上海羊羽卓进出口贸易有限公司基于proteus的51单片机开发实例16-简易秒表
1. 基于proteus的51单片机开发实例16-简易秒表
1.1. 实验目的
本实例中我们来加深对51单片机定时器/计数器的理解，及定时器定时功能的使用方法，利用定时功能来实现一个简易秒表，该秒表通过两位数码管显示0~99秒的计时，并且可以通过按键实现秒表的启动、停止、清零。
图1 简易秒表电路
1.2. 设计思路
之所以说是简易秒表，因为我们平时所见到的秒表不仅有秒时间的变化，还有毫秒的变化，如下面的动图所示。而我们实现的秒表只有秒数的变化，没有毫秒级的变化。
图2 更精确的秒表
本例的设计思路是使用一个按键来控制秒表的启动、停止、清零功能。具体实现过程是：第一次按下按键，秒表开始工作，两位数码管从00开始显示，每秒显示的数字加1，一直加到99，然后再从00开始显示；当第二次按下按键，数码管的显示停止，同时数码管正在显示的数字不再变化；第三次按下按键，数码管的数字清零，变为显示00。
1.3. 基础知识
本例设计的基础知识有定时器的工作原理；数码管的显示原理，按键检测识别原理，这些我们在之前已经学习过了。
本例的另一个重点是程序代码比之前的代码复杂了，代码中涉及了端口位定义，位变量定义，数组的定义及初始化，函数的定义，C语言中switch case语句的使用等等；我们将在代码部分一一解释。
1.4. 电路设计
本实例的电路图如图1所示。单片机的P0和P1口接两个共阳极数码管，用于秒表显示。按键连接到P3.4端口，P3.4口在按键未按下时处于高电平，按键按下后，变为低电平。
1.5. 程序设计
本实例的程序代码如下所示。
这个程序代码中有很多知识点，我们来学习一下。
1、头文件包含#include <AT89x52.h>
这个语句的作用是将预定义好的51单片机的端口定义、寄存器定义等各种信息包含进来。例如我们在程序中用到的P3^4，EA,TH0等，我们之所以可以直接使用这些名称，就是因为在这个头文件中已经帮我们定义好了。如果程序中没有这条头文件包含的语句，则凡是用到这些名称的语句都会报错。
图3 51单片机头文件部分内容
2、位定义
在程序中有这些语句sbit K1 = P3^4; bit Key_State; 这两个都是位定义语句，只不过两者还有些区别，sbit是定义端口的某一位，而bit则定义一个位数据，这个位数据只有两个值0或1。
3、数组的定义和初始化
看一下这个语句unsigned char DSY_CODE[]={
0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90
}
这个语句实现的功能就是在定义的同时初始化了数组中各元素的值。细心的人可能会发现，这个数组中元素个数没有定义，这是C语言的一个特色：数组定义的同时初始化的话，如果不定义数组元素的个数，那么默认按照初始化的值的个数设置。
再看这个unsigned char ViewData[2]; 只是定义了数组，没有初始化数组元素的值，所以必须指明数组元素的个数，并且如果程序中要对这个数组赋值的话，只能一个一个的赋值，ViewData[0]=0xC0;ViewData[1]=0xC0;而不能直接这样赋值ViewData[2]={0xc0,0xc0};这就是数组定义的同时初始化和数组只定义不初始化时的区别。
4、全局变量
全局变量必须在所有函数之前定义，并且全局变量在程序运行期间，它的值是不变的，除非程序中人为改变了这个值。
5、函数的定义和声明
函数可以在调用之前先声明，然后再调用它的函数之后定义，也可以在声明的同时定义，本例中就是在声明的同时定义。函数的声明只要一句话，例如void Key_Event_Handle(void)；而函数的定义是指将函数要实现的功能写出来，具体说就是把函数的内容补充完善。
6、switch case语句
switch case语句属于判断语句，switch后面括号中的变量就是判断条件，这个判断条件只能是整数，不能是小数。每个case语句后面的功能执行完后，最好加一个break语句，以跳出整个判断结构，否则只要下面的case条件满足，就一直执行，这样容易造成混乱。
关于51单片机C语言编程的一些知识，今天就先说到这里，后面我们会有更多了解。
1.6. 实例仿真
编译程序后，将生成的hex文件载入proteus电路的单片机中，开始仿真，仿真时随时按下按键（要默记按键是第几次按下），观察两位数码管显示数字的变化，充分理解该实例的功能实现。
下面视频是本实例的仿真过程。
视频加载中...
