基于c語言單片機秒表課程設計

1、課程設計報告課程名稱：單片機原理及應用報告題目：秒表學生姓名：所在學院：信息科學與工程學院專業(yè)班級：學生學號：指導教師：2013 年 12 月 25 日課程設計任務書報告題目秒表完成時間學生姓名專業(yè)班級指導教師職稱講師總體設計要求和技術(shù)要點設計一個秒表的要求與任務，要求如下： (1)顯示時間為“秒秒-100ms10ms”。(2)設計一個“開始”鍵，按此鍵開始計時。(3)設計一個“復位”鍵。按此鍵時間歸零。(4)設計一個“保存”鍵。按此鍵保存當前時間，繼續(xù)計時，能保存最后50組時間。(5)設計一個“讀出”鍵。按此鍵讀出保存的時間，停止狀態(tài)下才有效。(6)設計一個“停止”鍵。按此鍵停止計時，顯示當

2、前時間。任務如下：用at89c51設計一個2位的led數(shù)碼顯示作為“秒表”。工作內(nèi)容及時間進度安排第15周：周1-周3 ：立題、論證方案設計周4-周5 ：預答辯第16周：周1-周3 ：仿真實驗7周4-周5 ：驗收答辯課程設計成果1與設計內(nèi)容對應的軟件程序2課程設計總結(jié)報告摘要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷的走向深入，秒表計時器是電器制造，工業(yè)自動化控制、國防、實驗室以及科研單位理想的計時儀器，它廣泛應用于各種繼電器、電磁開關(guān)，控制器、延時器、定時器等時間測試。本文闡述了基于單片機的數(shù)字電子秒表設計。本設計主要特點是計時從00到99秒秒表系統(tǒng)，方便了在計時精度要求不高的情況下計

3、時。因為計時精度為1，所以系統(tǒng)電路比較簡單。另外硬件部分設置了開始、暫停、清零、復位按鍵，可以對秒表系統(tǒng)進行計時控制。 本設計的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用at89c51單片機位中心器件，利用其定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、led數(shù)碼管以及外部中斷電路來設計計時器。將軟、硬件有機的相結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)兩位led顯示，顯示時間為0099秒，計時精度為1秒，能正確地進行計時，同時能記錄一次時間，其中軟件系統(tǒng)采用c語言編寫程序，包括顯示程序，定時中斷服務，延時程序等，并用keil中調(diào)試運行，硬件系統(tǒng)利用proteus強大的功能來實現(xiàn)，簡單且易于觀察，在仿真中就可以觀察到實際的工作狀態(tài)

4、。 關(guān)鍵詞：單片機；數(shù)字電子秒表；仿真目錄一、概述11.1設計目的11.2設計要求11.3設計意義1二、系統(tǒng)總體方案及硬件設計121系統(tǒng)總體方案222硬件設計22.21晶體振蕩電路22.22復位電路32.23按鍵電路32.24 顯示電路42.25系統(tǒng)電路4三、軟件設計51.設計特點52.秒表設計源程序93.程序流程圖10四、結(jié)論與心得11五、參考文獻11一、 概述1.1設計目的設計一個單片機控制的秒表系統(tǒng)。利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、led數(shù)碼以及按鍵來設計秒表。將軟、硬件有機的結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確的進行計時，同時具有開始/暫停，復位，讀數(shù)，清零等功能。1.

5、2設計要求（1）共四位led顯示，顯示時間為：（2）共五個按鍵，分別是開始、復位、保存、讀出、（3）能同時記錄多個相對獨立的時間并分別顯示出來；（4）顯示時間從00一直到99（5）具有自動清零功能1.3 設計意義（1）通過本次課程設計可以使我們進一步熟悉和掌握單片內(nèi)部和工作原理，了解單片機應用系統(tǒng)設計的基本步驟和方法。（2）通過利用at89c52單片機，理解單片機在自動化儀表的作用以及掌握單片機的編程方法。（3）通過設計一個簡單的實際應用輸入以及顯示模擬系統(tǒng)，掌握單片機仿真軟件的使用方法。（4）該實驗通過單片機的定時器/計數(shù)器定時和計數(shù)原理，設計簡單的記時器系統(tǒng)，擁有正確的計時、暫停、清零、保

