基于at89c52单片机的数字秒表设计

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1、基于AT89C52单片机的数字秒表设计　　摘要：文中设计了基于单片机技术原理的简易秒表，该设计以AT89C52芯片作为核心元件，采用C语言为开发工具，通过数码管显示计时结果，并以Proteus和Keil软件作为开发平台，对所设计的数字秒表进行仿真，调试及优化设计，并观察实际的工作状态，从而达到预期效果。　　关键词：单片机；数字秒表；C语言；AT89C52芯片　　中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：2095-1302（2016）10-00-02　　0引言　　目前，计算机技术为生活带来了巨大的变化，微型计算机的应用已渗透到我们生活的各个领域。单片机作为计算机发展的一个重要分

2、支领域，其具有系统结构简单，使用方便，可实现模块化，环境适应能力强等特点。数字秒表在生活、运动、竞赛中起着非常重要的作用，已发展成为人们日常计时的必需品，本文结合单片机设计及C语言编程实现了一种基于AT89C52单片机的数字秒表。　　1总体方案设计　　本设计由AT89C52单片机、电源电路、晶振电路、复位电路、显示电路以及按键电路等组成。软件系统采用C语言编写程序，包括显示、计数、中断、延时、按键消抖程序等。数字秒表的总体框图如图1所示。　　2硬件电路设计5　　2.1晶体振荡电路　　89C52芯片内部有一个由高增益反相放大器构成的振荡电路，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输

3、入和输出端[1]。本设计采用52单片机12MHz的内部振荡方式，其振荡电路如图2所示，电容器C1、C2可以使电路具有稳定的振荡频率和快速起振，电容值一般为20100pF。本设计采用大小为30pF的电容。　　2.2复位电路　　为确保微机系统中的电路稳定可靠的工作，复位电路必不可少。复位电路可以使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作[2]。从图3所示的电路可以看出其可实现上电复位和按键复位功能。　　上电后，由于电容C3的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。当单片机进入工作状态时，按下复位按钮，使RST引脚接到高电平，电容C3放

4、电完后可实现上电加按键复位的操作。复位电路如图3所示。　　2.3按键电路5　　键盘从结构上分为独立式按键和矩阵式键盘[3]。由于本设计按键较少所以采用独立式按键，即按键直接和I/O口连接，电路图如图4所示。此处设计了五个按键，分别为开始/暂停、记录、上翻、下翻、清零，键盘按键识别方法采用查询法，并设计了防抖动程序。当按键没按下时，CPU对应的I/O接口由于内部有上拉电阻，其输入为高电平；当某键被按下后，对应的I/O接口变成低电平。只要在程序中判断I/O接口的状态即可知道获得的键值，并执行键功能程序。　　2.4显示电路　　单片机应用系统中使用的显示器件主要有LED和LCD。在一位L

5、ED显示器中，当某一段加上正向电流时，该段被点亮，没有通电的则不亮[4]。LED显示器一般由8个发光二极管组成，可分为共阳极与共阴极两种。共阳极将8个发光二极管的阳极连在一起，成为一个公共端。共阴极将8个发光二极管的阴极连在一起，成为一个公共端[5]。LED显示分为静态显示与动态显示[4]。静态显示在显示某一字符时，电路具有锁存功能。动态显示使LED在一个显示周期内分别显示一段时间，用P0口驱动显示。本设计采用如图5所示的共阳极LED动态显示电路。　　2.5硬件整体电路　　在Proteus中绘制的硬件电路原理图如图6所示。　　3软件设计　　本文设计的模块程序采用C语言编写，在编写

6、代码时，将程序模块化设计。在模块设计的过程中，需让各模块的程序完成明确的任务，实现某个具体的功能，并尽量减少模块之间的控制参数和数据参数。数字秒表软件系统模块如图7所示。　　3.1初始化模块　　定时器共有四种工作方式，分别为方式0、方式1、方式2、方式3。TMOD寄存器中的M0、M1位为01时，定时器被选为工作方式1[6]。初始化模块主要根据晶振频率来设定定时器的中断时间，让单片机定时器工作在方式1下。5　　3.2中断模块　　CPU在处理某一事件A时，能对外界发生的事情B请求CPU迅速处理。CPU暂停中断当前的工作，转去处理事件B，CPU将事件B处理完毕后，再回到原来的事件A被中

7、断的地方继续处理事件A，这一过程称为中断[7]。AT89C52单片机提供了5个中断源，两个外部中断源和3个内部中断源。每个中断源都有一个中断申请标志，串行口占两个中断标志位，共6个中断标志。　　3.3显示模块　　本设计采用4位7段LED数码管，采用共阳极显示器。为使LED点亮，位选信号应为高电平，段选信号应为低电平。使用动态显示的方法，AT89C52单片机的P1口和P2口分别为LED的段选和位选。由于在Proteus中模拟仿真时，它的反应速度太慢，比不上硬件，所以会出现显示不清楚