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单片机课程设计之秒表设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解单片机的基本原理，掌握单片机编程基础知识；2. 学生掌握秒表设计的流程和关键步骤，了解计时器的工作原理；3. 学生熟悉并掌握单片机中断、定时器等相关知识，并能将其应用于实际项目中。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立设计并实现一个简单的秒表程序；2. 学生能够通过编程调试，解决在秒表设计过程中遇到的问题；3. 学生具备团队协作能力，能够与同学共同分析问题、讨论方案并完成项目。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对单片机及电子制作的兴趣，激发创新精神和实践能力；2. 学生养成勤奋好学、独立思考的良好习惯，形成积极向上的学习态度；3. 学生在项目实践中，培养团队精神，学会相互尊重、沟通协作。
本课程针对单片机课程设计之秒表设计，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和实际操作技能。
通过课程学习，使学生能够掌握单片机基础知识，具备实际项目设计与实施能力，同时培养他们的团队协作和创新能力。
课程目标明确、具体，可衡量，有助于学生和教师在教学过程中清晰了解预期成果，并为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 单片机基础知识回顾：主要包括单片机的结构、工作原理、指令系统及编程基础；2. 定时器与中断：讲解单片机定时器的工作原理，中断处理过程，以及如何利用定时器实现精确计时；3. 秒表设计原理：分析秒表的功能需求，设计流程，以及所需硬件和软件资源；4. 程序设计：根据秒表设计原理，编写程序代码，实现秒表的开始、停止、计次、清零等功能；5. 硬件电路设计：介绍秒表所需硬件电路的设计方法，包括单片机、按键、显示屏等部分的连接；6. 调试与优化：教授学生如何对程序进行调试，找出并解决存在的问题，优化程序性能；7. 课外拓展：引导学生思考如何改进秒表功能，增加趣味性和实用性。
教学内容依据课程目标制定，涵盖单片机基础知识、定时器与中断、程序设计、硬件电路设计等方面，以确保内容的科学性和系统性。
单片机设计秒表
单片机设计秒表是一种常见的嵌入式系统应用。
秒表是一种简单但非常实用的设备，用于计时各种活动的时间，比如运动比赛、实验室实验、厨房烹饪等。
在单片机设计秒表中，可以使用一块微控制器（MCU）作为核心芯片，例如常见的基于8051系列的单片机。
此外，还需要一块显示器模块用于显示计时结果，以及一些按钮用于控制计时功能。
设计秒表的关键是编程。
通过使用单片机的GPIO（通用输入输出）口，可以连接按钮和显示器。
在编程方面，需要使用计时器功能来实现精确的计时。
可以使用定时器中断来控制计时的开始、暂停和停止。
此外，还可以使用按键中断来实现按钮的功能，比如开始、暂停、复位等。
在拓展设计中，可以增加更多的功能。
例如，可以添加一个倒计时功能，允许用户设置特定的时间，并在达到所设置的时间时触发警报。
还可以添加计圈功能，允许用户记录每一圈的时间，并显示圈速、平均速度等信息。
此外，还可以将秒表设计为可连接到计算机或其他设备的外部接口，以便将计时结果传输到其他设备进行分析或存储。
在实际应用中，秒表可以广泛用于运动场馆、体育比赛、科学实验室等。
它的简单性和准确性使其成为各种计时需求的理想选择。
总之，单片机设计秒表是一项有趣且实用的嵌入式系统应用。
通过合理的硬件设计和编程实现，可以设计出功能丰富、易于操作的秒表，满足各种计时需求。
51单片机秒表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解51单片机的基本原理，掌握其编程方法；2. 学习并掌握定时器/计数器在51单片机中的应用，理解其工作原理；3. 了解秒表的功能需求，掌握秒表的程序设计方法。
技能目标：1. 能够独立完成51单片机的程序编写，具备基本的编程能力；2. 能够运用定时器/计数器进行计时，完成秒表的实时显示功能；3. 能够分析和解决程序运行过程中出现的问题，具备一定的调试能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力；2. 增强学生对电子制作的兴趣，激发创新意识；3. 培养学生严谨、细心的学习态度，养成良好的编程习惯。
