基于单片机的秒表设计

1、单片机课程综合设计。设计主题：基于单片机的秒表设计学位：名字：杨晓博尹序鑫罗恩勇陈晓峰班级：电气1302提交日期： 2015.12.26信息电气工程学院目录1概要51.1基本要求： 52整个系统的方案和硬件设计62.1系统整体方案62.2硬件电路设计7(1)单片机的介绍7(2)电源电路8(3)水晶振荡电路8(4)复位电路8(5)显示电路9(6)键盘电路103软件设计113.1软件设计概要113.2程序流程图12Proteus软件模拟144.1软件功能概要154.2 Proteus执行流程165课程设计体验18课程总结19带1源代码的21摘要本设计是一种用单片机控制的多功能秒表系统，是一种基于5

2、1系列单片机的系统设计。 以STC12C52A60S2单片机为中心设备，利用其计时器/计数器的定时和计数原理，通过组合显示电路、电源电路、LED数字代码管理和键盘电路来设计计时器。 软件和硬件的有机组合，以允许系统实现4位的LED显示，最大显示时间为9分59.9秒，每毫秒自动加1，一个是暂停按钮，一个是复位按钮。 其突出优点：体积小，异地工作，功耗最低，应该用电池作为电源，硬件结构紧凑，简单，软件设计灵活今天的时代是新技术不断出现的时代。 在电子领域，特别是自动智能控制领域，包括以往的离散部件和数字逻辑电路的控制系统以从来没有见过的速度被单片机的智能控制系统取代。 单片机具有体积小、功能强、成

3、本低、应用面广等优点，智能控制和自动控制的核心可以说是单片机。 单片机的出现是现代科学技术发展的重要里程碑。 由于单片机集成度高、功能强、通用性高，具有体积低、能耗低、价格便宜等优点，使单片机迅速普及，目前测定控制应用系统中的优选机型和新电子产品关键词：单片机，多功能秒表。一、概要1.1基本要求：设计秒表，用4位的LED代码显示时间，从00:00秒到59:59秒，用两个按钮控制。 按钮1开始/停止，按钮2复位为零。发挥部分：利用1，8位的LED数字代码管，显示年月日时分秒，要求关闭单片机电源重新启动时，不影响时间的计时。 RTC芯片和纽扣电池组合，设计变得简单。2 .将时间转换为ASCII代码

4、，以9600 bps输出，与PC同步。二、系统整体方案和硬件设计2.1整个系统的方案该系统以STC12C52A60S2单片机为中心器件，利用其计时器/计数器的定时和计数原理，将硬件电路例如电源电路、水晶振动电路、复位电路、显示电路、几个键电路等结合起来设计计时器其中，软件系统用汇编语言编制程序，显示程序、计数程序、中断、硬件系统利用PROTEUS的强大功能实现，可以简单简单地观察，在模拟过程中可以观察实际的工作状态。外围电路显示电路单片机电脑电源电路键盘电路系统电路图2.2硬件电路设计在本系统中，硬件电路主要有电源电路、晶体振动电路、复位电路、显示电路、一些键电路等，本设计的数字电线管采用共同

5、阳极的4位数字电线管，在整体电路图中(1)单片机的介绍本系统设计采用STC12C52A60S2单片机。STC12C52A60S2是一款低电压、高性能的CMOS8位微处理器，具有4K字节闪烁、可编程只读存储器。 该器件采用ATMEL高密度非易失性存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51命令组和输出引脚兼容(由于从微机原理中学到了C-51的具体知识，在此不详细说明)。 ATMEL的STC12C52A60S2是一种高效的微控制器，因为在一个芯片中集成了多功能的8位CPU和闪存。(2)电源电路电源电路是系统最基本的部分，任何电路都离不开电源部分。 由三端集成稳压器件构成的稳压电源电路简单，性能稳定

6、，工作可靠，调整方便，逐渐取代个别部件，在生产中被广泛采用。 因为是小系统，所以我们用7809电源提供5V稳定电压。(3)水晶振荡电路MCS-51单片机内部的振荡电路是高增益反转放大器，引线XTAL1和XTAL2分别是反向振荡放大器的输入和内部时钟动作电路的输入和来自反向振荡器的输出，该反向放大器可以作为芯片内振荡器构成。在此，我们采用51单片机的12MHZ的内部振荡方式，电容器C1、C2起到稳定振荡频率、快速振荡的作用，C1和C2可以在20-100PF之间取，这里取30P，布线时取水晶(4)复位电路采用通电复位电路，通电复位后，为了进行容量充电，RST持续高电平时间。 在单片机已经在动作中的

7、情况下，如果按下复位键，RST将持续一定时间的高电平，实现上电复位的动作。 不仅要复位单片机，而且要把电脑复位。单片机的外围芯片也同时复位. 如果程序发生错误，你可以随时复位电路。(5)显示电路显示电路可以选择液晶显示器和数码面板显示器两种。 我们采用数字码管的显示电路。 由4个共阳极LED表示，LED是七段式显示器，内部由7个棒状发光二极管和一个小点发光二极管构成，根据各管的明暗组合成文字。用数字码管显示时，有静态和动态两种选择，静态显示程序简单，显示稳定，但占有端口多，用于动态显示的端口少，可以节省单片机的I/O端口。在设计中，采用LED动态显示，以P0端口驱动显示。 由于数码软线管使用共

