基于单片机的秒表系统设计.docx
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基于单片机的秒表系统设计
课程设计（论文）
题目名称基于单片机的秒表系统设计
课程名称单片机原理及在电气测控学科中的应用
学生姓名
学号
系、专业电气工程系、09电气测控类
指导教师
2020年月日
课程设计（论文）任务书
年级专业
09电气测控
学生姓名
学号
题目名称
基于单片机的秒表系统设计
设计时间
课程名称
单片机原理及在电气测控学科中的应用
课程编号
设计地点
数字控制与PLC实验室（
一、课程设计（论文）目的
课程设计是在校学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。
单片机课程设计，要求学生更多的完成软硬结合的动手实践方案，解决目前学生课程设计过程中普遍存在的缺乏动手能力的现象。
《单片机课程设计》是继《电子技术》、和《单片机原理与应用》课程之后开出的实践环节课程，其目的和任务是训练学生综合运用已学课程“电子技术基础”、“单片机原理及应用”的基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作,掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。
二、已知技术参数和条件
1、89C51系列单片机，LED数码管等；
2、KEIL软件；Wave软件；Proteus仿真软件；
3、THKSCM-1型单片机实验系统。
三、任务要求
1、设计一个精度为的秒表系统；
2、具有启动、停止、清零的功能；
3、设计每到一秒有声音提醒功能，可以通过按钮打开及关闭该提醒功能；
4、其他功能（创新部分）。
注：
1．此表由指导教师填写，经教研室审批，指导教师、学生签字后生效；
2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）
1、单片机课程设计指导，中南大学出版社，张一斌等2009年9月
2、单片机实验与实践教程，北京航空航天大学出版社，何立民等2004年7月
3、童诗白.模拟电子技术基础，高等教育出版社，2001年
4、THKSCM-1型单片机实验系统实验指导书、KEIL软件，WAVE软件
5、数字控制与PLC实验室”THKSCM-1型单片机实验系统”。
五、进度安排
2011年6月7日：
收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求
2011年6月8日：
总体方案设计
2011年6月9日-10日：
硬件电路设计
2011年6月11日-12日：
软件设计
2011年6月13日-15日：
系统调试改进
2011年6月16日：
整理书写设计说明书
2011年6月17日：
答辩并考核
六、教研室审批意见
教研室主任（签名）：
年月日
七、主管教学主任意见
主管主任（签名）：
年月日
八、备注
指导教师（签字）：
学生（签字）：
课程设计（论文）评阅表
学生姓名学号
系专业班级09电气测控一班
题目名称基于单片机的秒表系统设计课程名称单片机原理及在电气测控学科中的应用
一、学生自我总结
通过这次设计，我学到了许多课外的东西，加深了对单片机等知识的了解，提高了应用思考和设计能力,同时也发现了自己的许多不足，在设计中遇到了很多问题，比如对知识掌握不够牢固，学的不够深，以及对一些器件的不了解等。
在设计中我明白了我们作为一名工科学生，仅仅掌握好课堂上的知识是远远不够的，我们还需要更深入的进行扩展延伸，并加强自己的实际动手能力，只有理论与实践相结合才是真正的掌握知识。
学生签名：
年月日
二、指导教师评定
评分项目
平时成绩
论文
答辩
综合成绩
权重
30
40
30
单项成绩
指导教师评语：
指导教师（签名）：
年月日
注：
1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；
2、表中的“评分项目”及“权重”依照各系的考核细那么和评分标准确信。
摘要
最近几年来随着科技的飞速进展，单片机的应用正在不断的走向深切。
本文论述了基于单片机的电子秒表设计。
本设计要紧特点是计时精度达到，解决了传统的由于计时精度不够造成的误差和不公平性，是各类体育竞赛的必备设备之一。
本设计是基于AT89C51单片机设计的，咱们是分为几个模块来设计的。
第一对秒表的硬件进行了设计，它包括时钟电路设计、复位电路设计和外部显示电路。
利用89C51单片机的按时器/计数器按时和记数的原理，结合显示电路、LED数码管和外部中断电路来设计计时器。
计时精度为。
第二是软件进行了设计，软件系统采纳汇编语言编写程序，包括显示程序，按时中断效劳，外部中断效劳程序，延时程序等。
最后通过仿真调试，在proteus环境下成立了仿真模型，仿真结果说明本设计是正确的。
关键词：
单片机；秒表；系统设计
摘要………………………………………………………………………………………I
1课题内容要求及目的………………………………………………………………1
课题内容……………………………………………………………………………1
课题要求……………………………………………………………………………1
课题目的……………………………………………………………………………1
2硬件设计………………………………………………………………………………2
AT89C51单片机简介……………………………………………………………2
设计思路……………………………………………………………………………2
硬件电路设计………………………………………………………………………3
3软件设计………………………………………………………………………………5
程序设计……………………………………………………………………5
源程序………………………………………………………………………………6
4系统调试与仿真……………………………………………………………………11