分析课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够掌握51单片机的基本原理和编程方法；2. 学生能够运用定时器/计数器实现秒表的计时功能；3. 学生能够通过团队协作，共同完成秒表的程序设计和调试；4. 学生能够对编程过程中遇到的问题进行分析和解决，提高自身调试能力；5. 学生能够体验电子制作的乐趣，培养创新意识和严谨、细心的学习态度。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 51单片机基础知识：- 单片机概述与51单片机的结构原理；- 51单片机的寄存器、I/O口及其编程方法；- 定时器/计数器的工作原理与应用。
2. 秒表功能需求分析：- 秒表的功能定义与需求分析；- 电路设计与硬件连接；- 软件设计框架及流程图。
3. 定时器/计数器的应用：- 定时器/计数器的工作模式；- 定时器/计数器的编程实现；- 秒表计时功能的具体实现。
4. 程序编写与调试：- 51单片机程序结构；- 程序编写技巧与调试方法；- 秒表程序编写与功能测试。
5. 教学案例与实战：- 案例分析：经典秒表程序剖析；- 实战练习：学生分组进行秒表的程序编写与调试；- 成果展示与评价。
教学内容安排和进度：第一课时：51单片机基础知识学习；第二课时：秒表功能需求分析与电路设计；第三课时：定时器/计数器的应用；第四课时：程序编写与调试；第五课时：教学案例与实战。
单片机课程设计_基于单片机的数字秒表设计在当今科技迅速发展的时代，电子设备的应用无处不在，其中数字秒表作为一种常见的计时工具，具有广泛的应用场景，如体育比赛、科学实验、工业生产等。
本次课程设计旨在基于单片机技术实现一个数字秒表，通过对硬件电路的设计和软件程序的编写，掌握单片机系统的开发流程和方法，提高实践动手能力和解决问题的能力。
一、设计要求1、能够实现秒表的启动、暂停、复位功能。
2、计时精度达到 001 秒。
3、能够通过数码管显示计时结果。
二、系统方案设计1、硬件设计单片机选型：选用常见的 STC89C52 单片机作为核心控制器，其具有性能稳定、价格低廉、易于编程等优点。
显示模块：采用 8 位共阴极数码管作为显示器件，通过动态扫描的方式实现数字的显示。
按键模块：设置三个独立按键，分别用于启动、暂停和复位操作。
时钟模块：使用单片机内部的定时器/计数器产生精确的时钟信号，实现计时功能。
2、软件设计主程序：负责系统的初始化、按键扫描和计时处理等。
中断服务程序：利用定时器中断实现 001 秒的定时，更新计时数据。
三、硬件电路设计1、单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
晶振频率选择 12MHz，为单片机提供时钟信号。
复位电路采用上电复位和手动复位相结合的方式，确保系统能够可靠复位。
2、显示电路将 8 位数码管的段选引脚通过限流电阻连接到单片机的 P0 口，位选引脚通过三极管连接到单片机的 P2 口。
通过动态扫描的方式，依次点亮每个数码管，实现数字的显示。
3、按键电路三个按键分别连接到单片机的 P10、P11 和 P12 引脚，采用低电平有效。
当按键按下时，相应引脚的电平被拉低，单片机通过检测引脚电平的变化来判断按键的操作。
四、软件程序设计1、主程序流程系统初始化后，进入主循环。
在主循环中，不断扫描按键状态，如果检测到启动按键按下，则启动计时；如果检测到暂停按键按下，则暂停计时；如果检测到复位按键按下，则将计时数据清零。
单片机秒表课程设计1. 引言秒表是一种常用的计时工具，可以用来测量时间的精确度。
在本课程设计中，我们将使用单片机来设计一个简单的秒表。
本文档将详细介绍该秒表的设计思路、硬件和软件实现以及测试结果。
2. 设计思路我们的设计目标是实现一个简单的秒表，包括计时、暂停和复位功能。
我们将采用基于单片机的设计，使用定时器和中断来实现计时。
具体的设计思路如下：•使用微控制器作为核心控制单元，我们选择XXXX型号的单片机。
•使用定时器模块来计时，通过设置定时器的计数频率来控制计时的精确度。
•使用外部中断按钮来控制计时的开始、暂停和复位操作。
•使用LED显示屏来显示计时结果。
3. 硬件设计3.1 硬件连接在硬件设计方面，我们需要将单片机与其他外部设备进行连接。
具体的连接方式如下：•将定时器模块的输出引脚连接到单片机的计时输入引脚。
•将外部中断按钮连接到单片机的中断输入引脚。
•将LED显示屏的控制引脚连接到单片机的输出引脚。
3.2 硬件组成本设计所需要的硬件组成如下：•单片机：XXXX型号微控制器•定时器模块•外部中断按钮•LED显示屏4. 软件设计4.1 主程序框架主程序的框架如下：#include <reg51.h>// 定义全局变量和标志位// 定时器中断函数// 外部中断中断函数// 主程序入口void main() {// 初始化定时器和中断// 循环检测按钮状态，并执行相应操作}4.2 定时器中断函数定时器中断函数用于实现计时功能，其主要逻辑如下：1.获取当前的计数值，并进行相关处理。
