基于单片机的多功能秒表的课程设计

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1、郑州科技学院单片机课程设计题目基于单片机的多功能秒表学生姓名专业班级学号院（系）指导教师完成时间2015年1月16日目录1设计总体方案11.1设计要求与目的11.2设计思路11.3工作原理21.4功能说明22主要元器件介绍32.1AT89C51单片机32.2四位共阴数码管53系统硬件设计63.1电源电路63.2时钟电路63.3复位电路73.4显示电路73.5键盘电路84软件设计95系统调试及结果分析116总结12参考文献13附录1：总体电路原理图14附录2：元器件清单15附录3：实物图16附录4：源程序171设计总体方案1.1设计要求与目的设计一个单片机控制的多功能秒表系

2、统，利用单片机的定时器/计时器定时和计数的原理，结合显示电路、用四位共阴极LED数码管以及按键来设计秒表计时器，实现暂停与清零功能，并多次计数。在设计系统前，我们主要考虑以下一些原则：节约元器件，尽量降低系统实现成本；硬件电路尽量简单，使得硬件实现、问题检查、软件编程以及系统调试的难度都降低；能在软件上实现，使芯片利用率尽可能高；软件设计方案要优化，使得做成实物尽可能简单，方便仿真与检测；设计方案要和当前的试验平台相应；充分利用各种资源，尽量采用成熟与经典的电路。1.2设计思路因为秒表的设计相对较为简单，因此在软件设计中我们一般采用模块化程序设计的方法。模块是一个具有独立

3、功能的程序，可以单独设计、调试与管理，模块可以分为功能模块和控制模块两类。我们通过模块化程序设计可按适当的原则把一个情况复杂、规模较大的程序划分为一个个较小的、功能相关而又相对独立的模块。根据电子秒表的设计要求，主要设计一个计数系统、译码驱动、数码显示系统、控制系统。其主要核心技术在于产生秒表信号的计数脉冲与计数器之间的级联。181.3工作原理本系统采用AT89C51单片机为中心器件，利用其定时器/计数器定时和记数的原理，结合硬件电路如电源电路，晶振电路，复位电路，显示电路，以及一些按键电路等来设计计时器，将软、硬件有机地结合起来。其中软件系统采用汇编语言编写程序，包括显

4、示程序，加减计数程序，快加快减程序，中断，延时程序等，并调试运行，硬件系统利用proteus强大的功能来实现，简单且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。1.4功能说明开始按钮是用来开始进行计数的。停止按键用来暂停程序的运行，当按下暂停键时，程序停留在原地，等待再次按下暂停键，再次按下暂停键后，程序继续运行。计数按钮用来记录数据，每按下一次计数按钮，程序自动记录一个数据，并存放到指定内存单元中。复位按钮是用来对程序复位，每当程序出现死循环的时候，按下复位键即可跳出死循环，回到程序的开始。这些功能分别用开始/暂停键、记录键、上翻键、下翻键以及复位键来实现。还有一个是

5、清零键，用于对当前数码管的计数进行清零，但是对芯片内存单元保存的记录并不产生影响，这点事清零键与复位键的区别。2主要元器件介绍2.1AT89C51单片机AT89C51单片机是低电压、高性能CMOS188位微处理器，是一种带2k字节闪存可编程可擦除只读存储器。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次，含128字节内部RAM，32个I/O口线，2个16位定时/计数器，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。空闲时停止CPU的工作，但允许RAM、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件

6、复位。引脚图见图2-1所示：图2-1AT89C51引脚图VCC：供电电压。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。18P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD

7、（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将