单片机数字式秒表课程设计

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1、第1章数字式秒表的设计介绍1.1设计任务及功能要求说明由单片机接收小键盘控制递增计时,由LED显示模块计时时间,显示格式为XX(分):XX(秒).XX,精确到0.01s的整数倍。绘制系统硬件接线图,并进行系统仿真和实验。画出程序流程图并编写程序实现系统功能。使用单片机AT89S52作为主要控制芯片,以四位一体共阳极数码显示管通过三极管驱动作为显示部分,设计一个具有特定功能的数字式秒表。该数字式秒表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。该数字式秒表通过按键控制可实现开始计时、暂停计时、连续计时、清零和停止功能。1.2数字式秒表

2、的方案介绍及工作原理说明使用AT89S52单片机作为核心控制部件,采用12M晶体振荡器及微小电容构成振荡电路;采用S8550作为数码管的驱动部分;用两个四位一体共阳极或共阴极数码显示管作为显示部分,构成数字式秒表的主体结构,配合独立式键盘和复位电路完成此秒表的复位、计时、连续、清零、停止各项功能。对于时钟,它有两方面的含义:一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号,主要由晶振和外围电路组成,晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢;二是指系统的标准定时时钟,即定时时间,它通常有两种实现方法:一是用软件实现,即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现,

3、但误差很大,主要用在对时间精度要求不高的场合;二是用专门的时钟芯片实现,在对时间精度要求很高的情况下,通常采用这种方法。LED数码显示器有如下两种连接方法:共阳极接法:把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极,使用时公共阳极接+5V,每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。共阴极接法:把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极,使用时公共阴极接地。每个发光二极管的阳极通过电阻与输入端相连。键盘部分方案:键盘控制采用独立式按键,每个按键的一端均接地,另一端直接和P1口相连,在按键和P1口之间通过10K电阻与+5V电源相连。键盘通过检测输入线的电平状态就可以

4、很容易地判断哪个键被按下了,这种方法操作速度高而且软件结构很简单,比较适合按键较少或操作速度较高的场合,这种独立式接口的应用很普遍。显示部分方案:显示部分采用动态显示。26数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数

5、码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。动态显示是利用人眼视觉暂留特性来实现显示的。事实上,显示器上任何时刻只有一个数码管有显示。由于各数码管轮流显示的时间间隔短、节奏快,人的眼睛反应不过来,因此看到的是连续显示的现象。为防止闪烁延时的时间在1ms左右,不能太长,也不能太短。本设计可采用P0口直接驱动八段数码管显示。此方案成本低,而且单片机的I/O口占用较少,可以节约单片机接口资源,而且功耗更低。此电路采用单片机的P0口作为数码显示管的段控,采

6、用P2口作为数码管的位控。8个独立式键盘分别接在单片机的P1口上,以及其他部分构成数字式秒表的硬件电路。通过编写程序使用单片机的定时计数器,以及软件延时,中断资源来实现秒计时和相关控制。此数字式秒表的硬件整体结构如图1-1所示。AT89S52电源振荡电路复位电路独立式键盘驱动电路数码管显示限流图1-1数字式秒表的硬件结构图26第2章数字式秒表硬件系统的设计2.1数字式秒表硬件系统各模块功能简要介绍2.1.1AT89S52简介(1)与MCS-51产品相兼容;(2)具有8KB可改写的Flash内部程序存储器,可写/擦1000次;(5)256字节内部RAM

7、;(6)32根可编程I/O口;(7)3个16位定时器/计数器。(8)8个中断源;(9)可编程中串行口;(10)低功耗空闲和掉电方式。它的价格便宜,功能强大,能耗低。很大程度上减少总电路的复杂性,提高了所设计系统的稳定性。其芯片引脚图如图2-1所示。图2-1单片机AT89S52引脚图262.1.2时钟电路时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号,单片机本身就是一个复杂的同步时序电路,为了保证同步工作方式的实现,电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。在AT89S52芯片内部有一个高增益反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚T

