单片机课程设计-基于单片机的数字秒表设计

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1、1引言1.1单片机的发展概况单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统、智能化仪器仪表，及通讯设备、日常消费类产品、玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等。管脚图如图1.1所示。图1.1AT89C52单片机引脚图(1)电源地组Vcc和Vss；VCC—(40)脚接+5V电压；VSS—(20)脚接地(2)时钟电路组XTAL1和XTAL2(3)

2、控制信号组RST/ALE/PSEN和EA(4)I/O端口P0,P1,P2和P3近来，单片机的发展尤为迅猛，并且趋于高智能化、存储器大量化、更多的外围电路内装化以及工艺上的多元化等方向，广泛应用于单机应用领域、多机应用领域、自动控制领域和智能化控制领域等。单片机应用系统的结构通常分为三个层次，即单片机、单片机系统和单片机应用系统。单片机通常指应用系统主处理机，即所选择的单片机器件等。单片机系统指按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源要求而构成的基本系统。时钟电路、复位电路和扩展存储器等与单片机共同构成了单片机系统。单

3、片机应用系统指能满足嵌入对象要求的全部电路系统。在单片机系统的基础上加上面向对象的接口电路，如前向通道、后向通道、人机交互通道(键盘、显示器、打印机等)和串行通信口(RS232)以及应用程序等。单片机应用系统层次关系如图1.2所示。单片机向后通道单片机系统单片机应用系统向前通道人机交互通道应用程序串行通信口图1.2单片机应用系统三个层次的关系1.2数字秒表的描述与分析1.21问题描述设计一个秒表，第一次按键，开始计数，数码管显示从00.00每10毫秒自动加1；第两二次按键，系统暂停计数，数码管显示当前的计数；第三

4、次按键系统清零，数码管显示00.00。1.22设计要求1．使用四位数码管显示，显示时间00.00~99.99秒；2．正常计数时，每10毫秒自动加1；3．一个按键（包括开始、暂停、清零），一个复位按键；4．实现计数、复位、清零功能；5．单片机通电后，首先初始化。第一次按键用来控制秒表工作的开始；第二次按键用来暂停程序的运行；第三次按键用来进行显示器清零；复位键是用来对程序复位用的，当程序出现死循环或想从00.00开始重新计时，按下复位键可返回程序开始，重新执行。2设计目的及要求2.1设计目的1．建立数字电子电路系统

5、的基本概念；2．通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。3．掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。4．通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。2.2设计要求设计一个数字电子秒表，该秒表具有显示功能和清零、开始计时、停止计时等功能。设计的要求如下：1.以10毫秒为最小单位进行显示；2.秒表可显示00.00～99.99秒的量程；3.该秒表具有清零、开始计时、停止计时功能；3系统硬件电路设计3.1数字秒表电路设计数字电子秒表具有显示直观、读取方便、

6、精度高等优点，在计时中广泛使用。本设计用单片机组成数字电子秒表，力求结构简单、精度高为目标。设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器，计时与显示电路和回零、启动等。主控制器采用单片机AT89C52，显示电路采用四位共阳极LED数码管显示计时时间。由于本实验有四位数码管，如果采用静态显示要占用全部的I/O端口，所以本次试验采用静态显示，共使用12个引脚，即简化了电路又节省了原料。本设计利用AT89C52单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，使其能精确计时。利用中断系统使其能实现开始和复位

7、的功能。P2口输出段码数据，74HC573用作驱动输出，P1.0口接一个按钮开关，分别实现开始、暂停、清零功能。电路原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后在正确性和布局合理的前提下力求美观。秒表原理图如图3.1所示。图3.1秒表原理图3.2电源电路电源电路是系统的最基本部分，任何部分都离不开电源部分，单片机系统也不例外，而且我们应该高度重视电源部分，不能因为电源部分电路比较简单而有所疏忽，其实有一半的故障或制作失败都和电源有关，电源部分做好才能保证电路的正常工作。3.3单片机晶振电路AT89C52单

8、片机内部的振荡电路是一个增益反相放大器，引线XYAL1和XTAL2分别为反相放大器的输入和内部时钟电路输入和来自反相放大器的输出，该反相放大器可以配置为片内振荡器。单片机内部虽然有震荡电路，但要形成时钟，外部还需要附加电路石晶振荡和陶瓷振荡均可采用，有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，单必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。晶振电