单片机课程设计报告
电子秒表系统的设计
学 院： 机电学院 年级专业： 电信081班 学 号： 08808019 姓 名： 裴颖 指导教师： 郭文川
完成时间： 2011-7-11 成 绩：
中国 陕西 杨凌
摘 要
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的走向深入,秒表计时器是电器
制造，工业自动化控制、国防、实验室及科研单位理想的计时仪器，它广泛应用于各种继电器、电磁开关，控制器、延时器、定时器等的时间测试。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从00到99秒秒表系统，方便了在计时精度要求不高的情况下计时，因为计时精度为1，所以系统电路比较简单。另外硬件部分设置了开始、暂停、清零、复位按键，可以对秒表系统进行计时控制。
本设计的数字电子秒表系统采用AT89C52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数码管以及外部中断电路来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现两位LED显示，显示时间为00～99秒，计时精度为1秒，能正确地进行计时，同时能记录一次时间，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，外部中断服务程序，延时程序等，并在Keil中调试运行，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：单片机；数字电子秒表；仿真
目 录
1.引言 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 1.1设计目的及意义…………………………………………………………1 1.2设计任务与要求…………………………………………………………1
2.硬件设计 ..................................................................................................................... V
2.1 总体方案的设计 ................................................................................................... V 2.2 单片机的选择 ..................................................................................................... VI 2.3 显示电路的选择与设计 .................................................................................... VIII 2.4 按键电路的选择与设计 ....................................................................................... XI 2.5 时钟电路的选择与设计 .................................................................................... XIII 2.6 复位电路的选择与设计 .................................................................................... XIV 2.7 系统总电路的设计 ........................................................................................... XVI
3.软件设计 ...................................................................................... 错误！未定义书签。
3.1 程序设计思想 ..................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 系统资源的分配 .................................................................. 错误！未定义书签。 3.3 主程序设计 ................................................................................................... XXIII 3.4 中断程序设计 ................................................................................................ XXV
4.数字电子秒表的安装与调试 ................................................................................ XXIX 4.1 软件的仿真与调试 ......................................................................................... XXIX 4.2 硬件的安装与调试 ......................................................................................... XXIX 4.3 系统程序的烧录 .............................................................................................. XXX 4.4 数字电子秒表的精度调试 ..................................................... 错误！未定义书签。 结 论 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 致 谢 ....................................................................................................................... XXXII 参考文献 ................................................................................................................... XXXII
1.引言
1.1、设计目的及意义
秒表计时器是电器制造，工业自动化控制、国防、实验室及科研单位理想的计时仪器，它广泛应用于各种继电器、电磁开关，控制器、延时器、定时器等的时间测试。
自首届现代奥运会在希腊雅典举办以来，奥运计时技术一直在不断地向前发展。一百多年过去了，首届现代奥运会上计时所用的跑表如今换成了一系列高科技计时装置，如高速数码摄像机、电子触摸垫、红外光束、无线应答器等等。鉴于当今计时技术的快速发展，掌握电子秒表系统的设计，能够用学过的理论知识设计最简单的秒表系统电路--用AT89C52设计一个2位LED数码显示“秒表”，显示时间为00~99秒，每秒自动加一。另设计一个“开始”按键、一个“复位”按键、一个“暂停”按键和一个“清零”按键。
从我国水运仪像台的发明到现在各国都在研制的原子钟这几百年的钟表演变过程中，我们可以看到，各个不同时期的科学家和钟表工匠用他们的聪明的智慧和不断的实践融合成了一座时间的隧道，同时也为我们勾勒了一条钟表文化和科技发展的轨迹。 本设计利用AT89C52单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，使其能精确计时。利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。12M晶振，P0口输出段码数据，2位共阴数码管，P2.0、P2.1位控，三个按键P2.5、P2.6、P2.7分别实现开始、暂停、清零功能，显示电路由两位共阴极数码管组成。
初始状态下计时器显示00，当按下开始键时，外部中断INT1向CPU发出中断请求，CPU转去执行外部中断1服务程序，即开启定时器T0。计时采用定时器T0中断完成，定时溢出中断周期为1s，当一处中断后向CPU发出溢出中断请求，每发出一次中断请求就对秒计数单元进行加一，达到10次就对十毫秒位进行加一，依次类推，直到99秒重新复位。在计时过程中，只要按下暂停键，外部中断INT0向CPU发出中断请求，CPU转去执行外部中断0服务程序,即关闭定时器T0，调用显示程序，实现暂停功能，
在按下暂停键时，将此时的计时时间存入中间缓存区，当再次按下开始键时，则讲中间缓存区的数据转入最终缓存区，根据以上设计思路从而实现数字电子秒表的计时。
本文主要内容包括三部分：第一部分介绍硬件部分设计思路及方案；第二部分介绍了软件部分的设计思路和设计；最后一部分则是整个系统的安装与调试过程。 1.2设计任务与要求
其设计任务有如下几点：
1）应用AT89C52单片机设计电路实现数字秒表（LED显示00--99秒）；选用2位
LED数码显示，实时显示两位秒表，采用按键式实现秒表的开始、暂停和清 零。 2）硬件设计：根据设计的任务选定合适的单片机，根据控制对象设计接口电路。设计的单元电路必须有工作原理,器件的作用,分析和计算过程；
3）软件设计：根据电路工作过程，画出软件流程图，根据流程图编写相应的程序，进行调试并打印程序清单；
4）原理图设计：根据所确定的设计电路，利用Protel或Proteus等有关工具软件绘制电路原理图、PCB板图、提供元器件清单；
其设计要求是用AT89C52设计一个用2位的LED数码显示；显示时间为00~99秒，每秒自动加1，另设计一个“开始”键、一个“暂停”键和一个“复位”键
2.硬件设计
2.1 总体方案的设计
数字电子秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点，在计时中广泛使用。本设计用单片机组成数字电子秒表，力求结构简单、精度高为目标,设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器，计时与显示电路和回零、启动和停表电路等。主控制器采用单片机AT89C52，显示电路采用共阴极LED数码管显示计时时间。
本设计利用AT89C52单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，使其能精确计时。利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。P0口输出段码数据，P2.0-P2.4口作列扫描输出，P2.5、P2.6、P2.6、P2.7口接三个按钮开关，分别实现开始、暂停、清零功能。电路原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后在正确性和布局合理的前提下力求美观。硬件电路图按照图1.1进行设计。
复位电路 LED显示 AT89C52 单片机控制器 开关电路
图1.1 数字秒表硬件电路基本原理图