多功能秒表系统设计

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1、目录1概述31．1单片机简介……………………………………………………………………31．2设计任务………………………………………………………………………31．3设计要求………………………………………………………………………32系统总体方案及硬件设计42．1、复位电路52．2、晶体振荡电路62．3、键盘电路62．4、显示电路73软件设计73．1、设计思想73．2、系统流程图83.3源程序代码及注解……………………………………………………104Proteus软件仿真155课程设计体会…………………………………………………………………………166参考文献……

2、…………………………………………………………………….17附录1：源程清单18附录2：系统原理图24-22-1概述1．1单片机简介单片机是性能价格比高、体积小、对国民经济渗透力大、最有前途的微控制器。单片机自20世纪70年代初研制成功并发展至今，已进入第四代。它主要是在一块芯片上集成了CPU、存储器以及输入输出电路，在工业过程中被广泛应用在控制电路中。从单片机的系列来看，国内外已超过50个系列、近500个品种，当前正处于更新换代、百花齐放的时期。新的系列和专用系列正在不断涌现。按位数分类有4位、8位、16位以及32位单片机等，4位单片机由于价格低和出

3、现的早得到了广泛的应用，特别是在家电应用领域中其还有很大的优势，为了抵御8位机的竞争，4位机在结构和功能上都有很大的改进。8位机的生产厂家以及品种都很多，在实际的生产中应用也最为广泛，其中Intel公司的8051系列单片机在我国应用最为广泛，另外8位单片机也在其功能和内部结构上不断的进行改进，目前功能是越来越强大。16位单片机在数据处理以及单片机的性能上有了很大的改进。32位单片机是随着高科技产业的发展而产生的。1．2设计任务：设计一个单片机控制的多功能秒表系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、用两位共阴极LED数码管以及按

4、键来设计00~99秒计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行加计时，同时数码管能够正确地显示时间。1．3设计要求：1、能同时记录四个相对独立的时间并分别显示。2、两位LED动态显示，显示时间为00～99秒。3、每秒自动加1。4、一个开始按键、一个复位按键、一个暂停按钮和一个计录按钮（附加功能）。5、翻页按钮查看四个不同的计时值。2系统总体方案-22-本设计的最主要的元器件就是MCS－51单片机。MCS－51单片机在一块芯片上集成了CPU，存储器RAM，ROM以及输入与输出接口电路，这种芯片习惯上被称为单片微型计算机，简称单片机。MCS

5、-51单片机是INTEL公司在1980年推出的高档8位单片机。它的典型产品有：8051，8031，8751，80C51，80C31，87C51。AT89C51（图1）单片机由CPU，振荡器与时序电路，4个8位的I/O端口（P0，P1，P2，P3），串行口等组成。P0口有三个功能：1、外部扩展存储器时，当做数据总线（如图中的D0~D7为数据总线接口）。2、外部扩展存储器时，当作地址总线（如图中的A0~A7为地址总线接口）。3、不扩展时，可做一般的I/O使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。

6、P2口有两个功能：1、扩展外部存储器时，当作地址总线使用；2、做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻；P3口有两个功能：除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由寄存器来设置。ALE：地址锁存控制信号PSEN：外部程序存储器读选通信号EA/VPP：访问和序存储器控制信号RST：复位信号XTAL1和XTAL2外接晶振引脚VCC：电源+5V输入VSS：GND接地。-22-AT89C51单片机P2口P1口键盘控制电路晶振电路复位电路两位一体数码管图2：整体设计框图2．1复位电路：采用上电加按钮复位。这个系统中的复位电路是采用上电加按钮来实

7、现的。因为MCS-51单片机的复位是靠外部电路实现的。MCS-51单片机工作之后，只要在他的RST引线上加载10ms以上的高点平，单片机就能有效地进行复位。MCS-51单片机通常采用上电自动复位、按键复位、以及上电加按键复位等，我们采用的是上电加按键复位方式，这样做的优点是上电后可以直接进入复位状态，当程序出现错误时，可以随时使电路复位。图3：复位电路2．2晶体振荡电路：通过XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器构成内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。MCS--51单片机内部的振荡电路

8、是一个高-22-增益反相放大器，引线XTAL1和XTAL2分别为反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入