可任意启动停止的电子秒表设计

电子技术课程设计报告可任意启动/停止的电子秒表设计学院：机械与电子工程学院年级专业：08级电子信息工程学号：姓名：指导教师：完成时间：2011.07.09成绩：摘要本系统为基于AT89C52单片机，可任意启动/停止的电子秒表系统。该系统由硬件和软件组成。系统硬件主要由电源电路、按键、数码管显示电路及其他辅助电路组成；软件利用Keil工具，采用8051C语言编程。该系统可以实现0.01s的精度，以及对运行时间的显示、启动或停止秒表等功能。关键词：单片机；数码管；按键目录1设计目的及要求....................................................................................................................11.1设计目的和意义..............................................................................................................................11.2设计任务与要求..............................................................................................................................12硬件电路设计........................................................................................................................12.1总体方案设计..................................................................................................................................12.2功能模块电路设计..........................................................................................................................22.2.1单片机的选型.......................................................................................................................22.2.2振荡电路设计.......................................................................................................................42.2.3复位电路设计.......................................................................................................................42.2.4数码管显示电路设计...........................................................................................................52.2.5按键电路设计.......................................................................................................................62.3总电路设计......................................................................................................................................73软件系统设计........................................................................................................................83.1软件系统总体方案设计..................................................................................................................83.2软件流程图设计..............................................................................................................................84系统调试................................................................................................................................95总结......................................................................................................................................105.1本系统存在的问题及改进措施....................................................................................................105.2心得体会.........................................................................................................................................11参考文献..................................................................................................................................10附录：系统的源程序清单......................................................................................................1111设计目的及要求1.1设计目的和意义当今，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，微型计算机的应用已渗透到生产、生活的各个方面。其中单片微型计算机虽然问世不久，然而体积小、价廉、功能强，其销售额以每年近80%的速率增长。他的性能不断提高，适用范围愈来愈宽，在计算机应用领域已占有日益重要的低位。秒表应用于我们生活、工作、运动等需要计时的方面。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大的扩展了钟表原先的报时功能。它由刚开始的机械式秒表发展到今天所常用的数字式秒表。秒表的计时精度越来越高，功能越来越多，构造也日益复杂。电子科技日新月异，人们对现代电子设备的智能化和微型化及其精度提出来更高的要求，本次采用了AT89C52单片机，其灵活性和可靠性都相对提高。鉴于以上要求，我利用proteus仿真软件，设计了一款基于AT89C52单片机的可启动/暂停的秒表计时系统。1.2设计任务与要求系统要求6位LED数码显示，计时单位为1/100秒。利用功能键进行启/停控制。其功能为：上电后计时器清0，当第一次（或奇数次）按下启/停键时开始计数。第2次（或偶数次）按下该键时停止计时，再一次按启/停键时清零后重新开始计时。2硬件电路设计2.1总体方案设计电子秒表系统主要完成对计时实时的显示，精度达到1/100s，以及通过功能键可以使当前计时暂停或重新计时。系统主要包括晶振电路、复位电路、按键电路以及数码管显示电路。系统采用六个共阴极数码管，其中八位数据口与单片机的P0口通过74LS245双向总线收发器相接，可增加P0的驱动能力。6个片选信号连接单片机P1口的低六位。该电路可满足对计时时间的显示，最后一个最小显示单位为0.01s，溢出则向前进位，显示时间的范围为0~9999.99s。本系统按键采用外部中断的方式，因此按键接入单片机的P3.2口，通过下降沿触发方式来控制计时器的启停。系统的整体框图如图1所示：2图1系统整体框图2.2功能模块电路设计，2.2.1单片机的选型由于本系统只需要单片机完成对计时的显示以及处理由按键产生的中断。对于I/O资源以及处理速度无特殊要求，故选择ATMEL公司生产的AT89C52单片机，AT89C52增加了在线调试功能，即程序可以通过JTAG接口下载，调试和固化，因而该芯片的开发不再需要昂贵的硬件仿真器，可实现实时仿真，所有的资源都可以为用户所使用，可以在线编程或在系统编程，更进一步地说，在线编程或在系统编程是开发的系统具有了通过网络进行升级、维护的潜在功能。AT89C52的性能及特点[1]：与MCS-51系列单片机兼容。片内有8K可在线重复编程的快速内存可擦写存储器（FlashMemory）。存储器可循环写入/擦写10000次以上。存储器数据保存时间为10年以上。宽工作电压范围：Vcc可为2.7V-6.5V。全静态工作：可从0Hz-24MHz。程序存储器具有三级加密保护。256字节的内部RAM。32条可编程I/O口线。三个16位定时器/计数器。中断结构具有5级（6级）中断源和两个优下级。可编程全双工串行通讯。空闲维持低功耗和掉电状态保护存储数据。AT89C52引脚图如图2所示。3图2AT89C52引脚图VCC:+5V电源输入GND：接地P0口是一个双向8位三态I/O口，每个口可独立控制。使用时需外接上拉电阻。P1口是一个准双向8位I/O口，它的功能是单一的，只能用作数据的输入或者输出。P2口是一个准双向8位I/O口，输出时，从P2.x端口可输出CPU写到锁存器上的信号。当该接口用做数据输入接口是，应先向该位写1，然后，读该位即可读入输入数据。P3口是具有第二功能的准双向8位I/O口。ALE/PROG：地址所存/编程信号线。当P0口工作在第二功能时从该端口可复用工作，某时刻该端口可以送出地址信号A0~A7，而另外的时刻该端口传送的是数据信号D0~D7。利用ALE可以将地址信号A0~A7锁存到地址锁存器。EA/VPP：该控制信号线也具有双重功能，是允许访问片外ROM/编程高电压引线。PSEN：程序存储器允许输出控制端，常用作片外ROM的读控制信号，低电平有4效。RESET：复位引脚，当该端加上超过24个时钟周期的高电平时，可是8051复位。系统复位电路如图2.3所示。X1、X2：外接时钟引脚。X1为片内振荡电路的输入端，X2为片内振荡电路的输出端。2.2.2振荡电路设计AT89C52内部有一个用于构成片内振荡器的高增益反相放大器,振荡器产生的信号送到CPU,作为CPU的时钟信号,驱动CPU产生执行指令功能的机器周期。引脚XTAL1和XTAL2是此放大器的输人端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起可构成一个自激振荡器,振荡电路的连接如图所示图8所示，