1.7. 总结
通过本实例的学习，我们更加熟悉了51单片机定时器/计数器的定时功能，同时也更多的了解了51单片机C语言程序设计中的端口位定义，位变量定义，数组的定义及初始化，函数的定义，C语言中switch case语句的使用等等编程方法，这对我们继续深入掌握编程知识很有用处。
用单片机设计秒表，需要的程序是什么？
秒表
单片机也有中断功能，它也会中断单片机主程序正常运行。今天设计的秒表是利用单片机内部资源——定时/计数器中断，前面讲过延时1秒（s），是让单片机空耗一段时间，并且延时时间不是精确的，但是定时器中断获得时间单位就比较精确，精确程度与单片机外接晶振质量有关。
常见的单片机单片机一共有5个中断，即外部中断0、外部中断1、定时/计数中断0、定时/计数中断1、串口中断。
一、制作一个秒表
.程序设计
#include<reg52.h>//头文件
#define uchar unsigned char//宏定义
#define uint unsigned int
uchar table []={0x3F，0x06，0x5B，0x4F，0x66，0x6D，0x7D，0x07，0x7F，0x6F}；//共阴数码管数组
uchar num，num1，shi，ge；//定义变量
void delay（uchar a）//延时函数
{
uint i，j；
for（j=a；j>0；j--）
for（i=110；i>0；i--）；
}
void display（uchar shi，uchar ge）//显示函数
{
P0=table[shi]；
P1=0XFE；//1111 1110选中数码管第一位
delay（5）；
P0=table[ge]；
P1=0XFd；//1111 1101选中数码管第二位
delay（5）；
}
void t0init（）//初始化
{
TMOD=0X01；//0000 0001//定时器0工作方式1
TH0=0X3C；//装入初值，50毫秒
TL0=0XB0；//装入初值
EA=1；//打开总中断开关
ET0=1；//打开定时器0中断开关
TR0=1；//启动定时器0
}
void main（）//主函数
{
t0init（）；
while（1）//无限循环
{
display（shi，ge）；
}
}
void timer0（）interrupt 1 //中断函数
{
TH0=0X3C；//装入初值
TL0=0XB0；//装入初值
num++；//变量累加
if（num==20）//1秒
{
num=0；
num1++；
shi=num1/10；//取十位
ge=num1％10；//取个位
if（num1==60）
{
num1=0；
}
}
}
3.程序解释
（1）采用定时器中断必要的语句。
TMOD=0X01；
TMOD是选择定时器工作方式。0X01是定时/计数中断0工作方式1，如果是0X10是定时/计数1工作方式1。
TH0=0X3C；//装入初值
TL0=0XB0；//装入初值
如果单片机外接晶振是12M，它的时钟周期是1/12μs（微妙），12个时钟周期是一个机器周期即1μs，定时/计数0工作方式1，最大值能定时65536μs（2的16次方），约等于65ms。如果需要定时50ms，也就是计数不是从0开始，而是从15536（65536-50000）开始，15536（十进制）换算为16进制为3CB0，即“TH0=0X3C；TL0=0XB0；”，需要计时1s，只需程序中断20次。
EA=1；//打开总中断开关
EA是总开关，好比总电闸。
ET0=1；//打开定时器0中断开关。它是定时器0的开关，好比客厅总电源开关。
TR0=1；//启动定时器0。启动定时器0好比客厅的吊灯开关。
以上语句需要写在主函数中，或者作为函数，在主函数中调用。
（2）void display（uchar shi，uchar ge）//显示函数显示部分用函数形式体现，在主函数循环调用。
（3）中断函数
既然中断产生了，那么中断以后做什么？
void timer0（）interrupt 1 //中断函数
{
做什么工作；
}
“timer0”自己起的名字，代表定时/计数0中断，“interrupt”不能写错，关键是它后面的数字千万也不能搞错。中断源与序号如表3-14-1。需要注意，采用工作方式1，需要在中断函数中重新装入初值。
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