基于单片机的0~99计时秒表的设计(1)

本科毕业论文（设计）论文题目：××××××××××××××××姓名：学号：院（系、部）：专业：班级：指导教师：完成时间：年月邢台学院2014届本科毕业设计1摘要本次设计内容是以AT89C51单片机为核心器件，利用AT89C51和外围电路组成的计时秒表系统，计时秒表是一种先进电子计时器，较多的应用在教学器材、比赛计时等，而且采用数字显示，具有直观、方便读取、功能方便等诸多优点。本设计是由硬件电路和软件程序两部分组成,硬件电路由AT89C51单片机、按键控制电路、数码管显示电路、晶振电路以及复位电路组成，它使用元件少，电路结构简单，功能强大；软件部分程序采用C语言程序设计，使用keil编译源程序，产生的可执行性文件能够让单片机高效快速的执行。该设计能够充分利用单片机内部资源，通过程序利用定时器中断服务程序对计时秒表开始、暂停、清零等操作进行处理，提高单片机的工作效率。关键字：单片机；秒表；定时器；中断服务程序邢台学院2014届本科毕业设计2AbstractThisdesigncontentisbasedonAT89C51single-chipmicrocomputerasthecoredevice,usingthetimingstopwatchsystemcomposedofAT89C51andperipheralcircuit,timingstopwatchisakindofadvancedelectronictimer,moreapplicationinteachingequipment,timing,etc.,andadoptsdigitaldisplay,itsintuitive,convenientread,function,andmanyotheradvantages.Thisdesignisconsistsoftwoparts,hardwarecircuitandsoftwareprogram,thehardwarecircuitiscontrolledbyAT89C51,keycircuit,digitaltubedisplaycircuit,crystalscircuitandresetcircuit,itUSESlesscomponent,circuitstructureissimple,powerful;SoftwarepartprogramusingClanguageprogramdesign,usethekeilcompilersourcecode,canlettheenforceabilityfilemicrocontrollerefficientandrapidexecution.Thisdesigncanmakefulluseofthesinglechipmicrocomputerinternalresources,throughtheprogramusingthetimerinterruptserviceroutinefortimingstopwatchstart,pause,resetoperationssuchasprocessing,improvetheworkingefficiencyofthesinglechipmicrocomputer.KeyWords:Singlechipmicrocomputer；Astopwatch；Thetimer；Interruptserviceroutine邢台学院2014届本科毕业设计3目录前言......................................................................41、AT89C51单片机概述........................................................41.1、AT89C51单片机简介..........................................................................................................41.2、AT89C51主要特性及管脚说明..........................................................................................52、硬件电路的设计............................................................62.1、设计要求.............................................................................................................................62.2、总体方案的设计.................................................................................................................72.3、总体电路设计.....................................................................................................................72.4、晶振电路、复位电路及按键电路.....................................................................................82.5、数码管显示电路的设计.....................................................................................................92.5.1、数码管的结构及工作原理...........................................................................................92.5.2、数码管的编码方式及段码表.......................................................................................92.5.3、数码管的显示方式.....................................................................................................103、软件设计.................................................................103.1、设计思想...........................................................................................................................103.2、程序流程图.......................................................................................................................103.3、源程序代码.......................................................................................................................114、结论.....................................................................135、参考文献.................................................................136、谢辞.....................................................................14邢台学院2014届本科毕业设计4前言单片微计算机又称单片微控制器,是目前市面上最常用的嵌入式处理器，通称单片机,单片机芯片常用英文字母MCU表示单片机，它像一般的逻辑功能的芯片,为了完成逻辑运算,而是把一个最小计算机系统系统整合后，集成烧录到这个芯片上,单片机像计算机一样,由运算器、控制器、输入输出设备等组成，因此相当于一个微型的计算机最小系统，但是和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件，同时也是作为电子开发设计入门直选，它也是最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业微控制领域的大量应用，单片机由仅有处理器的专用芯片发展而来，最早的开发理念是将一些输入输出设备和专用的CPU整合在一个芯片中，使计算机控制系统更小更适用，应用到各个要求严格的工业控制设备当中。本次毕业设计以单片机为核心，设计简单的电子秒表系统，使得系统能够正确地运行，并且可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义。1、AT89C51单片机概述1.1、AT89C51单片机简介单片机是性能价格比高、体积小、对国民经济渗透力大、最有前途的微控制器。单片机自20世纪70年代初研制成功并发展至今，已进入第四代。它主要是在一块芯片上集成了CPU、存储器以及输入输出电路，在工业过程中被广泛应用在控制电路中。从单片机的系列来看，国内外已超过50个系列、近500个品种，当前正处于更新换代、百花齐放的时期。新的系列和专用系列正在不断涌现。按位数分类有4位、8位、16位以及32位单片机等，4位单片机由于价格低和出现的早得到了广泛的应用，特别是在家电应用领域中其还有很大的优势，为了抵御8位机的竞争，4位机在结构和功能上都有很大的改进。8位机的生产厂家以及品种都很多，在实际的生产中应用也最为广泛，其中Intel公司的8051系列单片机在我国应用最为广泛，另外8位单片机也在其功能和内部结构上不断的进行改进，目前功能是越来越强大。16位单片机在数据处理以及单片机的性能上有了很大的改进。32位单片机是随着高科技产业的发展而产生的。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位单片微控制器，又称邢台学院2014届本科毕业设计5单片机，单片机对可擦除的只读存储器可以反反复复擦出烧录1000多次。该器件采用ATMEL高科技的制造技术制造，与工业标准相互兼容。由于将多功能8位处理器和快速存储设备集成到单个芯片里，ATMEL公司生产的AT89C51是一个高效、快速、准确的微控制器，同时该公司生产的AT89C2051是AT89C51的精简版本。AT89C51单片机已经为很多嵌入式工业设备提供了多种性能高、价格便宜的设计方案。现在AT89S51/52已经取代了AT89C51/52。1.2、AT89C51主要特性及管脚说明AT89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止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它