单片机-10秒秒表课程设计

赣南师范学院物理与电子信息学院课程设计Ⅳ设计报告书基于AT89S52单片机的10秒秒表的设计姓名：匡远熹班级：09电子信息工程学号：090802015指导老师：刘小燕时间：2012.1.01目录内容摘要...............................................................................1关键词....................................................................错误!未定义书签。Abstract................................................................错误!未定义书签。Keywords................................................................错误!未定义书签。1绪论....................................................................................................22系统设计...........................................................................................22.1设计任务与要求.....................................................................................32.2方案的选择与论证.......................................................................33系统硬件设计...................................................................................43.1AT89C52简介................................................................................43.2时钟电路.......................................................................................53.3复位电路.......................................................................................53.4显示电路.......................................................................................63.5引脚控制73.6硬件元件清单...............................................................................74软件设计与仿真................................................................................74.1主程序设计....................................................................................74.2仿真软件简介...............................................................................94.3仿真结果.....................................................................................104.4系统调试.....................................................................................11结束语..............................................................................................................12附录：程序清单.................................................................................14参考文献.............................................................................................161内容摘要：本文阐述了基于单片机的数字电子秒表设计。本设计主要特点是计时精度达到0.1s，是各种体育竞赛的必备设备之一。本设计的数字电子秒表系统采用8051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，结合显示电路、LED数码管设计计时器。其中软件系统采用C语言编写程序，包括显示程序，定时中断服务，延时程。硬件系统利用PROTEUS强大的功能来实现，简单切易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。关键字：秒表；单片机AT89S52；硬件；软件；仿真Abstract：Thedesignofthemulti-functionstopwatchsystemusesAT89S52microcontrollerasthecentraldevice,anduseitstimer/countertimingandthecountprinciples,combinedwithdisplaycircuit,LEDdigitaltube,aswellastheexternalinterruptcircuittodesignatimer.Beabletocorrectlytimeatthesametimetorecordatime,andthenexttimeafterthelasttimethetimetosearchautomaticallyaddedasecondinwhichsoftwaresystemsusingassemblylanguageprogramming,includingthedisplayprogram,timing,interruptservice,externalinterruptserviceroutine,delayprocedures,keyconsumershakingprocedures,andKEILinthecommissioning,operation,hardwaresystemusestoachievePROTEUSpowerful,simpleandeasytoobservethecutinthesimulationcanbeobservedontheactualworkingcondition.Keyword：Stopwatch；AT89S52scm；Hardware；Software；Simulation21绪论当今，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，微型计算机的应用已渗透到生产、生活的各个方面。其中单片微型计算机虽然问世不久，然而体积小、价廉、功能强，其销售额以每年近80%的速率增长。他的性能不断提高，适用范围愈来愈宽，在计算机应用领域已占有日益重要的地位。单片微型计算机简称单片机，又成为控制器。他是在一块半导体上，集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定时器/计数器、中断系统等功能部件，构成了一台完整的数字计算机。单片机在生产生活中的许多方面得到广泛的应用，例如，生活中五彩变幻的霓虹灯，手机通信，温度检测，流量控制等都涉及到单片机。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如按时自动打铃、时间程序自动控制、秒表等。所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究电子秒表及扩大其应用，有非常现实的意义。电子秒表是一种用数字电路技术实现秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。电子秒表从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。电子科技日新月异，人们对现代电子设备的智能化和微型化及其精度提出了更高的要求，而单片机因其具有稳定可靠、体积小、价格低廉等特点，成为设计智能化仪器仪表的首选微控制器，因此本次我没有选用传统的专用的时钟芯片，而是采用了AT89C52芯片，此款单片机可以使用软件对其进行在线编程，其灵活性和可靠性都相对提高。通过此次课程设计,增强了我们的动手能力,把理论与实践融合在一3起。同时，也进一步加深了对单片机的硬件结构的理解和巩固，编程能力也得到了提高。在此将秒表制作过程中用到的知识进行了一些总结，希望自己今后能注意。2系统设计2.1设计任务与要求2.1.1设计任务1、掌握数码管显示控制系统的显示原理，学习数码管显示数字和字符的编程方法.2、试设计一简易秒表，使得七段符显示管的a-g分别接在单片机的P口上，输出低电平时，显示管点亮，要求从数字“0”显示到数字“9”，延时间隔为1秒。2.1.2设计要求[1]显示时间范围0.0-9.9s；[2]按键开关按下，电路复位。2.2方案的选择与论证2.2．1总体设计方案方案1：在方案1中，我们所选用的是软件定时，即用for循环来定时1秒进行显示的变化。方案2：在方案2中，采用的是硬件定时，即用单片机内部的定时器T0。先将时钟初始化，赋入初值50ms定时，循环20次来进行1秒定时。2.2．2：选择与论证方案比较：我们从两方面进行两种方案的比较，第一，由于此次课程设计要求是秒表，则在定时时要求比较精确，所以采用硬件的定时器定时时比4较准确的。第二，由于秒表的定时程序是很小的，在利用软件定时占用的CPU并不是很多，不能显现出来，但真正大程序时会很占用资源的，所以在用定时中断过程中是非常节省资源的。综合上述两种比较，我们选用了第二种方案。3系统硬件设计本系统由控制器模块、复位模块、LED显示模块组成，系统硬件组成框图如图1所示。系统总体电路原理图如图1所示。图1系统电路原理图3.1AT89S52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；(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；5(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所示。图2单片机AT89S52引脚图3.2时钟电路下图所示为时钟电路原理图，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XTAL2。而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才6成为单片机的时钟脉冲信号。3.3复位电路就是在RST端（9脚）外接的一个电路，目的是当单片机上电开始工作时，内部电路从初始状态开始工作，或者在工作中要想人为的让单片机重新从初始状态开始工作。在时钟工作的情况下，只要AT89S52的复位引脚高电平保持两个机器周期以上的时间，AT89S52便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且从地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。3.4显示电路p0.