2.更新LED显示屏上的计时数据。
4.3 外部中断函数外部中断函数用于响应按钮的按压操作，其主要逻辑如下：1.判断按钮的按下类型，根据不同的按压类型执行相应的操作（开始、暂停或复位）。
2.根据操作类型更新相应的标志位。
4.4 功能函数除了定时器中断函数和外部中断函数之外，还可以编写一些功能函数来实现计时、暂停和复位等功能。
单片机简易秒表正计时时间可设置秒表是一种用来测量时间流逝的仪器，广泛应用于体育比赛、科学实验和日常生活中。
在现代科技的推动下，秒表的功能和精准度都得到了极大提升。
本文将介绍一种单片机实现的简易秒表，能够进行正计时，并可设置计时时间。
用于实现秒表功能的单片机芯片有很多种，通常选择计时和定时功能强大的单片机，如STC89C52、AT89C51等。
这些单片机具有丰富的外设和强大的计时能力，非常适合实现秒表功能。
在开始设计之前，我们需要明确几个关键的功能要求。
首先是正计时功能，我们需要编写程序来实现从0开始的计时。
其次是计时时间可设置，即用户可以设置计时的起始时间和结束时间。
最后是计时的精确度，单片机通常使用定时中断来实现计时，我们需要考虑到时钟频率和定时器的精度，确保计时的准确性。
首先，我们需要连接单片机与显示器和按键开关。
单片机的引脚可以通过通用I/O口或专用的定时器引脚与显示器和按键开关相连接。
这里我们选择7段LED数码管作为显示器，用来显示计时结果。
按键开关用于设置计时时间。
接下来，我们需要编写程序来实现秒表的功能。
首先，初始化单片机的定时器和中断。
我们需要设置定时器的工作模式、时钟频率和计时的时间间隔。
然后，我们需要编写中断服务函数，该函数在定时器达到设定的时间时被调用。
在中断服务函数中，我们将对计时进行加法操作，并将结果显示在LED数码管上。
同时，我们还需要判断计时是否达到设置的结束时间，如果达到，则停止计时。
为了使用户可以设置计时时间，我们可以通过按键开关来实现。
当用户按下设定时间的键时，我们将进入设定模式，用户可以通过按键来设定起始时间和结束时间。
通过LED数码管来显示用户设置的时间。
最后，我们需要对秒表进行测试和调试，确保其功能的正常运行。
我们可以逐步测试每个功能点，如正计时功能、计时时间设置功能和计时精确度等。
通过串口输出调试信息，我们可以对程序进行调优和改进，提高秒表的性能和稳定性。
单片机简易秒表正计时时间可设置单片机简易秒表的正计时时间可设置为2000字，可以按照以下步骤进行实现：1. 硬件设计：选择一款适合需求的单片机，比如常见的8051、AVR、STM32等。
并根据需求连接必要的外设，如按键开关、数码管等。
2. 软件设计：a) 定义相关变量：- 秒变量：存储当前的秒数- 分变量：存储当前的分钟数- 时变量：存储当前的小时数- 控制变量：用于控制秒表的开始和暂停- 设置变量：用于设置需要计时的时间，初始值为2000（字）- 数码管显示变量：存储需要在数码管上显示的数据b) 初始化：- 设置定时器中断，每秒触发一次中断，用于更新秒、分、时的变量- 设置外部中断，用于处理开始/暂停的按键事件- 设置外部中断，用于处理设置事件，每按一次按键设置加1，最大为2000（字），显示设置数值。
c) 中断服务程序：- 更新秒、分、时的变量- 如果控制变量为1，将秒、分、时的变量更新到数码管显示变量中，实现数码管显示d) 控制程序：- 根据按键事件切换控制变量的状态，实现秒表的开始、暂停功能e) 设置程序：- 根据按键事件对设置变量进行更新，实现设置时间的功能。
同时将设置变量的值显示在数码管上3. 调试与优化：通过调试和优化程序，确保秒表的正计时时间可设置为2000字。
4. 扩展功能：在基本功能实现的基础上，可以添加更多的功能，如显示毫秒、添加报警功能等，以提升秒表的实用性。
5. 完善界面设计：为了方便用户操作和观察计时结果，可以设计一个简洁美观的界面。
可以利用数码管显示计时结果，同时增加LED指示灯来辅助显示状态（如运行、暂停）。
可以设计一个独立的按键用于开始/暂停功能，一个按键用于增加设置时间。
可以在界面上打印一些提示信息，如"Press Start to begin timing"等。
6. 用户交互优化：为了方便用户操作，可以添加一些交互优化功能。
例如，可以实现按住增加设置时间按键连续加速增加时间的功能，以快速设置需要计时的时间。
单片机 秒表 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机的基本原理，掌握秒表编程的基本知识。
