发布时间 : 星期一 文章08应电2-付凤焕-200805103更新完毕开始阅读
基于单片机的数字秒表的设计
4 秒表的安装与调试
4.1 软件的仿真与调试
Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件，它可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。该软件的主要特点总结后有以下四点：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合的功能。②支持目前主流单片机系统的仿真。③提供了软件调试功能，并可以与WAVE联合仿真调试。④具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。在电子领域中也起到了很大的作用，它的出现仿真不需要先焊接电路，可以先仿真调试通过后在焊电路，节省了不少在硬件调试上所花的时间。
Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，它包括标题栏、主菜单、状态栏、标准工具栏、绘图工具栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口等十几个工具，方便了使用者的使用。
Proteus SISI绘制原理图的操作与Protel 99se绘制原理图的操作基本相同，在这里就不再作赘述。下面拿本设计中的一个仿真例子作简述说明。运行Proteus SISI后，绘制病床呼叫系统的原理图。
首先打开已经画好的proteus DSN文件，双击图中的AT89S52芯片，就弹出一个窗口，在Program File项中通过路径选择在WAVE中生成的HEX文件，双击选中后确定，这样仿真图中的AT89S52芯片就已经读取了本设计中的HEX文件。单击“三角形按钮”进行仿真。通过对仿真结果的观察来对程序进行修改，最终使程序到达设计要求。
4.2 硬件的安装与调试
按照之前设计好的数字电子秒表原理图，详细计算系统中各个元件的参数，选择相应器件，制作实际电路板。由于考虑到万能板大小的问题及元件之间连线的方便，在焊接元器件前必须考虑元件的布局然后进行实际操作。
25
基于单片机的数字秒表的设计
制作好的电路板可以用万用表（200欧姆档）的红、黑表笔测试电路板的每条走线，当其电阻非常小时，证明走线没有断开，当其电阻很大时，证明该条走线断了，应该重新走线，使电路板在电气上得到正确地连接。选用万用表的20K欧姆档，检测电路中是否存在短路。因为系统采用的是共阴极数码管作为显示电路，必须确保数码管的公共端接的是低电平。 （1）晶振电路的测试
在单片机正常运行的必要条件是单片机系统的时钟稳定正常。实际中，因为各种原因导致系统时钟不正常而出现系统无法正常运行的情况时有，因此系统时钟是否振是通电检查的首要环节。在系统通电的状况下，用万用表的直流电压档（20V），分别测量XTAL1和XTAL2引脚的电压，看是否正常，在调试过程中，测得电压XTAL1引脚应为2.05V,XTAT2应为2.15V。 （2）复位电路的测试
复位不正常也会导致系统不能工作。如果复位引脚始终为高电平，系统将始终处于复位状态；如果始终为低电平，不能产生复位所需的高电平信号脉冲，则系统也可能无法正常工作。单片机正常工作时，RST复位引脚应为0V，按下复位按键时，复位引脚为高电平5V左右。 （3）显示电路的测试
显示电路是数字电子秒表正常运行最直观的观察窗口，我们可以通过观察显示电路的显示结果观察系统能否正常运行。当显示电路按照电路图焊接好后，用万用表的测二极管档位，将黑表笔接共阴数码管的公共段，然后将红表笔接数码管的各段，当数码管的段能正常显示，说明各点焊接正常。
4.3 系统程序的烧录
在软件调试中，使用当今流行的功能强大且普遍的WAVE 6000软件\\进行软件编译与调试,使用Microcontroller ISP Software及其配套的单片机对程序进行烧录。软件调试的流程是这样的：先分别对主要的功能程序模块进行模拟仿真调试；然后再将各程序模块组织起来进行统调[9]。
26
基于单片机的数字秒表的设计
图4-1 Debice selection
图4-2 Atmel microcontroller
软件的烧录：第一步：安装并运行Microcontroller ISP Software软件；第二步：点击Options栏的select device选项；这时出现一个对话窗口，如图4-1所示，按图选择后，点击OK按键，如出现图4-2所示窗口，则说明电脑与开发板没连接好或单片机没插好等，需重装检查硬件连接，如果没有出现则说明初始化成功。
第三步：点击File栏的Load Buffer选项打开已经编译好的HEX文件。点击载入，出现如图4-4.a对话框点确定后，再点击图4-3中的“A”字图标，出现如图4-4.b对话框，完成后，按软件默认选项，点击“OK”－“OK”―“OK”烧录完成；否则重新检查硬件连接后再重新烧录。
图4-4.a Atmel 图4-4.b auto programming
27
基于单片机的数字秒表的设计
4.4 秒表的精度调试
将数字电子秒表的程序编译后烧录进单片机，并将单片机插入系统并保证其能正常运行。在进行精度测试之前的编程过程中，我们知道了单片机在进行定时中断时需要执行语句，而执行这些语句是需要占用CPU时间的，从而影响单片机定时的精确性，最终会导致数字电子秒表的计时误差，为了减小这种计时误差，我们之前在编程时已经将单片机一秒钟内执行程序的时间计算在内，并将定时器的初值做出了适当调整。争取最大限度的减小数字电子秒表的计时误差。
在进行秒表精度调试时，我们让本设计的单片机秒表和电子表同时计时，为了能尽可能的观察出是否有误差，我们将计时时间定为10分钟，当计时时间到后观察两个计时秒表是否同时到达。如果不是同时到达就说明有一定的误差，需要在程序中对定时器进行微调。如果两表是同时到达则说明秒表的设计满足要求。
28