电子秒表课程设计.docx

1、电子秒表课程设计专业（电子）课程设计报告题目： 电子秒表 院 （系） 工学院 专 业 电子信息工程 年 级 07-1 姓 名 兴隆年 学 号 07042112 指导教师 liu* 2010年 12 月 17日前言当今，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地位。 单片微型计算机简称单片机，又成为控制器。他是在一块半导体上，集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定时器/计数器、中断系统

2、等功能部件，构成了一台完整的数字计算机。单片机在生产生活中的许多方面得到广泛的应用，例如，生活中五彩变幻的霓虹灯，手机通信，温度检测，流量控制等都涉及到单片机。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如按时自动打铃、时间程序自动控制、秒表等。所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究电子秒表及扩大其应用，有非常现实的意义。电子秒表是一种用数字电路技术实现秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 电子秒表从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。电子科技

3、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了更高的要求，而单片机因其具有稳定可靠、 体积小、 价格低廉等特点，成为设计智能化仪器仪表的首选微控制器，因此本次我没有选用传统的专用的时钟芯片，而是采用了AT89C52芯片，此款单片机可以使用软件对其进行在线编程，其灵活性和可靠性都相对提高。通过此次课程设计,增强了我们的动手能力,把理论与实践融合在一起。同时，也进一步加深了对单片机的硬件结构的理解和巩固，编程能力也得到了提高。在此将秒表制作过程中用到的知识进行了一些总结，希望自己今后能注意。关键字：单片机；电子秒表；仿真一、课程设计目的通过课程设计教学环节，学生在进一步熟悉单片机基础知

4、识的同时，学会单片机应用系统的设计、制作方法和开发过程，初步具备运用所学知识分析和解决实际问题的能力，能够独立地完成一个简单应用系统的设计与开发。二、电路原理1电路实际应用意义钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如按时自动打铃、时间程序自动控制、秒表等。所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究秒表及扩大其应用，有非常现实的意义。电子秒表是一种用数字电路技术实现秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 2电路原理（1）.电子秒表的工作原理：本设计中的数字秒表的核心是AT89

5、C52单片机，其内部带有8KB在线可编程Flash存储器的单片机，无须外扩程序存储器，硬件电路主要由四部分构成：时钟电路，复位电路，键盘以及显示电路。时钟电路是秒表硬件电路的核心，没有时钟电路，电子表将无法正常工作计时。本系统时钟电路采用的晶振的频率为12MHz，定时器采用的是定时器0工作在方式1定时。键盘可对电子表进行调微秒启动、停止、清除设置。显示电路由1个四位一体共阴级LED数码管构成，它的段控端和位控端通过与AT89C52单片机的I/O口相连，显示器可使秒表显示出秒、毫秒。 数字秒表的计时原理为：上电后，电子表显示，电子表从000.0开始计时。最小计时单位为0. 1秒，也就是100毫秒

6、。由于时钟电路采用的晶振的频率为12MHz，故机器周期为12/12MHZ=1us，程序设计采用定时500us，因此要产生500us/1us=500个脉冲；定时器采用的是定时器0工作在方式1定时，方式1（16位方式）:初始值C=10000H-500B=FE0CH,高位装入TH,低位装入TL（2）时钟电路工作原理：下图所示为时钟电路原理图，在AT89S52芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时

7、钟脉冲信号。图1 时钟电路（3）显示电路工作原理：四位一体数码管如图4所示，它的位控端连接在一起,共用8根数据线，。假设段控端有段码输入时，每个数码管的段控端都收到了段码，但只有位控线有效的数码管才能显示数据，反之亦反。共阳极数码管段控端为低电平有效，位控端高电平有效,共阴极数码管恰恰相反。四位一体数码管用于动态扫描，即把数码管显示数据的段控码分时送到其对应的段控端。当一个段控码被送到段控端时，显示此段控码数据的数码管,它的位控端置有效电平，数码管点亮；而其他数码管的位控端送无效电平，数码管不亮。持续点亮一段时间，再送其它的段控码，依次把显示段控码的数码管，使其位控端为有效电平，其他数码管的位

8、控端为无效电平，就这样数码管依次被点亮。图2 显示电路此外，电路中还用了MAX7221作为显示电路的驱动器。3电路原理图图3 总电路图三、课程设计总结1仿真电路过程在PROTUES软件上找出所要用到芯片，电阻，电容等元件摆放在适当的位置，然后连线。在仿真之前必须先将单片机程序编译出来，这次我用到的编译工具是Keil,将代码输入进Keil保存，没有错误后会自动生成对应的后缀名为“HEX”的文件。在运行PROTUES仿真之前需设置AT89C52参数，要找到这个“HEX”文件的路径，其他元器件的属性设置完以后就可以进行仿真。仿真结果如下图所示：图4仿真图2课程设计心得体会在电路图制作阶段，我到图书馆