8、XAL2,在芯片的外部通过这两个引角跨接晶体振荡器和微调电容,形成反馈电路,就构成了一个稳定的自激振荡器。此

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1、第1章数字式秒表的设计介绍1.1设计任务及功能要求说明由单片机接收小键盘控制递增计时,由LED显示模块计时时间,显示格式为XX(分):XX(秒).XX,精确到0.01s的整数倍。绘制系统硬件接线图,并进行系统仿真和实验。画出程序流程图并编写程序实现系统功能。使用单片机AT89S52作为主要控制芯片,以四位一体共阳极数码显示管通过三极管驱动作为显示部分,设计一个具有特定功能的数字式秒表。该数字式秒表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。该数字式秒表通过按键控制可实现开始计时、暂停计时、连续计时、清零和停止功能。1.2数字式秒表

2、的方案介绍及工作原理说明使用AT89S52单片机作为核心控制部件,采用12M晶体振荡器及微小电容构成振荡电路;采用S8550作为数码管的驱动部分;用两个四位一体共阳极或共阴极数码显示管作为显示部分,构成数字式秒表的主体结构,配合独立式键盘和复位电路完成此秒表的复位、计时、连续、清零、停止各项功能。对于时钟,它有两方面的含义:一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号,主要由晶振和外围电路组成,晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢;二是指系统的标准定时时钟,即定时时间,它通常有两种实现方法:一是用软件实现,即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现,

3、但误差很大,主要用在对时间精度要求不高的场合;二是用专门的时钟芯片实现,在对时间精度要求很高的情况下,通常采用这种方法。LED数码显示器有如下两种连接方法:共阳极接法:把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极,使用时公共阳极接+5V,每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。共阴极接法:把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极,使用时公共阴极接地。每个发光二极管的阳极通过电阻与输入端相连。键盘部分方案:键盘控制采用独立式按键,每个按键的一端均接地,另一端直接和P1口相连,在按键和P1口之间通过10K电阻与+5V电源相连。键盘通过检测输入线的电平状态就可以

4、很容易地判断哪个键被按下了,这种方法操作速度高而且软件结构很简单,比较适合按键较少或操作速度较高的场合,这种独立式接口的应用很普遍。显示部分方案:显示部分采用动态显示。26数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数

5、码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。动态显示是利用人眼视觉暂留特性来实现显示的。事实上,显示器上任何时刻只有一个数码管有显示。由于各数码管轮流显示的时间间隔短、节奏快,人的眼睛反应不过来,因此看到的是连续显示的现象。为防止闪烁延时的时间在1ms左右,不能太长,也不能太短。本设计可采用P0口直接驱动八段数码管显示。此方案成本低,而且单片机的I/O口占用较少,可以节约单片机接口资源,而且功耗更低。此电路采用单片机的P0口作为数码显示管的段控,采

6、用P2口作为数码管的位控。8个独立式键盘分别接在单片机的P1口上,以及其他部分构成数字式秒表的硬件电路。通过编写程序使用单片机的定时计数器,以及软件延时,中断资源来实现秒计时和相关控制。此数字式秒表的硬件整体结构如图1-1所示。AT89S52电源振荡电路复位电路独立式键盘驱动电路数码管显示限流图1-1数字式秒表的硬件结构图26第2章数字式秒表硬件系统的设计2.1数字式秒表硬件系统各模块功能简要介绍2.1.1AT89S52简介(1)与MCS-51产品相兼容;(2)具有8KB可改写的Flash内部程序存储器,可写/擦1000次;(5)256字节内部RAM

7、;(6)32根可编程I/O口;(7)3个16位定时器/计数器。(8)8个中断源;(9)可编程中串行口;(10)低功耗空闲和掉电方式。它的价格便宜,功能强大,能耗低。很大程度上减少总电路的复杂性,提高了所设计系统的稳定性。其芯片引脚图如图2-1所示。图2-1单片机AT89S52引脚图262.1.2时钟电路时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号,单片机本身就是一个复杂的同步时序电路,为了保证同步工作方式的实现,电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。在AT89S52芯片内部有一个高增益反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚T

8、XAL2,在芯片的外部通过这两个引角跨接晶体振荡器和微调电容,形成反馈电路,就构成了一个稳定的自激振荡器。此

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