8、阳极，所以我们可以使用扩展型51单片机具有的强推挽模式，以大的输出电流满足驱动数码软线管的要求。电路图如下所示。(6)键盘电路在键电路中，可以直接按下I/O端口上的键，也可以根据I/O端口设计键盘，通过键盘扫描程序判断有无按下键等。 键盘扫描电路节省了I/O端口，但编程复杂，在这里，我们使用的密钥少，系统是小系统，有足够的I/O端口，所以为了简化程序，我们采用了密钥电路，有一部分三、软件设计3.1软件设计概述在软件设计中，一般采用模块化编程方法，具有明显的优点。 将多功能复杂的程序分为几个简单的功能单个程序模块，有利于程序的设计和调试，有利于程序的优化和分工，提高了程序的读书性和可靠性，一目了

9、然了程序的结构层次。应用系统的程序由包含多个模块的主程序和各种子例程构成。 各程序模块必须完成明确的任务，实现某些具体功能。 例如，在递增计数、暂停、清除、显示等具体需要的时候调出相应模块。功能说明：以4位LED数字显示“秒表”，显示时间为009分59.9秒，每秒自动加1的“开始”键、“复位”键、“清除”键。3.2程序流程图开始。系统初始化数字代码显示按钮判定定时开始位反转钥匙2计时器关闭时间为零按键1nyyn定时中断开始。T0初始化程序处理(分、秒、毫秒自动增加)退出中断四、Proteus软件模拟4.1软件功能的概要Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析和实物模拟

10、软件。 在Windows操作系统上运行，并且可以模拟和分析各种模拟设备和集成电路。这个软件的特征如下所示。(1)符合我们提出的单片机软件仿真系统的所有标准，在同类产品中具有明显的优势。(2)模拟电路模拟、数字电路模拟、单片机及其外围电路系统模拟、RS-232动态模拟、I2 C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统(3)目前支持的单片机型号为ARM7系列、68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列及(4)支持大量的内存和外围芯片。也就是说，该软件是集成了单片机和SPICE分析的模拟软件，非常强大，能够模拟ARM、51、AVR

11、、PIC。Proteus启动画面：4.2 Proteus执行过程proteussisISIS工作界面是如图所示的标准Windows界面。标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方向控制按钮、模拟过程控制按钮、预览窗口、对象选择窗口运行Proteus程序后，进入软件的主界面。 使用左侧工具栏上的“p”(从库中选择组件命令)命令，在Pick Devices左侧窗口中选择所需组件的关键字，放置组件，调整方向、位置和参数设置，然后最后连接。执行图如下所示初始状态中间状态最终状态经过protues仿真，实现了主题要求，增加了部分单片机和电脑函授教育的任务。 然后，测试硬件的

12、动作稳定，秒表的计时时间正确。 设计主题的所有内容都完成了。五、课程设计体会课程设计是培养学生综合运用中学到的知识、分析解决实际问题、训练实践能力的重要环节，是学生对实际工作能力的具体训练和考察过程。 随着科学技术的发展，单片机已经成为目前计算机应用前所未有的活跃领域，可以说在生活中随处可见。 因此，作为21世纪的大学，掌握单片机的开发技术很重要。回顾这次单片机的课程设计，还令人感慨万千。 确实，从选题到定稿，从理论到实践，近4周的日子，可以说痛苦比甜蜜多，但在能够学到很多的同时，不仅能够巩固以前学过的东西，还能够学到很多在书中没有学过的东西。 通过这次课程设计把理论与实际结合起来很重要，不仅

13、是理论知识，还必须把所学的理论知识和实践结合起来，从理论上得出结论，才能真正为社会服务，提高自己的实力和独立思考能力。 在设计过程中遇到问题，可以说是困难的。 这是第一次做，遇到各种问题是不可避免的。 同时，在设计过程中发现了自己的不足之处，没有充分理解以前学过的知识，也没有充分掌握。 比如，不知道几个零件的使用方法，不掌握单片机的语言在这次课程中设计后，一定要重新学习以前学到的知识。在上课设计的那天得到老师的精心指导和同学的帮助，在这里衷心感谢他们。 感谢老师和同学提供了相关技术援助，你们的支持和鼓励给了我们完成这次设计的自信和动力，在此深表感谢。上课的总结通过这两周的设计，我对一些专业知识

14、和电子设计更加深入了理解，同时尝试应用自己知道的知识。 这次的电子课程设计主要是在学习的模拟电子技术、数字电子技术和单片机上的综合应用，同时加上电路等知识，设计了基于软件模拟的秒表。 经过几天的奋斗，我感到很深我们小组4人讨论了这次实验的设计，但在设计过程中自己深切感受到培养手工作能力还需要很大的努力。 同时，这次我们积极通过网络、书等资源，在同学的帮助下，把这门课的设计作为训练，在今后的生活学习中培养熟练动手的习惯。 单片机课程设计不仅为我们提供了应用自己学到的知识的平台，也是验证自己学到的知识的评价。 我们利用各自的各方面优势进行中和，形成了队伍。 凭借团队的力量才完成了设计。 我们三个人

15、是不可或缺的整体，谁都可以说完成不了任务。 在设计过程中我们遇到了很多不可避免的问题。 特别是在调试过程中，由于某种原因没有结果，三人之间意见有分歧，最后达成了协议。 通过这次的课程设计，我们也发现了自己做不到的知识，通过调查各方面的资料，我们也进步了很多，在上课中记住了很多没有掌握的东西，最后调整了结果之后，我们更加兴奋，感到很骄傲。 也就是说，通过这次电子课程的设计，我不仅理解自己的知识，还理解团队精神的力量，在今后的学习和生活中对一生有所帮助。参考文献1馀发山主编.单片机的原理和应用技术.徐州：中国矿业大学出版社. 2003.76-94，152-1572杨凌霄编着.微机原理和应用.徐州：中国矿业大学出版社，2004.36-52带一个源代码#include#include#define duan P0/段选择#define wei1 P1/定时器位选择，只有前四个#define wei2 P2/年月日位置选择#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit start=P32； /开始按钮sbit reset=P33；