9、、网上查阅各种资料，在电脑上使用PROTUES进行以及相关的绘图软件，使自己在理论分析设计和动手操作能力等各方面得到了极大提高。我通过对设计任务书的具体要求分析思考，再加上以前在学校进行的各种相关实践和实习积累的经验，首次完成了这次的课程设计的任务，在利用Keil软件编写程序调试时，遇到了不少困难，首先是C语言，我认为是这次设计中最难得的地方，因为我要做的是数字秒表，此外还要有时间校准功能，因此就要用到很多种电路，还要很多芯片，这使我学会了耐心分析问题，并进一步锻炼自己去攻破难题的能力。通过这次课程设计我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结

10、合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次课程设计整体来说是成功的，但我也发现了自己许多错漏和不足之处。譬如，最简单的程序没写好就想着写更复杂的程序，做事还是缺乏耐性和细心，当有时遇到问题时，总觉得无从下手，对于课本上的知识不能很好的组织起来。在编写各功能程序时，特别是后来增添的比较复杂的程序。现在电子领域、不同的行业极为广泛，对于我们学电子专业的人来说，学好课本上的知识仅仅是基础，要掌握一门技术必须还得更深层的学习，并且亲自动手去做，这样才能达到事半功倍的效果，有点小小的成就感，终于觉得平时所学的知识有了实用的价值，达到了理论与实际相结合的

11、目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，更加强了团队合作的意识，使自己对以后的路有了更加清楚的认识，同时，对未来有了更多的信心在最后，再次感谢指导老师以及所有同组成员。四、 附录附录一：程序清单：#include sbit key0=P36; sbit key1=P37; sbit DIN=P30; sbit CLK=P32; sbit LOAD=P31;unsigned int count;void delay (unsigned int us) while(us-);void time0_initial() count=0;/秒清零 TMOD = 0x21;/T0 T1工作于方式1

12、 TL0 = 60; TH0 = 176;/50ms定时初值 ET0 = 1;/允许T1中断 EA = 1;/开中断 TR0 = 1;/T1开始计时 void int50ms() interrupt 1 TR0=0;/关定时器T0 TL0= 0xff; TH0= 0xff;/赋定时初值 TR0=1;/开定时器T0 count+;/50ms计数加1unsigned int decSec,centSec,sec, mSec;void send(unsigned char add,unsigned char dat)/发送16字节子函数。 unsigned char ADS,i,j; LOAD=0;

13、 i=0; while(i16) if(i=1;j-) DIN=ADS&0x80; ADS=ADS1; CLK=1; CLK=0; i=i+8; LOAD=1;void initial_max7219()/ send(0x0c,0x01);/初始化MAX7219；/ send(0x0b,0x07);/ send(0x0a,0xf5);/ send(0x09,0xff); send(0x09,0xff); send(0x0a,0x08); send(0x0b,0x03); send(0x0c,0x00); send(0x0f,0x00); send(0x0c,0x01); /*-显示数码子函数-

14、*/void disp(unsigned char hour,unsigned char min,unsigned char sec)/ send(0x08,sec-sec/10*10);/ send(0x07,sec/10);/ send(0x06,10); /显示-/ send(0x05,min-min/10*10);/前四位显示/ send(0x04,sec/100);/ send(0x03,(sec-sec/100*100)/10); /显示-/ send(0x02,sec-(sec-sec/100*100)-(sec-sec/100*100)/10*10);/ send(0x01,m

15、Sec);/void timer0() interrupt 1 TH0=60; TL0=176; count+; if(count%2=0) / count=0; mSec+; if(mSec=10) mSec=0; if(count=20) count=0; sec+; if(sec=10) sec=0; decSec+; if(decSec=10) decSec=0; centSec+; if(centSec=10) centSec=0; void adjust_time() if(key0=0) TR0=!TR0; if(key1=0) TR0=0; sec=0; mSec=0; dec

16、Sec=0; centSec=0; void main() sec=0; mSec=0; time0_initial(); TR0=0; /void delay (unsigned int); /void send(unsigned char,unsigned char); /void initial_max7219(); /void disp(unsigned char,unsigned char,unsigned char); initial_max7219(); while(1) adjust_time(); send(0x04,mSec); send(0x03,sec|0x80); s

17、end(0x02,decSec); send(0x01,centSec); 附录二：参考文献 1、曹巧媛 主编， 单片机原理及应用 北京：电子工业出版社，1997.7。2、赵秀珍，单永磊 主编， 单片微型计算机原理及其应用 北京：中国水利水电出版社，2001.8。3、张毅刚，修林成，胡振江 编著 MCS-51单片机应用设计 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990.8。4、张洪润，兰清华 编著 单片机应用技术教程 北京：清华大学出版社，1997.11。 5、陈景初 主编 单片机应用系统设计与实践 北京：北京航空航天大学出版社，1999.6。6、马家辰 主编 MCS-51单片机原理与接口技术 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002.8。7、李群芳，张士军，黄建 编著 单片微型计算机与接口技术（第2版） 北京：电子工业出版社，2007.1。（部分内容来源于网络，版权归原作者所有）