单片机课程设计报告秒表设计

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1、单片机结课设计报告设计课题：秒表设计专业班级：学生姓名学号：指教教师：设计时间：2014年10月22H—10月29日目录一、设计任务和要求3(1)设计任务3(2)设计要求3二、设计方案与论证3三、单元电路设计与参数计算4(1)时钟电路4(2)按钮电路4(3)显示电路5(4)单片机5四、原理图及器件清单6(1)总原理图6(2)PCB图7(3)Proteus仿真图7(4)元器件清单8五、安装与调试8(1)安装8(2)调试8六、性能测试和分析9七、结论和心得9八、参考文献9秒表设计一、设计任务和要求(1)

2、设计任务用AT89C51设计一个3位的LED数码作为“秒表”。(2)设计要求显示时间为0.0-99.9秒，每0.1秒自动加1,另外设计一个“开始”键、一个“复位”键和一个“停止”键。秒表可单独分别计时，II最多可计5次。二、方案设计与论证木设计分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四大部分，这些模块屮单片机占主控地位。其模块电路如图2・1所示。时钟屯路常用的有内部时钟方式和外部时钟方式，但因为木设计屮只需要一片单片机，所以采用内部吋钟方式比较简单。按钮电路中的“复位”按钮是按键手动复位，它有电平和

3、脉冲两种方式,比较电路的复杂程度，本设计选择了按钮电平复位电路，其他儿个按钮则是通过单片机判断高低电平的不同来控制按钮。显示电路所用的数码管有共阴和共阳之分，不管使用何种数码管，PO口作为I/O使用时都是需要上拉电阻才能驱动数码管。另外，因为单片机的4个并行I/O口的输出电流一般是1mA,短路电流为4mA左右，而数码管的最少驱动电流也需要10mA,因而不管在使用共阴数码管时，单片机输出口也必须使用上拉屯阻提高输出屯流，才能驱动数码管。为了使电路简单化，本设计选用共阳数码管。但根据显示方式的不同选择，

4、我们可以有几种方案：方案一：使用静态显示方式。静态显示方式下的数码管的显示字符一经确定，相应锁存器锁存的断码输出將维持不变，直到送入另一个字符的断码为止。因而此设计中使用的显示位数使用了三个8位并行I/O口。如果另外想扩展单片机功能,则能使用的输岀管脚很是冇限。方案二：使用动态显示方式。这个显示方式是将所有显示位的段码线的相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，而各位的共阴或共阴极分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。这种显示方式，简化了硕件电路，特别在多位数码管显示时尤为突出。本小组尝试

5、了各种方案，在此报告中以静态显示方式为例说明。(动态显示方式省略)图2-1三、单元电路设计与参数计算注：//单元电路设计中的网络标号的数字即为单片机的管脚〃(1)时钟电路19Yl=C2I18图3-1时钟电路如图3・1所示，时钟电路的晶振频率越高，系统的时钟频率越高，单片机的运行速度也就越快。品振频率根据设计需耍设为12MHz,又根据谐振性质，电路中的电容Cl、C2选择为3OpF左右。频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。(2)按钮电路该电容的的人少会影响振荡器DOR2S13OOR3复位图3-2a

6、A、复位按钮图3-2b根据计算容抗的公式X=-^-以及并联屯阻变小的性质，可以知道，当S13JVVC断开时，C3的容抗大，管脚9处的电位U9为电阻R3上的压降，因而U9为低电平，复位键无效。当S13按下时，R2与C3的并联阻抗变小，R3上的压降增大,U9为高电平，复位键有效，实现复位功能。木设计中C3取值22uF,电阻R2取值100欧姆，R3取值1K欧姆。具体电路如图3・2a所示。B、开始，停止、翻页按钮电路如图3・2b所示(3)显示电路DmD1BD13D1艮D1«DlfDlg8510

7、1ABU1P10POOP11P01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INT1P20INTOP21P22T1P23TOP24P25EA/VPXIX2P26P27RESETRXDTKDRDALE

8、SEADER8BOOZboi/>02/D03/E»04/P05~ztoO6/Kc2DPY5101ABDS111308051P1口控制显示的是I•位，pO口控制显示的是

9、个位，P2口控制显示的是十分位。不同的数码管显示方式，对应的最适合的共阴或者共阳级的数码管也不同。静态显示的适宜选共阳的数码管，动态显示的适宜选共阴的数码管。如果动态显示方式下选择共阳的数码管，位选端直接用单片机驱动则数码管的亮度不够，因而应该在位选端使用上拉电阻以提高数码管的驱动电流，但因为显示那个的数据段选的数目不同，故而需耍用电阻对各段进行限流，以保证显示的每个数据亮度相同。相同情况下，静态显示的数码管的亮度耍比动态的亮。(4)单片机单片机的程序可用汇编语言也可