用的特点。
2.1.1单片机基础
1.通用单片机和专用单片机
根据控制应用的需要，可以将单片机分成为通用型和专用型两种类型。
通用型单片机是一种基本芯片，他的内部资源比较丰富，性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需要。
用户可以根据需要设计成各种不同应用的控制系统，即通用单片机有一个在设计的过程，通过用户的进一步设计，才能组建成一个以通用单片机芯片为核心再配以其它外围电路的应用控制系统。
然而在单片机的控制应用中，有许多时候是专门针对某个特定产品的，例如电度表和IC卡读写器上的单片机等。
这种应用的最大特点是针对性强而且数量巨大，为此厂家常与芯片制造商合作，设计和生产专用的单片机芯片。
由于专用单片机芯片是针对一种产品或一种控制应用而专门设计的，设计时已经对系统结构的最简化，软硬件资源利用的最优化，
2.1.2单片机与单片机系统
单片机通常是指芯片本身，它是有芯片制造商生产的，在它上面集成的是一些做为基本组成部分的运算器电路，控制器电路，存储器，中断系统，定时器/计数器以及输入/输出口电路等。
但一个单片机芯片并不能把计算机的全部电路都集成到其中，例如组成谐振电路和复位电路的石英晶体，电阻，电容等，这些元件在单片机系统中只能以散件的形式出现。
此外，在实际的控制应用中，常常需要扩展外围电路和外围芯片。
从中可以看到单片机和单片机系统的差别，即：
单片机只是一块芯片，而单片机系统则是在单片机芯片的基础上扩展其它电路或芯片构成的具有一定应用功能的计算机系统。
通常所说的单片机系统都是为实现某一控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统。
在单片机系统中，单片机处于核心地位，是构成单片机系统的硬件和软件基础。
2.1.3单片机的产生与发展
1.单片机的产生
电子计算机的发展经历了从电子管，晶体管，集成电路到大（超大）规模集成电路共四个阶段，即通常所说的第一代，第二代，第三代和第四代计算机。
现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，因此它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一个分支。
从1971年微型计算机问世以来，由于实际应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展；一个是向高速度，大容量，高性能的高档微机方向发展；而另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉价的单片机方向发展。
但是两者在原理和技术上是紧密联系的。
2.单片机的发展
继1971年微处理器的研制成功不久，就出现了单片的微型计算机即单片机，但最早出现的单片机是一位的，1976年Intel公司推出了8位的MCS-48系列单片机，它以体积小、控制功能全、价格低等特点，赢得了广泛的应用和好评，为单片机的发展奠定了坚实的基础，成为单片机发展史上一个重要阶段，其后，在MCS-48成功的刺激下，许多半导体芯片在生产厂商竞相研制和发展自己的单片机系列。
到80年代末，世界各地已相继研制出大约50个系列300多个品种的单片机产品，其中包括Motorola公司的6801，6802，Zilog公司的Z-8系列，Rockwell公司的6501，6502等，此外，日本的NEC公司，日立公司等也不甘落后，相继推出了各自的单片机品种。
尽管目前单片机的品种很多，但是我过使用最多的是Intel公司的MCS-5单片机系列。
MCS-51系列是在MCS-48的基础上于20世纪80年代初发展起来的，虽然它是8位的单片机，但其功能较MCS-48有很大的增强。
此外，它还具有品种全，兼容性强，软硬件资料丰富等特点，因此应用愈加广泛，成为比MCS-48更重要的单片机品种，直到现在，MCS-51仍不失为单片机的主流系列。
继8位单片机之后，又出现了16位单片机，1983年Intel公司推出的MCS-96系列单片机就是其中的典型代表。