6、存、讀出的功能，該秒表在現(xiàn)實生活中應用廣泛，具有現(xiàn)實意義。二、 系統(tǒng)總體方案及硬件設計2.1 系統(tǒng)總體方案本系統(tǒng)采用at89c52單片機為中心器件，利用其定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，結(jié)合硬件電路如電源電路，晶振電路，復位電路，顯示電路，以及以一些按鍵電路等來設計計時器，將軟、硬件有機地結(jié)合起來。其中軟件系統(tǒng)采用c語言編寫程序，包括顯示、計數(shù)、中斷、延時、按鍵消抖程序等，并且在變程軟件中調(diào)試運行，硬件系統(tǒng)利用proteus強大的功能來實現(xiàn)，簡單且易于觀察，在仿真中可以觀察到實際的工作狀態(tài)。 單 片 機 外圍 電路 電路 電源 電路 電路 顯示電路 鍵盤電路 2.2 硬件設計mcs-52系列單

7、片機是8位單片機產(chǎn)品，89c52是其中的典型代表，基本模塊包括以下幾個部分：（1） cpu：89c52的cpu是8位的，另外89c51內(nèi)部有一個處理器（2） rom：4kb的片內(nèi)程序存儲器，存放開發(fā)調(diào)試完成的應用程序（3） ram：256b的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，容量小，但作用大（4） i/o口：p0-p3，共4個口32條雙向且可位尋址的i/o口線（5） 中斷系統(tǒng)：共5個中斷源，3個內(nèi)部中斷，2個外部中斷（6） 定時器/計數(shù)器：2個16位的可編程定時器/計數(shù)器（7） 通用串行口：全雙工通用異步接收器/發(fā)送器（8） 振蕩器：89c52的外接晶振與內(nèi)部時鐘振蕩器位cpu提供時鐘信號（9） 總線控制：89

8、c52對外提供若干控制總線，便于系統(tǒng)擴展2.2.1晶體振蕩點路 圖1 晶體振蕩電路89c52芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。引線xtal1和 xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出，兩端跨接石英晶體及兩個電容就可構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。這里，我們選用52單片機12mhz的內(nèi)部振蕩方式，電容器c1，c2起穩(wěn)定振蕩頻率，并對振蕩頻率有微調(diào)作用c1和c2可在20-100pf之間取值,這里取33p。2.2.2復位電路 圖2 復位電路采用上電加按鍵復位電路，上電后，由于電容充電，使rst持續(xù)一段高電平時間。當單片機已在運行之中時，按下復位鍵也能使rst持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電加按

9、鍵復位的操作。2.2.3按鍵電路 圖3 按鍵電路在按鍵電路中，我們可以在i/o口上直接接按鍵，或者通過i/o口設計一個鍵盤，然后通過鍵盤掃描程序判斷是否有鍵按下等。鍵盤掃描電路節(jié)省i/o口，但編程有些復雜，在這里，由于我們所用的按鍵較少，且系統(tǒng)是一個小系統(tǒng)，有足夠的i/o口可以使用，為了使程序簡化，我們采用按鍵電路，用部分p1口做開關(guān)，p1.0開始/暫停，p1.1保存，p1.2讀數(shù)，p1.3復位，p1.4清零。對于按鍵的設計，采用了防抖動的程序設計，使系統(tǒng)的性能得到進一步的提升。當按鍵被按 下時，相應的引腳被拉低，經(jīng)掃描后，獲得鍵值，并執(zhí)行鍵功能程序，因此按下不同的按鍵，將執(zhí)行不同的功能程序。

10、2.2.4顯示電路 圖4 顯示電路 顯示電路既可以選用液晶顯示器，也可以選用數(shù)碼管顯示。我們采用的是數(shù)碼管顯示電路。用兩個共陰極led顯示，led是七段式顯示器，內(nèi)部有7個條形發(fā)光二極管和1個小圓點發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。在用數(shù)碼管顯示時，我們有靜態(tài)和動態(tài)兩種選擇，靜態(tài)顯示程序簡單，顯示穩(wěn)定，但是占用端口比較多；動態(tài)顯示所使用的端口比較少，可以節(jié)省單片機的i/o口。在設計中，我們采用led動態(tài)顯示，用p0口驅(qū)動顯示。由于p0口的輸出級是開漏電路，用它驅(qū)動時需要外接上拉電阻才能輸出高電平。2.2.5 系統(tǒng)電路圖: 圖五 系統(tǒng)電路三、軟件設計3.1設計特點在軟件設計中，一般采用模

