基于单片机的多功能秒表的设计

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1、基于单片机的多功能秒表的设计　　摘要：单片机具有集成度高，体积小可靠性好和性价比高得优点，该文主要阐述了设计一个利用单片机作为总控制中枢的秒表系统。利用单片机可以定时和记数的原理结合时钟电路、数码管显示电路、复位电路和按键电路将软、硬件同时结合起来，使得系统能够准确无误地进行计时，同时具有开始，暂停，清零和复位的功能。　　关键词：单片机；多功能秒表；C语言　　中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）13-0257-02　　Abstract：MCUwithinteg

2、rationofsmallsize，highreliabilityandhighratioofperformancetopriceadvantages，thispapermainlyexpoundsthedesignusingasinglechipmicrocomputerasthetotalcentralcontrolofthestopwatchsystem.Theuseofsingle-chipcantimingandcountingprincipleinconjunctionwiththecl

3、ockcircuit，digitaltubedisplaycircuit，resetcircuitandthekeycircuitsoftwareandhardwarecombinedtogether，whichmakesthesystemcanaccuratelycorrecttiming，alsohasastart，pause，clearandresetfunction.　　Keywords：singlechipmicrocomputer；multifunctionstopwatch；Clang

4、uage5　　1系统硬件总体结构　　本系统采用AT89C52单片机为核心器件，通过硬件电路的制作和软件程序的编写，利用单片机的控制作用通过LED来直接显示数字[1]。其中硬件电路如电源电路，晶振电路，复位电路[2]，显示电路，以及一些按键电路等，软件系统采用C语言编写，包括数码管点亮显示程序，加减计数程序，延时程序，按键消抖程序等[3]，并在Keil中调试运行，硬件系统利用proteus仿真，简单而且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作。总体硬件框图如图1所示。[4]　　2模块电路分析　　多功能

5、秒表能正常工作，是在各个电路模块组合下协调完成的，其中包括了单片机工作电路、数码管显示电路，按键电路和时钟电路，下面做详细介绍。　　2.1单片机简单介绍　　电源VCC、GND，时钟引脚XTAL1、XTAL2，I/O口引脚P0、P1、P2、P3四组八位I/0，编程控制引脚RST。采用MSC-51系列的单片机是因为其具有两大优势[5]：1）片内程序存储器采用快闪存储器，使程序写入方便，还可以任意的擦写；2）提供了更小的芯片，使整个硬件电路体积更小，物美价廉，经济适用。　　2.2晶体振荡电路　　AT89C

6、52芯片内部有一个反相放大器，用于构成振荡器。引脚5XTAL1为反向放大器的输入，引脚XTAL2为反向放大器输出，两端跨接石英晶体及两个电容就可构成稳定的自激振荡器。电容器C1，C2起稳定振荡频率，并对振荡频率有微调作用。这部分给单片机提供晶振周期。　　2.3复位电路　　采用上加电压加按键共同组成复位电路[2]，上电之后，此时电容是充电状态，使RST保持高电平。当单片机运行的时候，按下按键电路上的复位键也能使RST保持在高电平上，由此实现按键复位的操作，用来完成单片机的复位初始化。　　2.4数码管显

7、示电路　　多功能秒表显示是由AT89C52提供控制信号，通过数码管的段选和位选来控制数码管的动态显示，其中P0口提供段选，给数码管送入要显示的数字，P2口控制位选，通过给P2口送入数字来控制数码管的亮灭，仿真电路图如图3所示[6]。　　我们采用的是数码管显示电路。LED数码管是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的元器件[7]，数码管显示分为静态和动态显示两种，静态显示程序设计比较简单，但是会用到较多的端口；动态显示用到的端口会相对较少，节省了单片机的I/O口使用。在设计中，我们采用数码管动态显

8、示，用P0口作驱动。因为P0口的内部没有上拉电阻[8]，不管它的驱动能力有多大，也相当于它是没有电源的，所以在使用时必需要为其外接上拉电阻才能输出高电平。　　2.5按键电路　　本设计使用的是P1口作为输入电路。仿真电路图如图5所示。5　　在按键电路中，我们可以在I/O口上直接接按键，分别是开始、暂停和清零。P1口作为输入端时要先向该口进行写1操作[9]（P1口内有上拉电阻，这个端口没有高阻态，不能锁存）单片机内部才会正确读出外部信号。　　3软件设计　　系统软件由单片机