与MCS-51相比，MCS-96不但字长增加一倍，而且在其他性能方面也有很大的提高，特别是芯片内还增加了一个4路或8路的10位A/D转换器，使其具有A/D转换的功能。
纵观单片机近30年的发展历程，单片机今后将向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、低价格、外围电路简单化以及片内存储器容量增加的方向发展。
但其位数不一定会继续增加，尽管现在已经有了32位单片机，但使用的并不多。
可以预言，今后的单片机将是功能更强，集成度和可靠性更高而功耗更低，以及使用更方便等特点。
此外，专用化也是单片机的一个发展方向，针对单一用途的专用单片机将会越来越多。
2.1.4单片机应用领域
现在单片机的应用已经很广泛，下面我们就一些典型方面进行介绍。
1.工业自动化方面
自动化能使工业系统处于最佳状态，提高经济效益，改善产品质量和减轻劳动强度。
因此，自动化技术广泛应用于机械、电子、电力、石油、化工、纺织、食品等轻重工业领域中，而在工业自动化技术中，无论是过程控制技术，数据采集和测控技术，还是生产线上的机器人技术，都需要要有单片机的参与。
在工业自动化的领域中，机电一体化技术将发挥愈来愈重要的作用，在这种集机械、微电子和计算机技术于一体的综合技术中，单片
机将发挥越来越大的作用。
2.仪器仪表方面
现在仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高，对此最好使用单片机来实现，而单片机的使用又将加速仪器仪表向数字化，智能化，多功能化和柔性化方向发展。
此外，单片机的使用还有助于提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构、减小体积及重量而易于携带和使用，并具有降低成本，增强抗干扰的能力，便于增加显示、报警和自诊断等功能。
3.家用电器方面
当前，家用电器产品的一个重要发展趋势是不断提高其智能化程度，而家电智能化的进一步提高就需要有单片机的参与，所以生产厂家常标榜“电脑控制”以提高其产品的档次，例如洗衣机，电冰箱，空调机，微波炉，电视机和音像视频设备等，这里说的电脑实际上就是单片机。
智能化家用电器将给我们带来更大的舒适和方便，进一步改善我们的生活质量，把我们的生活变的更加丰富多彩。
4.信息和通信产品方面
信息和通信产品的自动化和智能化程度很高，这当然离不开单片机的参与，例如计算机的外部设备和自动化办公设备中，都有单片机在其中发挥着作用。
5.军事装备方面
科技强军、国防现代化离不开计算机，在现代化的飞机、军舰、坦克、大炮、导弹火箭和雷达等各种军用装备上，都有单片机深入其中。
2.1.5单片机的生产厂家和机型
Intel（美国英特尔）公司：
MCS-48，MCS-51系列。
Microchip（美国微晶）公司：
PICI6XX，PIC54CXX系列。
Zilog（美国齐洛落）公司：
ZS系列及SUPER8
Fairchild（美国仙童）公司：
FS系列和3870系列
Motorola（美国摩托罗拉）公司：
6801系列和6805系列
Rockwell（美国洛克威尔）公司：
6500/1系列
TI（美国德克萨斯仪器）公司：
TMS700
NS（美国国家半导体）公司：
NS8070
RCA（美国无线电）公司：
CDP1800系列
Panasonic（日本松下）公司：
MN101C系列
NEC（日本电气）公司：
Ucom87,uPD7800系列
Hitachi（日本日立）公司：
HD6301，HD6305，HD63L05系列；
ATMEL公司：
AT89C51系列
PHILIPS：
87LPC系列
Cygnal：
C8051F0系列
2.2元器件筛选与检测
动手准备元器件之前，最好对照电路原理图列出所需元器件的清单。
为了保证在试制的过程中不浪费时间，减少差错，同时也保证制成后的装置能长期稳定地工作，待所有元器件都备齐后，还必须对其筛选检测。
在正规的工业化生产中，都设有专门的元器件筛选检测车间，备有许多通用和专用的筛选检测装备和仪器，但对于业余电子爱好者来说，不可能具备这些条件，即使如此，也绝不可以放弃对元器件的筛选和检测工作，因为许多电子爱好者所用的电子元器件是邮购来的，其中有正品，也有次品，更多的是业余品或利用品，如在安装之前不对它们进行筛选检测，一旦焊入印刷电路板上，发现电路不能正常工作，再去检查，不仅浪费很多时间和精力，而且拆来拆去很容易损坏元件及印刷电路板。
