电子秒表课程设计报告.doc

电子信息工程专业 10 级学生单片机原理课程设计任务书课程设计题目五、电子秒表指导教师刘宏职称高级工程师设计任务和要求: 1 .基本要求(1) 基本时、分、秒、 100ms 计时(2) 单击启动计时(3) 单击锁定计时(4) 具有时、分、秒显示切换按键,启动计时键、清除计时键(5) 可以同时显示 4 位数据 2. 设计步骤(1) 使用 Proteus 按设计要求绘制电路图。(2) 按要求编写相应程序。(3) 使用 Proteus 仿真程序,对程序进行调试。(4) 撰写课程设计报告 3 .撰写课程设计报告课程设计报告内容包括题目、摘要、目录、正文、结论、致谢、参考文献等。学生在完成上述全部工作之后,应将全部内容以先后顺序写成设计报告一份,阐述整个设计内容,要求重点突出、特色鲜明、语言简练、文字通畅,字迹工整。报告书以 A4 纸打印, 装订成册(文字不少于 3000 字)。电子秒表的设计一、设计要求设计一个电子秒表,与通用秒表功能类似,有启动,暂停、复位等键。计时长长度为 300 秒,需显示百分秒。二、设计方案分析 1. 方案设计数字电子秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点,在计时中广泛使用。本设计用单片机组成数字电子秒表,力求结构简单、精度高为目标。本系统采用 C51 系列单片机为中心器件, 利用其定时器/计数器定时和记数的原理,结合硬件电路如电源电路,晶振电路,复位电路,显示电路,以及一些按键电路等来设计计时器,将软、硬件有机地结合起来。其中软件系统采用汇编语言编写程序,硬件系统利用 PROTEUS 强大的功能来实现,简单切易于观察,在仿真中就可以观察到实际的工作状态。本设计利用 STC 89C52 单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,使其能精确计时。利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。根据要求知道秒表设计主要实现的功能是计时和显示。因此设置了两个按键和 LCD 显示时间,两个按键分别是开始、停止和复位按键。利用这两个建来实现秒表的全部功能,而 LC D 则能显示最多 秒的计时。电路原理图设计最基本的要求是正确性,其次是布局合理,最后在正确性和布局合理的前提下力求美观。硬件电路图按照图 进行设计。 AT89C52 单片机控制器复位电路开关电路 LCD 数字秒表硬件电路基本原理图本设计中,数码管显示的数据存放在内存单元 31H- 33H中。其中 31H 存放分钟变量, 32H 存放秒钟变量, 33H 存放 10ms 计数值,即存放毫秒位数据, 每一地址单元内均为十进制 BCD 码。由于采用软件动态扫描实现数据显示功能, 显示用十进制 BCD 码数据的对应段码存放在 ROM 表中。显示时,先取出 31H - 33H某一地址中的数据,然后查得对应的显示位,并从 P1口输出,就能显示该地址单元的数据值。计时通过 1 INT 中断完成,定时溢出中断周期为 1ms ,当一处中断后向 CP U 发出溢出中断请求,每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行加一,达到 10 次就对十毫秒位进行加一,依次类推,直到 秒重新复位。再看按键的处理。这两个键可以采用中断的方法,也可以采用扫描的方法来识别。复位键主要功能在于数值复位,对于时间的要求不是很严格。而开始和停止键则是用于对时间的锁定,需要比较准确的控制。因此可以对复位按键采取扫描的方式。而对开始和停止键采用外部中断的方式。设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器,显示电路和回零、启动、查看、停表电路等。主控制器采用单片机 STC 89C52 , 显示电路采用 LCD 显示计时时间,两个按键均采用触点式按键。 2. 背景知识介绍 单片机相关知识本课题在选取单片机时,充分借鉴了许多成形产品使用单片机的经验,并根据自己的实际情况, 选择了 STC89S51 。 STC89C52 单片机采用 40引脚的双列直插封装方式。图 为引脚排列图, 40条引脚说明如下: 主电源引脚 Vss 和 Vcc ① Vss 接地② Vcc 正常操作时为+5伏电源外接晶振引脚 XTAL1 和 XTAL2 ① XTAL1 内部振荡电路反相放大器的输入端,是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时,此引脚接地。② XTAL2 内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时,此引脚接外部振荡源。图 STC89C52 单片机引脚图控制或与其它电源复用引脚 RST/VPD , ALE / PROG , PSEN 和 EA /Vpp ① RST/VPD 当振荡器运行时,在此引脚上出现两个机器周期的高电平(由低到高跳变),将使单片机复位在 Vcc 掉电期间,此引脚可接上备用电源, 由 VPD 向内部提供备用