基于c語言單片機秒表課程設計

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　課程名稱：單片機原理及應用</p><p><b>　　報告題目：秒表</b></p><p><b>　　學生姓名：</b></p><p>　　所在學院：信息科學與工程學院</p><

2、;p><b>　　專業(yè)班級：</b></p><p><b>　　學生學號：</b></p><p><b>　　指導教師：</b></p><p>　　2013 年 12 月 25 日</p><p><b>　　課程設計任務書</b></p

3、><p><b>　　摘要</b></p><p>　　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，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

4、下計時。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。</p><p>　　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、硬件有機的相結合起來，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)兩位LED顯示，顯示時間為00－99秒，計時精度為1秒，能正確地進行計時，

5、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)。</p><p>　　關鍵詞：單片機；數(shù)字電子秒表；仿真</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、概述………

6、…………………………………………………………………1</p><p>　　1.1設計目的……………………………………………………………………1</p><p>　　1.2設計要求……………………………………………………………………1</p><p>　　1.3設計意義……………………………………………………………………1</p><p>　　

7、二、系統(tǒng)總體方案及硬件設計…………………………………………………1</p><p>　　2．1系統(tǒng)總體方案………………………………………………………………2</p><p>　　2．2硬件設計……………………………………………………………………2</p><p>　　2.21晶體振蕩電路………………………………………………………………2</p><

8、;p>　　2.22復位電路……………………………………………………………………3</p><p>　　2.23按鍵電路……………………………………………………………………3</p><p>　　2.24 顯示電路……………………………………………………………………4</p><p>　　2.25系統(tǒng)電路……………………………………………………………………4&l

9、t;/p><p>　　三、軟件設計………………………………………………………………………5</p><p>　　1.設計特點……………………………………………………………………5</p><p>　　2.秒表設計源程序……………………………………………………………9</p><p>　　3.程序流程圖……………………………………………………………

10、……10</p><p>　　四、結論與心得………………………………………………………………11</p><p>　　五、參考文獻………………………………………………………………………11</p><p><b>　　概述</b></p><p><b>　　1.1設計目的</b></p>

11、;<p>　　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。</p><p><b>　　1.2設計要求</b></p><p>　?。?）共四位LED顯示，顯示時間為：</p&g

12、t;<p>　?。?）共五個按鍵，分別是開始、復位、保存、讀出、</p><p>　　（3）能同時記錄多個相對獨立的時間并分別顯示出來；</p><p>　?。?）顯示時間從00一直到99</p><p>　?。?）具有自動清零功能</p><p><b>　　1.3 設計意義</b></p>

13、<p>　　（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。</p><p>　?。?）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。</p><p>　　（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。</p><p>

14、　　（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。</p><p>　　系統(tǒng)總體方案及硬件設計</p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體方案</p><p>　　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，結合硬件電路

15、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)。</p><p><b>　　2.2 硬件設計</b></p><p>

16、　　MCS-52系列單片機是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：</p><p>　　CPU：89C52的CPU是8位的，另外89C51內(nèi)部有一個處理器</p><p>　　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</p><p>　　RAM：256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，容量小，但作用大</p><

17、;p>　　I/O口：P0-P3，共4個口32條雙向且可位尋址的I/O口線</p><p>　　中斷系統(tǒng)：共5個中斷源，3個內(nèi)部中斷，2個外部中斷</p><p>　　定時器/計數(shù)器：2個16位的可編程定時器/計數(shù)器</p><p>　　通用串行口：全雙工通用異步接收器/發(fā)送器</p><p>　　振蕩器：89C52的外接晶振與內(nèi)部時鐘振

18、蕩器位CPU提供時鐘信號</p><p>　　總線控制：89C52對外提供若干控制總線，便于系統(tǒng)擴展</p><p>　　2.2.1晶體振蕩點路</p><p><b>　　圖1 晶體振蕩電路</b></p><p>　　89C52芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構成振蕩器。引線XTAL1和 XTAL2分別為反向放大

19、器的輸入和輸出，兩端跨接石英晶體及兩個電容就可構成穩(wěn)定的自激振蕩器。</p><p>　　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。</p><p><b>　　2.2.2復位電路</b></p><p><b>　　圖

20、2 復位電路</b></p><p>　　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)上電加按鍵復位的操作。</p><p><b>　　2.2.3按鍵電路</b></p><p><b>　　圖3 按鍵電路</

21、b></p><p>　　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，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

22、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。</p><p><b>　　2.2.4顯示電路</b></p><p><b>　　圖4 顯示電路</b></p><p>　　顯示電路既可以選用液晶顯示

23、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

24、高電平。</p><p>　　2.2.5 系統(tǒng)電路圖:</p><p><b>　　圖五 系統(tǒng)電路</b></p><p><b>　　三、軟件設計</b></p><p><b>　　3.1設計特點</b></p><p>　　在軟件設計中，一般采

25、用模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，使程序的結構層次一目了然。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</p><p>　　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。</p><

