基于单片机电子秒表系统设计.doc

《测控仪器设计》课程设计说明书

设计题目：基于单片机电子秒表系统设计
院系：机械与材料工程学院
专业：测控技术与仪器
班级：A1121班
学号：XX
姓名：XX
指导教师：XX

二零一四年十一月
目录
一、设计要求............................................................................................1
二、设计方案分析……………………………………….……………..1
2.1方案设计…………………………………………………….…1
2.2背景知识介绍……………………………………………....….2
三、硬件分析……………………………………….…………….……..5
3.1单片机简介…………………………………………………….5
3.2电源电路…………………………………………………...…..5
3.3晶体振荡电路………………………………………………….5
3.4复位电路………………………………………………….……5
3.5显示电路……………………………………………………….6
3.6键盘电路………………………………………………...……..6
四、硬件主电路图设计………………….………………….…….……7
五、软件设计……………………………………………………………7
5.1软件设计概述……………………………….…………………7
5.2主程序流程图……………………………………….…………7
六、测试数据及设计结果…………………………………….………..8
七、总结…………………………………………………….……..……8
附录1程序………………..…………………………………..….…….9
附录2protues电路图………………………..…………...…………..16
附录3仿真图………………………………………………...………..17
参考文献………………………………………………………...…….18

课程设计电子秒表系统设计薛萍
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一、设计要求
设计一个电子秒表，与通用秒表功能类似，有启动，暂停、复位等键。计时长长度为300秒，需显示百分秒。
设计方案分析
2.1方案设计
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。
本系统采用C51系列单片机为中心器件，利用其定时器/计数器定时和记数的原理，结合硬件电路如电源电路，晶振电路，复位电路，显示电路，以及一些按键电路等来设计计时器，将软、硬件有机地结合起来。其中软件系统采用汇编语言编写程序，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。
本设计利用AT89C51单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，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。根据要求知道秒表设计主要实现的功能是计时和显示。因此设置了两个按键和LCD显示时间，两个按键分别是开始、停止和复位按键。利用这两个建来实现秒表的全部功能，而LCD则能显示最多4.59.99秒的计时。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。

AT89C51
单片机控制器
复位电路
开关电路
LCD显示

图1.1数字秒表硬件电路基本原理图
本设计中，数码管显示的数据存放在内存单元31H－33H中。其中31H存放分钟变量，32H存放秒钟变量，33H存放10ms计数值，即存放毫秒位数据，每一地址单元内均为十进制BCD码。由于采用软件动态扫描实现数据显示功能，显示用十进制BCD码数据的对应段码存放在ROM表中。显示时，先取出31H－33H某一地址中的数据，然后查得对应的显示位，并从P1口输出，就能显示该地址单元的数据值。
计时通过中断完成，定时溢出中断周期为1ms，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毫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4.59.99秒重新复位。
再看按键的处理。这两个键可以采用中断的方法，也可以采用扫描的方法来识别。复位键主要功能在于数值复位，对于时间的要求不是很严格。而开始和停止键则是用于对时间的锁定，需要比较准确的控制。因此可以对复位按键采取扫描的方式。而对开始和停止键采用外部中断的方式。
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，显示电路和回零、启动、查看、停表电路等。主控制器采用单片机STC89C52，显示电路采用LCD显示计时时间，两个按键均采用触点式按键。

2.2