电子计时秒表设计报告

西南民族大西南民族大学学机器人机器人创创新新团队团队 单单片机片机设计报设计报告告 项目名称 项目名称 电子计时秒表电子计时秒表 项目成员 项目成员 第五组 第五组 XX XXX XXX 负责人员 负责人员 XXX 完成时间 完成时间 20142014 年年 0101 月月 1515 日日 报告成绩 报告成绩 摘要摘要 本次设计的是一个能显示计时状态和结果的秒表 它是基于定 时器 计数器设计的一个简单的电子计时秒表 该系统采用STC89C52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 结合显示电路 LED数码管以及外部中断电路来设计计时器 使得系统能够实现四位LED 显示 显示时间为00 00 99 99秒 计时精度为0 01秒 能正确地进行计时 并显示计时状态和结果 软件代码采用C语言编写程序 包括显示程序 初始化子程序 键盘扫描程序 中断服务程序 延时子程序等 并在keil 中调试运行 硬件系统利用单片机电路板强大的功能来实现 操作简单且 视觉效果易于观察 关键字 关键字 STC89C52RC 单片机 LED 码管显示 电子计时秒表 C 语言 电子计时秒表设计电子计时秒表设计 一 任务要求 一 任务要求 1 设计任务 设计并制作一个电子计时秒表 2 设计要求 利用定时计数器来实现电子秒表功能 秒计时精确到 0 01 秒 设计启动 暂停 清零按钮 4 位数码管显示 二 成员组成及分工 二 成员组成及分工 XXX 负责本设计的前期资料搜集与整体布局 X X 负责程序的编写与调试 XXX 负责后期程序的改进及硬件操作 三 方案论证 三 方案论证 1 显示部分显示部分 采用 LED 数码管动态显示 对于静态显示方式 所需的译码驱动装置 很多 引线多而复杂 且可靠性也较低 而对于动态显示方式 上述缺点 即可很好的避免 且视觉效果甚佳 2 2 硬件介绍 硬件介绍 2 1 STC89C52简介 STC89C52是一个低电压 高性能CMOS 8位单片机 片内含8k bytes的 可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器 RAM 器件采用ATMEL公司的高密度 非易失性存储技术生产 兼 容标准MCS 51指令系统 片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元 STC89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用 STC89C52单片机参数如下 1 兼容MCS51指令系统 2 4KB可反复擦写 大于1000次 Flash ROM 3 32个双向I O口 4 128 8bitRAM 5 2个16位可编程定时 计数器中断 STC89C52为8 位通用微处理器 采用工业标准的C51内核 在内部功 能及管脚排布上与通用的8xc52 相同 其主要用于会聚调整时的功能控制 功能包括对会聚主IC 内部寄存器 数据RAM及外部接口等功能部件的初 始化 会聚调整控制 会聚测试图控制 红外遥控信号IR的接收解码及与 主板CPU通信等 在本设计中详细端口分布见图 STC89C52端口图 2 2 四位数码管 四位数码管可以分为共阳极与共阴极两种 共阳极就是把所有LED 的阳极连接到共同接点com 而每个LED的阴极分别为 a b c d e f g及dp 小数点 共阴极则是把所有LED的阴极连接 到共同接点com 而每个LED的阳极分别为a b c d e f g及dp 小 数点 如下图2 2所示 通过控制各个LED的亮灭来显示数字 四 软件方案设计 四 软件方案设计 选用 C51 来编程 首先要有初始化程序 通过初始化程序 将对主 程序所用到的变量 常量以及各个参数和所调用的子函数定义 其次还有 显示程序 键盘扫描程序 中断服务程序 延时子程序 系统软件流程图 图如图所示 开始 系统初始化 数码管显示 按键的扫描及处理 主函数 计时是否到 99 99 秒 回零重新计时 否 系统流程图 五 设计原理 五 设计原理 利用 STC89C52RC 单片机的定时器 使其能精确计时 利用中断系统使 其实现启动 暂停以及复位清零的功能 P1 0 P1 1 P1 2 三个按钮分别 实现启动 暂停 清零功能 计时器采用T0中断实现 定时溢出中断周期为1ms 当溢出中断后向 CPU发出溢出中断请求 每发出10次中断请求就对10ms位 即最后一位 加一 达到100次就对100ms位加一 以此类推 直到99 99s为止 再看按键的处理 三个按键采用中断的方法 设置外部中断0脉冲边沿 触发方式 当按键按下时便会触发中断 从而实现启动 暂停和复位 开始键 暂停键 以及清零键使用了外部中断 所以需要连到单片机 的P1 0 P1 1和P1 2接口上 显示电路由四位数码管组成 采用动态显示方式 设计框图如下 图 按键 开关 