2.2.1外观质量检查
拿到一个电子元器件之后，应看其外观有无明显损坏。
如变压器，看其所有引线有否折断，外表有无锈蚀，线包、骨架有无破损等。
如三极管，看其外表有无破损，引脚有无折断或锈蚀，还要检查一下器件上的型号是否清晰可辨。
对于电位器、可变电容器之类的可调元件，还要检查在调节范围内，其活动是否平滑、灵活，松紧是否合适，应无机械噪声，手感好，并保证各触点接触良好。
各种不同的电子元器件都有自身的特点和要求，各位爱好者平时应多了解一些有关各元件的性能和参数、特点，积累经验。
2.2.2电气性能的筛选
要保证试制的电子装置能够长期稳定地通电工作，并且经得起应用环境和其它可能因素的考验，对电子元器件的筛选是必不可少的一道工序。
所谓筛选，就是对电子元器件施加一种应力或多种应力试验，暴露元器件的固有缺陷而不破坏它的完整性。
筛选的理论是：
如果试验及应力等级选择适当，劣质品会失效，而优良品则会通过。
人们在长期的生产实践中发现新制造出来的电子元器件，在刚投入使用的时候，一般失效率较高，叫做早期失效，经过早期失效后，电子元器件便进入了正常的使用期阶段，一般来说，在这一阶段中，电子元器件的失效率会大大降低。
过了正常使用阶段，电子元器件便进入了耗损老化期阶段，那将意味着寿终正寝。
这个规律，恰似一条浴盆曲线，人们称它为电子元器件的效能曲线。
电子元器件失效的原因，是由于在设计和生产时所选用的原材料或工艺措施不当而引起的。
元器件的早期失效十分有害，但又不可避免。
因此，人们只能人为地创造早期工作条件，从而在制成产品前就将劣质品剔除，让用于产品制作的元器件一开始就进入正常使用阶段，减少失效，增加其可靠性.在正规的电子工厂里，采用的老化筛选项目一般有：
高低温循环老化；高低温循环老化；高低温冲击老化和高温功率老化等。
其中高温功率老化是给试验的电子元器件通电，模拟实际工作条件，再加上＋80℃－＋180℃的高温经历几个小时，它是一种对元器件多种潜在故障都有检验作用的有效措施，也是目前采用得最多的一种方法。
对于业余爱好者来说，在单件电子制作过程中，是不太可能采取这些方法进行老化检测的，在大多数情况下，采用了自然老化的方式。
例如使用前将元器件存放一段时间，让电子元器件自然地经历夏季高温和冬季低温的考验，然后再来检测它们的电性能，看是否符合使用要求，优存劣汰。
对于一些急用的电子元器件，也可采用简易电老化方式，可采用一台输出电压可调的脉动直流电源，使加在电子元器件两端的电压略高于元件额定值的工作电压，调整流过元器件的电流强度，使其功率为1.5－2倍额定功率，通电几分钟甚至更长时间，利用元器件自身的特性而发热升温，完成简易老化过程。
2.2.3元器件的检测
经过外观检查以及老化处理后的电子元器件，还必须通过对其气性能与技术参数地测量，以确定其优劣，剔除那些已经失效的元器件。
当然，对于不同的电子元器件应有不同的测量仪器，但对于业余电子爱好者来说，一般不具备专用电子测量仪器的条件，但起码应有一块万用电表，利用万用电表可以对一些常用的电子元器件进行粗略检测。
各种电子元器件涉及到的电性能参数很多，我们要根据业余制作牵涉到的必须要弄清楚的有关参数进行检测，而不必对该元器件的所有参数都一一检测。
下面例举几种基本元器件的检测。
1.电阻器。
它是所有电子装置中应用最为广泛的一种元件，也是最便宜的电子元件之一。
它是一种线性元件，在电路中的主要用途有：
限流、降压、分压、分流、匹配、负载、阻尼、取样等。
检测该元件时，主要看它的标称阻值与实际测量阻值的偏差度。
在大量的生产中，由于加工过程中各道工序对电阻器的作用，电阻器的实际值不可能做到与它的标称值完全一致，因此其阻值具有离散性，为了便于管理和组织生产，工程上按照使用的需要，给出了允许偏差值，如±5%、±10%、±20%。
再加上万用电表检测电阻器时的误差，一般要求其误差不超过允许偏差的10%即认为合格。
同时亦可通过外观检查综合判断其优劣。
2.电容器。
电容器也是电子装置中用得最多的电子元器件之一。
它的质量好坏直接影响到整机的性能，同时也是容易失效的元件。