proteus简介……………………………………………………………………11
仿真调试……………………………………………………………………………12
5总结………………………………………………………………………………13
参考文献………………………………………………………………………………14
致谢………………………………………………………………………………………15
1课题内容要求及目的
课题内容
用AT89C51设计一个秒表，该秒表课可显示~秒的时刻，进行相应的单片机硬件电路的设计并进行软件编程利用单片机按时器/计数器中断设计秒表，从而实现秒、十分之一秒的计时。
综合运用所学的《单片机原理与应用》理论知识，通过实践增强对所学知识的明白得，具有设计单片机应用系统的能力。
通过本次系统设计加深对单片机把握按时器、外部中断的设置和编程原理的全面熟悉温习和把握。
本系统利用单片机的按时器/计数器按时和记数的原理，通过采纳proteus仿真软件来模拟实现。
模拟利用AT89C51单片机、LED数码管和控件来操纵秒表的计数和计位！
其中有三位数码管用来显示数据，显示秒（两位）和十分之一秒，十分之一秒的数码管计数从0~9，满十进一后显示秒的数码管的数字加一，而且十分之一秒显示清零从头从零计数。
计秒数码管采纳三位的数码管，当计数超过范围是所有数码管全数清零从头计数。
课题要求
本课题是基于单片机的秒表系统设计，它的具体要求有以下几点：
（1）用单片机AT89C51实现；
（2）以秒为最小单位进行显示；
（3）秒表量程为秒，用LED显示；
（4）有清零、开始、停止功能、每到一秒有声音提示；
课题目的
通过课程设计，进一步熟悉和把握AT89C51单片机的结构及工作原理，把握以单片机核心的电路设计的大体方式和技术，了解表关电路参数的计算方式。
通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整进程，进一步了解开发一单片机应用系统的全进程，通过此综合训练,为以后毕业设计打下必然的基础。
（1）通过本次课程设计加深对单片机课程的全面熟悉。
（2）把握按时器、外部中断的设置和编程。
（3）该实验通过单片机的软件延时设计，设计简单的计时器系统，能正确的计时。
（4）通过本次课程设计能够对程序进行编辑，校验。
AT89C51单片机简介
AT89C51是一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器（FPEROM-FlashProgrammableandEraseableReadOnlyMemory）的8位CMOS微操纵器，利用高密度、非易失存储技术制造，而且与89C51引脚和指令系统完全兼容。
引脚别离如下图。
图单片机引脚散布图
图所示的单片机是引脚双列直插封装方式，电源引脚40脚与接地脚20。
P0口作输入口利历时，应先向口锁存器写入1。
P1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
P1的输出缓存可驱动4个TTL输入。
P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
P3口也是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P3端口还用于一些复用功能。
设计思路
这次的实验要求进行计时而且在数码管上显示时刻，先要大体了解硬件内在结构，确信誉p2并行端口进行数码管操纵输入，利用，，进行选择秒位，秒位，十位秒位，以为开始操纵，为停止操纵，为清零操纵。
本次实验设计的大体思路是要求借助AT89C51单片机做出一个的秒表从十位秒到位秒数这些计时的位数是存在一个内嵌的结构，确实是秒位知足条件然后进行跳位使秒位加一的进程，当到时该位自动清零而且秒位加一，秒位达到9时也自动清零并向十秒位加一。
当计数超过范围是所有数码管全数清零从头计数。
第二开始操纵，停止操纵，清零操纵等功能，咱们采纳蜂鸣器进行提示，该信号由输出由7406非门与外加电源驱动，通过一个延时子程序加以操纵。
最后确实是依照硬件的条件进行编程，要求软硬件彼此兼容。
这也是设计的关键的地方。
因此需查阅相关书籍。
硬件电路设计
（1）时钟电路与复位电路
利用12分频的晶振的一个机械周期为一微妙，通过循环延时产生秒的延时，晶振电路原理及单片机复位电路图如图所示。
图时钟与复位电路图
单片机的时钟信号用来提供单片机内各类微操作的时刻基准，89C51片内设有一个由反向放大器所组成的振荡电路，XTAL1和XTAL2别离为振荡电路的输入和输出端，89C51单片机的时钟信号通经常使用两种电路形式取得：
内部振荡方式与外部振荡方式。
外部方式的时钟很少用，假设要历时，只要将XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器就行。
关于复位操作，咱们采纳手动复位，通过按钮开关使单片机进入复位状态，这是单片机可否正常工作的关键。
（2）硬件电路设计
利用proteus软件设计的硬件电路包括了三个功能操纵键和一个单片机复位按钮及蜂鸣器操纵开关。
具体如下图。
图硬件电路连接图
时钟电路与复位电路已在前边介绍，在此要紧介绍端口电路，关于外显电路的设计咱们采纳四位数码管，事实上依照要求只用到三位，咱们利用、、对数码管进行位选。
关于按钮开关电路，咱们利用、、别离作为开始、停止及清零功能的电路接口。
关于声音提示咱们采纳蜂鸣器装置，信号由口接入通过非门和驱动电源组成。
3软件设计程序设计
依照课题内容,可做出主程序流程图如下图。
开始
有进位吗？
初始化
有暂停指令吗？
Y
有清零指令吗？
秒位加一
N
N
N
Y
有进位吗？
N
Y
秒位加一
十秒位加一
Y
有进位吗？
N
Y
声音提示
图主程序流程图
流程图表现着设计程序的思路
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