基于单片机的电子秒表.doc

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桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第3页共25页

课程设计（论文）说明书

题目：

基于单片机的电子秒表

院（系）：

信息与通信学院

专业：

电子信息工程

学生姓名：

学号：

指导教师：

武小年

职称：

副教授

2012年12月9日

桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第2页共3页

摘要

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入。

本文阐述了基于单片机的数字电子秒表的设计。

本设计主要特点是使用了6位数码管显示，以秒为单位，虽然精确度不是非常高，但是解决了以往秒表的繁琐，另外本设计还设置了复位和暂停等按键，方便使用者控制。

本设计的数字电子秒表系统采用AT89S52单片机为中心器件、3-8线译码器74LS138芯片、74hc573锁存器以及max232芯片设计了一个数字电子秒表系统，利用其定时器/计数定时和计数的原理，结合显示电路、LED数码管以及外部中断电路来设计的计时器；系统使用6位数码管显示；还设置了复位和暂停等按键，方便使用者控制。

软件系统采用C语言编程输入程序。

本文将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现6位LED显示，显示时间从秒到小时，计时范围比较广。

其中软件系统采用C语言编程输入程序。

硬件方面还使用了3-8线译码器74LS138芯片、74hc573锁存器以及max232芯片。

关键字：

单片机;数字电子秒表;LED数码管

Abstract

Inrecentyearsalongwiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,SCMapplicationsareconstantlydeepening.Inthispaperbasedonsinglechipdigitalelectronicstopwatchdesign.Thisdesignismainlycharacterizedbytheuseof6digitaltubedisplay,inseconds,whiletheprecisionisnotveryhigh,butsolvesthestopwatchiscumbersome,andthedesignisalsoprovidedwitharesetandpausebutton,convenientforuserstocontrol.

ThedesignofthedigitalelectronicstopwatchsystemusingAT89S52microcontrollerasthecenterdevice,usingthetimer/countertimingandcountingprinciples,combinedwiththedisplaycircuit,theLEDdigitaltubeaswellastheexternalinterruptcircuittodesignthetimer.Thesoftwareandhardwarecombination,sothatthesystemcanachieve6LEDdisplay,displaythetimefromsecondstohours,arelativelywiderangeoftiming.ThesoftwaresystemadoptsClanguageprogramminginputprogram.Thehardwarealsoused3-8linedecoder74LS138chip,74hc573latchandanMAX232chip.

Keyword:

SCM;Digitalelectronicstopwatch;LEDDigitaltube

目录

引言.................................................1

1电子秒表的工作原理.....................................1

1.1电子秒表简介.............................................1

1.2电子秒表的工作原理.......................................1

2硬件设计................................................2

2.1键盘模块.................................................2

2.2控制模块.................................................3

2.3显示模块.................................................8

3软件设计...............................................11

3.1秒表设计流程............................................11

3.2延时模块................................................12

3.3中断模块....................................................13

4电子秒表的制作与调试分析.................................14

4.1使用protel99se软件设计电路图...............................14

4.2电路板的制作...............................................15

4.3电路板的调试与分析.................................15

5结束语......................................................16

谢辞...........................................................17

参考文献.......................................................18

附录............................................................19

桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第24页共25页

引言

随着时代的发展与进步，人们对时间的要求越来越高，需要计时的也越来越多；现在的很多体育赛事都需要用到秒表。

在实际生活中秒表分为指针式和数字式两种，而后者具有更高地精确度和更好地直观性，在生活中被广泛应用。

电子秒表是一种较先进的电子计时器，目前国产的电子秒表一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准，采用6位液晶数字显示时间。

电子秒表的使用功能比机械秒表要多得多。

现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子计时器采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。

使用起来也比较方便。

电子秒表是一种较先进的电子计时器，它能精确的记录所用的时间，广泛应用于各类需要计时的比赛中；特别是最近这几年，随着科技的发展，各种运动对时间的要求不断地提高，秒表也越来越广泛地应用在各类比赛中。

1电子秒表

1.1电子秒表简介

电子秒表是一种较先进的电子计时器，目前国产的电子秒表一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准，采用6位液晶数字显示时间。

电子秒表的使用功能比机械秒表要多得多。

它不仅能显示分、秒，还能显示时、日、月及星期，并且有1／l00s的功能。

一般的电子秒表连续累计时间为59min59.99s，可读到1／l00s，平均日差±0.5s。

电子秒表是一种较先进的电子计时器，它能精确的记录所用的时间，广泛应用于各类需要计时的比赛中；特别是最近这几年，随着科技的发展，各种运动对时间的要求不断地提高，秒表也越来越广泛地应用在各类比赛中。

1.2电子秒表的工作原理

（1）电子秒表的系统设计是利用单片机的定时器功能，在周期的时间内产生中断来执行既定的程序，单片机AT89S52共有3个定时器，本系统采用了定时器1的工作模式1：

此工作模式中，计数寄存器由16位组成，此时TH1、TL1都作为8位计数器使用，工作原理为：

TL1计数溢出向TH1进位，TH1计数溢出时置位TF1=1，并向CPU申请中断，最大的计数值为216=65536

（2）系统采用的晶振频率为fosc=12MHz，机器周期为Tcy=1us，定时范围为1~65536us。

定时器的定时时间T为：

T=NTcy=（216-X）Tcy

计数器的计数值为：

N=216-X=65536-X，X为预置初值，计数范围为1~65536.

（3）系统采用了两个分频信号，以完成定时，采用预置初值为：

TH1=0xd8，TL1=0xf0；

定时时间为0.01us；因此累积10次计时达到0.1us，累积100次计时达到1s，刚好达到系统要求。

（4）系统采用键盘扫描的方式，来判断键盘是否被按下。

系统共采用两个按键，start启动与暂停键、ret复位清零键，当键被按下，便执行相应的程序。

2硬件设计

硬件框图如图2-1所示：

AT89S52

键盘模块

显示模块

5V供电电源

图2-1后面要给出这个图和表的题目，下面的图和表类似

2.1键盘模块

在键盘模块上设有3个开关按键，分别为1个开始控制开关，一个暂停控制开关，1个复位控制开关。

利用这3个控制开关来实现秒表的计时，暂停和清零的功能。

当按下开始开关时，秒表开始工作；当按下暂停开关时，秒表暂停工作，当再次按下开始控制开关时，秒表又接着原来的数据继续计时；当按下复位键控制开关时，秒表恢复到原始状态，又可以进行新一轮的计时。

键盘模块原理图如图2-2所示。