在检查电容器时，如果电解电容器的贮存期超过了三年，可以认为该元件已经失效。
有些电容器上没有出厂年限标志，外观则完好无损，肉眼很难判断出它的质量问题，因此就必须要对它进行检测。
电容器在电路中担任隔直、滤波、旁路、耦合、中和、退耦、调谐、振荡等。
它的常见故障有击穿、漏电、失效（干涸）。
用万用电表的欧姆档检查电容器是利用了电容器能够充放电原理进行的，这时应选用欧姆档的最高量程（R×1kΩ或R×10kΩ）来测量。
如图2所示。
当万用电表的两根表棒与电容器的两引脚相接时，表针先向顺时间方向偏转一个角度，此时称为电容器的充电，当充电到一定程度时，电容器又开始放电，此时万用电表的指针便返回到∞位置。
在测量过程中，表针摆动的角度越大，说明所检测的电容器容量越大。
表针返回后越接近∞处，说明所检测的电容器漏电越小，即所检测的电容器的质量越高。
测量电解电容器时，由于其引脚有正、负极之分，应将红表棒接电容器的负极，黑表棒接电容器的正极，这样测量出来的漏电电阻才是正确的。
反接时一般漏电电阻要比正接时小，利用这一点，还可判断出无极性标志的电解电容器的极性。
如果电容器的容量太小，如在4700P以下，就只能检查它是否漏电或击穿，如果在测量中，表针摆动一下回不到∞处，而是停留在0－∞处的中间某一位置上，说明该电容器漏电严重；也可采取图3所示的办法。
在万用电表与被测小电容器之间加装一只NPN型硅三极管，要求其β值大于100，集电极-发射极之间的耐压应大于25V，ICEO越小越好。
被测电容器接到A、B两端。
由于三极管VT的电流放大作用，较小容量的电容器也能引起表针较大幅度的摆动，然后返回到∞位置，如不能返回到∞处的，则可估测出漏电电阻。
对于可变电容器、拉线电容器，亦可用万用电表检测出它们有否碰片或漏电、短路等。
3.电感器。
电感器是一种非线性元件，可以储存磁能。
由于通过电感的电流值不能突变，所以，电感对直流电流短路，对突变的电流呈高阻态。
电感器在电路中的基本用途有：
扼流、交流负载、振荡、陷波、调谐、补偿、偏转等。
利用万用电表对其进行检测时，即只能判断出它的直流电阻值，如果已经标明了数值的电感器，只要其直流电阻值大致符合。
4.晶体二极管。
晶体二极管是一种非线性器件，它的正、反两个方向的电阻值相差悬殊，这就是二极管的单向导电性。
在电路中，利用这一特性，可以作整流、检波、箝位、限幅、阻尼、隔离等。
用万用电表测量二极管时，可选用欧姆档R×1kΩ。
由于二极管具有单向导电性，它的正、反向电阻是不相等的，两者阻值相差越大越好。
对于常用的小功率二极管，反向电阻应比正向电阻大数百倍以上。
用红表棒接二极管的正极，黑表棒接它的负极，测得的是反向电阻。
反之，红表棒接二极管的负极，黑表棒接它的正极，测得的是正向电阻。
诸二极管的正向电阻一般在100Ω－1kΩ左右；硅二极管的正向电阻一般在几百欧至几千欧。
如果测得它的正、反向电阻都是无穷大，说明该二极管内部已开路；如果它的正、反向电阻均为0，说明二极管内部已短路；如果它的正、反向电阻相差无几，说明二极管的性能变差失效。
出现以上三种情况的二极管均不能使用。
5.晶体三极管。
三极管是电子装置中的重要元件，它的质量优劣直接关系到系统工作的可靠性和稳定性，因此，它是最需要进行老化筛选的元件之一。
已知一个三极管的型号和管脚排列，可采用如下简易测试法来判断它的性能。
应该注意的是：
对一般小功率低压三极管，不宜采用R×10kΩ档进行测试，以免表内的高电压损坏三极管。
在检查三极管的穿透电流大小时，可采用图4所示的测量法，图中被测的是NPN型三极管，如果是NPN型三极管，其测试棒应与管脚对调。
万用电表的量程一般选用R×100或R×1kΩ档，要求测得的电阻值越大越好，对于中功率的锗管，此值应大于数千欧；对于硅管，此值应大于数百千欧。
如果所测得的数值过小，说明管子的穿透电流大，管子的性能不好。
如果测量时万用电表的表针摇摆不定，说明管子的稳定性很差。
如果测得的阻值接近于零，说明管子内部已击穿短路，不能使用。
在检查三极管的放大性能β值时，可以采用图5所示的估测法。
如果被测管是NPN型，可按此方法测试，如
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