STC89C52 单片机 数码管 显示 图 2 秒表设计框图 六 设计源程序 六 设计源程序 include define uint unsigned int define uchar unsigned char uchar aa qian bai shi ge sbit LED1 P3 4 sbit LED2 P3 5 sbit LED3 P3 7 sbit LED4 P3 6 sbit s1 P1 0 启动键 sbit s2 P1 1 暂停键 sbit s3 P1 2 清零键 sbit rd P1 4 uchar code table 不带点的编码表 0 xc0 0 xf9 0 xa4 0 xb0 0 x99 0 x92 0 x82 0 xf8 0 x80 0 x90 uchar code table1 带点的编码表 0 x40 0 x79 0 x24 0 x30 0 x19 0 x12 0 x02 0 x78 0 x00 0 x10 void delay uint z uint x y for x z x 0 x for y 110 y 0 y void init void display uchar qian uchar bai uchar shi uchar ge void keyscan rd 0 if s1 0 delay 5 if s1 0 while s1 TR0 1 打开定时器 开始计时 if s2 0 delay 5 if s2 0 while s2 TR0 0 关闭计时器 停止计时 if s3 0 delay 5 if s3 0 while s3 qian 0 bai 0 shi 0 ge 0 显示清零 void main init while 1 keyscan display qian bai shi ge void display uchar qian uchar bai uchar shi uchar ge LED1 0 P0 table qian delay 1 LED1 1 LED2 0 P0 table1 bai delay 1 LED2 1 LED3 0 P0 table shi delay 1 LED3 1 LED4 0 P0 table ge delay 1 LED4 1 void init TMOD 0 x01 设置定时器 0 工作方式 1 TH0 65536 1000 256 TL0 65536 1000 256 高低 8 位赋初值 EA 1 打开总中断 ET0 1 打开定时器 T0 TR0 1 void timer0 interrupt 1 中断子程序 TH0 65536 1000 256 TL0 65536 1000 256 aa if aa 10 aa 0 ge 溢出 10 次 0 01s 位加一 if ge 10 ge 0 0 01s 位到 10 了 清零 0 1s 位加一 shi if shi 10 shi 0 0 1s 位到 10 了 清零 1s 位加一 bai if bai 10 bai 0 1s 位到 10 了 清零 10s 位加一 qian 七 单片机显示效果图 七 单片机显示效果图 启动 清零图 暂停 计时图 八 测试结果分析 八 测试结果分析 通过以上的分析 我们可知所设计的电子计时秒表 既可以进行启动 记时 也可以通过按键来实现暂停 并能通过复位清零键来使秒表记时器 复位 以实现重新记时 在记时到99秒时 秒表会自动清零 需要重新按 开始键才可以 九 设计心得体会 九 设计心得体会 本次题目要求我们用定时器 计数器设计一个简单的电子计时秒 表 能显示计时状态和结果 要求进行电路实验或仿真 并使用C语言进 行程序的开发 能力拓展训练使得我们又一次熟悉了已学的C语言和先学的单片机的 应用 通过这次能力拓展使我们的动手能得到了提升 而且学会了团队合 作完成一项任务 在做这次设计之前 通过查找相关资料 我们已经对本次设计有了 一定的了解 在查询了大量资料和组内讨论之后 我们最终能成功的做出 了本次设计 但是在此过程中发现有很多知识点没有掌握 基础知识不可 缺少 此外一些核心的高层次的知识点更是不可忽视 在完成设计的过程 中我意识到 任何时候任何事情 闭门造车是不可取的 要一直坚持向周 围的师长 同学求教 以取得新的思考途径的重要性 这次的能力拓展训练主要运用C语言编程和单片机原理等方面的知识 充分锻炼了我们运用所学知识解决实际问题的能力 通过查阅资料 温习 课本知识和学习笔记 我深刻领悟到各课程之间的联系 并初步掌握了综 合运用课本知识分析问题的方法 本次简单秒表的设计采用单片机与微机 原理编程的方法 达到了预期目的 完成了设计的任务要求 这次设计充分检验了我们自学的能力 这次的设计任务涉及到了许 多软件方面的知识 通过查阅资料 我不但巩固了所学的课本知识 而且 学会了熟练使用许多软件 通过这次拓展训练 我也意识到自己的不足 比如说不能很好控制秒表计时的时间间隔很是棘手才得以解决