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图中给出了整个系统设计的系统框图，系统主要由四个主要部分组成，单片机和晶振电路设计，555芯片电路设计，LCD1602显示电路，复位电路设计。 该方案对比方案一硬件方面要简单一点，软件方面要复杂一点。由于实际电路制作过程中，硬件方面修改起来非常复杂，软件修改则比较简单。因此最终选择方案二作为本次设计的最终方案。
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4 硬件设计
3.1 时钟电路
时钟电路采用内部时钟方式，即用电容C2、C3和12M晶振组成，接在单片机的第18和19号引脚上。STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器。其电路图如图5所示：
图5 系统时钟电路
3.2 按键电路
按键电路可以实现人机对话，人们可以通过按键来实现让单片机自动的做不同的工作。键盘是一组按键的集合，按键开关是一种常开型开关，一般情况下按键电路的两个触点会处于断开状态，按下键时它们是闭合的。键盘分为编码键盘及非编码键盘这2种，按键的识别是由专门的硬件通过译码来实现的，能产生键编号或者是键值的键盘被称为编码键盘，而缺少这种的要靠自编软件识别的键盘则被称为非编码键盘。在由单片机组成的电路系统以及智能仪器中，使用的较多
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的一般是非编码键盘。图6就是一种比较典型的按键电路，在按键没有按下的时候，输出的是高电平，当按键按下去的时候，输出的是低电平。
图6 系统按键电路
3.3 复位电路
复位电路是为单片机提供正确的复位信号，由一个电阻、按键和一个电容组成，使单片机上电的时候复位。单片机复位电路主要包括积分复位、微分复位、比较器复位和看门狗复位这四种类型。52单片机的复位功能主要是由外接复位电路来实现的，单片机在启动时都会需要复位电路来实现CPU和各个原件都处于初始状态，并从初始状态开始工作。
该复位电路采用的是按钮复位这种方式，还有一种方式是上电自动复位。上电自动复位电路通过外接的电解电容自动充放电从而实现电路的复位作用，只要Vcc的上升时间低于1ms，自动上电复位就可以实现。图7中所示的电解电容在系统内可以起到上电复位的作用，因为考虑到芯片刚刚上电时由于供电不稳定而做出错误的计算，所以增加一个上电复位以达到延时启动CPU的目的，使芯片能够正常工作。虽然现在很多芯片自带了上电延时功能，但是我们一般还是会增加额外的上电复位电路，提高可靠性。当按压式开关按下时，电容两端构成回路并放电，使RST端重新变为高电平，按键抬起时电容又充电使RST变回低电平电路。
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图7 系统复位电路
3.4 555芯片电路
555芯片电路是一种能将模拟数据功能与逻辑数据功能结合在同一个芯片上的组合式集成电路。它的设计新颖、功能强大、适用面广泛，深受电子方面工作人员以及电子爱好者的喜爱，因此人们称555芯片为小IC。
555芯片电路能应用的电路有很多，例如：多个单稳、双稳触发器以及一个单稳和无稳触发器，一个双稳和无稳触发器等组合。在实际电路应用中，除了一些简单的电路外，555芯片还可以与不同的原件组合出很多功能不同的电路。本次设计中应用的电路是直接反馈型无稳类电路。电路如图8所示：
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图8 555芯片电路
在555芯片输出方波后，由于硬件的原因，输出的方波会有很多毛刺，所以为了去除这些毛刺本设计中使用了一个两输入与门（74HC08），让信号通过74HC08后会使输出的波形毛刺减少很多，使单片机的测量结果变得精确。 555时基芯片的输出频率跟所使用的电阻R和电容C的关系是：
f?0.772R?C
又因为T?1，所以 fT?R*C0.772
即：
C?T*0.772R
如果单片机采用12M的晶振，计数器T0的值增加1，时间就增加1μS ，我们采用中断的方式来启动和停止计数器T0，中断的触发方式为脉冲下降沿触发，第一次中断到来启动T0，计数器的值为N1，第二次中断到来停止T0，计数器器的值为N2，则测量方波的周期为
T?(N2?N1)*1us12