11、塊化的程序設計方法，它具有明顯的優(yōu)點。把一個多功能的復雜的程序劃分為若干個簡單的、功能單一的程序模塊，有利于程序的設計和調(diào)試，優(yōu)化和分工，提高了程序的閱讀性和可靠性，使程序的結(jié)構(gòu)層次一目了然。應用系統(tǒng)的程序由包含多個模塊的主程序和各種子程序組成。各程序模塊都要完成一個明確的任務，實現(xiàn)某個具體的功能，如：計數(shù)、延時、和顯示等，在具體需要時調(diào)用相應的模塊即可。3.2秒表設計源程序源程序如下：#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid diyi(); /函數(shù)聲明void xiansh

12、i();/函數(shù)聲明void panduan();/函數(shù)聲明void delay(uchar z);/函數(shù)聲明uchar t=0,i,j,temp,b; /定義相關(guān)變量uchar code at=0xe0,0xd0,0xb0,0x70;uchar code as10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;uchar code bs=0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01;uchar a50;/數(shù)組定義void main()/主函數(shù) diyi(); ea=0; /調(diào)用定義函數(shù) while(1) p

13、anduan(); /調(diào)用判斷函數(shù) xianshi();/調(diào)用顯示函數(shù) void diyi()/定義定義子函數(shù) p2=0xbf;p0=0xbf; tmod=0x01; th0=(65536-50000)/256; tl0=(65536-50000)%256; ea=1; et0=1; tr0=1;void exer1() interrupt 1 /定義定時器/計數(shù)器子函數(shù) uchar t1; th0=(65536-50000)/256; tl0=(65536-50000)%256; t1+; if(t1=20) t1=0; t+; if(t=99) t=0; void xianshi()/定義

14、顯示子函數(shù) p2 = 0xdf;p0 =bs0; p2=0x1f; p0=0xff; p2 = 0xff; p0 =ast%10; p2=0x1f;p0=0x00;delay(3);p2 = 0xdf;p0 =bs1; p2=0x1f; p0=0xff; p2 = 0xff; p0 =as(t/10)%10; p2=0x1f;p0=0x00;delay(3);void delay(uchar z)/延時子函數(shù) uchar i,j; for(i=0;i<z;i+) for(j=0;j<110;j+);void panduan()/判斷子函數(shù) p3=0xfe; delay(5); te

15、mp=p3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay(5); if(temp!=0xf0) p2 = 0xc0;p0 =bs4; p2=0x00;p0=0xff;p2 = 0xe0;p0 =0xff;p2=0x00;p0=0x00;delay(3); while(p3!=0xfe); /判斷是否有鍵按下及格鍵功能if(temp=at0) ea=1;t=0;i=0;j=0; if(temp=at1) if(i<52) ai=t; i+;if(temp=at2) if(b=1) if(j<52) t=aj; j+; if(temp=at3) e

16、a=0;t=0; i=0;j=0; p2 = 0xc0;p0 =bs4; p2=0x00;p0=0xff;p2 = 0xe0;p0 =0xff;p2=0x00;p0=0x00;delay(3); p3=0xfd; delay(5); temp=p3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay(5); if(temp!=0xf0) p2 = 0xc0;p0 =bs4; p2=0x00;p0=0xff;p2 = 0xe0;p0 =0xff;p2=0x00;p0=0x00;delay(3); while(p3!=0xfd); /判斷是否有鍵按下及格鍵功能if(

17、temp=at0) ea=0; b=1; p2 = 0xc0;p0 =bs4; p2=0x00;p0=0xff;p2 = 0xe0;p0 =0xff;p2=0x00;p0=0x00;delay(3); 3.3程序流程圖 四、結(jié)論與心得經(jīng)過幾個星期的課程設計，我學會了很多知識和技能。我從一開始對單片機一竅不通到現(xiàn)在的理解，我花費了很多的時間和精力，比如上網(wǎng)查閱資料，去圖書館借相關(guān)書籍，向身邊的同學討教等等。我重新對c語言又有了一些新的理解，也對單片機產(chǎn)生了濃厚的興趣。單片機對于我們電子專業(yè)的學生來說是一門很重要的學科，所以我們好好學號這一門技術(shù)，這對于我們未來的發(fā)展有很大的幫助。下面我來談談本人通過這次課程設計的一些體會： (1)、這段日子里，通過學習的理論知識和實踐相結(jié)合，我收獲了很多，這些收獲將是我人生的寶貴財富。 (2)、通過這次課程設計，讓我養(yǎng)成了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的好習慣，也使我善于思考和動手，更增強了我與同學們的交流合作。 (3)、這次課程設計不僅讓我對c語言有了很大的認識，使我的編程能力有了很大的提高，也讓我對單片機產(chǎn)生了濃厚的興趣。 (4)、通過這次課程設計，切實的提高了我的動手能力和解