26、p>　　3.2秒表設計源程序</p><p><b>　　源程序如下：</b></p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p>

27、<p>　　void diyi(); //函數(shù)聲明</p><p>　　void xianshi();//函數(shù)聲明</p><p>　　void panduan();//函數(shù)聲明</p><p>　　void delay(uchar z);//函數(shù)聲明</p><p>　　uchar t=0,i,j,temp,b; //定義

28、相關變量</p><p>　　uchar code at[]={0xe0,0xd0,0xb0,0x70};</p><p>　　uchar code as[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};</p><p>　　uchar code bs[]={0x80,0x40,0x20,0x10,0x

29、08,0x04,0x02,0x01};</p><p>　　uchar a[50];</p><p><b>　　//數(shù)組定義</b></p><p>　　void main()//主函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　diy

30、i();</b></p><p>　　EA=0; //調(diào)用定義函數(shù) </p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　panduan(); //調(diào)用判斷函數(shù)</p><p>　　xianshi

31、();//調(diào)用顯示函數(shù)</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void diyi()//定義定義子函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=0xbf;P0=0

32、xbf; </p><p>　　TMOD=0x01;</p><p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b

33、></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void exer1() interrupt 1 //定義定時器/計數(shù)器子函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p&g

34、t;<b>　　uchar t1;</b></p><p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　t1++;</b></p><p>　　if(t1==20)</p><p&

35、gt;<b>　　{</b></p><p>　　t1=0; t++; </p><p><b>　　if(t==99)</b></p><p><b>　　t=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p&

36、gt;<b>　　}</b></p><p>　　void xianshi()//定義顯示子函數(shù) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2 = 0xdf;P0 =bs[0]; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =as[t%10]; P2=0x1f;P0=0x

37、00;delay(3);</p><p>　　P2 = 0xdf;P0 =bs[1]; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =as[(t/10)%10]; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(uchar z)//

38、延時子函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,j;</p><p>　　for(i=0;i<z;i++)</p><p>　　for(j=0;j<110;j++);</p><p><b>　　}</b></p>

39、;<p>　　void panduan()//判斷子函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P3=0xfe; </b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　temp=P3

40、;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　if(temp!=0xf0

41、)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2 = 0xc0;P0 =bs[4]; P2=0x00;P0=0xff;P2 = 0xe0;P0 =0xff;P2=0x00;P0=0x00;delay(3);</p><p>　　while(P3!=0xfe); //判斷是否有鍵按下及格鍵功能</p>

42、<p>　　if(temp==at[0]) </p><p>　　{ EA=1;t=0;i=0;j=0; }</p><p>　　if(temp==at[1])</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(i<52)<

43、/b></p><p><b>　　a[i]=t;</b></p><p><b>　　i++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(temp==at[2])</p><p><b>　　{</

44、b></p><p><b>　　if(b==1)</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if(j<52) t=a[j]; </p><p><b>　　j++; }</b></p><p><

45、b>　　}</b></p><p>　　if(temp==at[3])</p><p><b>　　{</b></p><p>　　EA=0;t=0; i=0;j=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　P2 = 0xc0;P0

46、=bs[4]; P2=0x00;P0=0xff;P2 = 0xe0;P0 =0xff;P2=0x00;P0=0x00;delay(3);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　P3=0xfd; </b></p><

47、;p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p>

48、<p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2 = 0xc0;P0 =bs[4]; P2=0x00;P0=0xff;P2 = 0xe0;P0 =0xff;P2=0x00;P0=0x00;del

49、ay(3);</p><p>　　while(P3!=0xfd); //判斷是否有鍵按下及格鍵功能</p><p>　　if(temp==at[0]) </p><p>　　{ EA=0; b=1;}</p><p>　　P2 = 0xc0;P0 =bs[4]; P2=0x00;P0=0xff;P

50、2 = 0xe0;P0 =0xff;P2=0x00;P0=0x00;delay(3);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　3.3程序流程圖</b&g

51、t;</p><p><b>　　四、結論與心得</b></p><p>　　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

52、我們好好學號這一門技術，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：</p><p>　　(1)、這段日子里，通過學習的理論知識和實踐相結合，我收獲了很多，這些收獲將是我人生的寶貴財富。</p><p>　　(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。</p>

53、<p>　　(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。</p><p>　　(4)、通過這次課程設計，切實的提高了我的動手能力和解決實際問題的能力。</p><p>　　總之，這次課程設計雖然沒有達到我的預期，但是結果我還是可以接受的，畢竟這是自己的第一次接觸單片機。通過這次課程設計，不僅加深了我對c語言的理

54、解，更是讓我認識了單片機理論，鍛煉了我的動手能力和思考能力，使我養(yǎng)成了做事耐心和細心的習慣。最后感謝老師的指導和同學們的幫助。</p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p>　　[1]于海生。微型計算機控制技術、清華大學出版社</p><p>　　[2]周立功。單片機實驗與實踐、北京航空航艦大學出版社</p>