2. 学生能描述单片机内部定时器的功能和工作原理。
3. 学生能运用所学知识，编写出功能完整的秒表程序。
技能目标：1. 学生能运用C语言进行单片机程序设计，具备一定的编程能力。
2. 学生能够通过实验，学会使用开发板和编程软件进行程序下载和调试。
3. 学生能够通过团队协作，解决实际编程过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对单片机编程的兴趣，激发创新意识和实践欲望。
2. 学生在学习过程中，形成积极思考、主动探究的良好学习习惯。
3. 学生通过团队协作，培养沟通能力和团队精神，学会共同解决问题。
课程性质：本课程为实践性课程，以单片机基础知识为背景，结合秒表实例，培养学生的编程能力和实际操作能力。
学生特点：学生已具备一定的单片机基础知识和C语言编程能力，对实际操作感兴趣，喜欢动手实践。
教学要求：教师需结合课程目标，采用任务驱动法，引导学生主动参与，注重培养学生的动手能力和团队协作能力。
教学过程中，关注学生个体差异，给予个性化指导，确保学生能够达到预期的学习成果。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容1. 理论部分：a. 单片机基础知识回顾：主要包括单片机内部结构、工作原理及常用寄存器的作用。
b. 定时器原理讲解：详细介绍单片机内部定时器的工作原理，包括计数器、定时器的设置和使用方法。
c. C语言编程基础：复习C语言在单片机编程中的应用，重点讲解与秒表编程相关的语法和技巧。
2. 实践部分：a. 秒表功能需求分析：明确秒表的功能需求，包括开始、停止、计次、清零等功能。
b. 程序设计：引导学生运用所学知识，编写秒表的程序代码。
c. 程序下载与调试：教授学生如何将编写好的程序下载到开发板上，并进行调试和优化。
3. 教学大纲：a. 第一课时：回顾单片机基础知识，讲解定时器原理，明确秒表功能需求。
单片机数字秒表课程设计一、课程目标单片机数字秒表课程设计旨在通过实践操作，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三方面得到全面发展。
1. 知识目标：（1）掌握单片机的基本原理和结构；（2）了解数字秒表的工作原理；（3）熟悉C语言编程和单片机编程环境。
2. 技能目标：（1）能够运用所学知识设计并实现一个简单的数字秒表；（2）培养动手实践能力，提高问题解决能力；（3）提高团队协作和沟通表达能力。
3. 情感态度价值观目标：（1）激发学生对单片机及电子技术的学习兴趣，培养科技创新精神；（2）培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯；（3）增强学生的自信心和成就感，培养克服困难的意志。
课程性质：本课程为实践性课程，注重理论联系实际，强调动手能力培养。
学生特点：本课程针对初中年级学生，他们在前期的学习中已具备一定的电学基础和编程知识，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：教师需结合学生特点，以引导为主，注重启发式教学，充分调动学生的积极性和主动性，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 单片机原理及结构：涉及单片机的内部组成、工作原理、引脚功能等，对应教材第二章内容。
2. 数字秒表原理：介绍数字秒表的基本工作原理，包括计时、计数、显示等，对应教材第四章内容。
3. C语言编程：复习C语言基础知识，重点掌握数组、循环、函数等编程技巧，对应教材第五章内容。
4. 单片机编程环境：学习如何使用编程软件（如Keil）进行程序编写、编译和下载，对应教材第六章内容。
5. 实践操作：设计并实现一个简单的数字秒表，分小组进行实践操作，培养动手能力。
教学大纲安排如下：第一周：回顾单片机原理及结构，学习数字秒表原理；第二周：复习C语言基础知识，学习单片机编程环境；第三周：编写数字秒表程序，进行调试；第四周：分组实践，完成数字秒表的设计与制作。
教学内容具有科学性和系统性，确保学生在掌握理论知识的基础上，通过实践操作提高综合能力。
51单片机秒表程序设计1. 简介秒表是一种用于测量时间间隔的计时器，常见于体育比赛、实验室实验等场合。
本文将介绍如何使用51单片机设计一个简单的秒表程序。
2. 硬件准备•51单片机开发板•LCD液晶显示屏•按键开关•连接线3. 程序流程3.1 初始化设置1.设置LCD液晶显示屏为8位数据总线模式。
2.初始化LCD液晶显示屏。
3.设置按键开关为输入模式。
3.2 主程序循环1.显示初始界面，包括“00:00:00”表示计时器初始值。
2.等待用户按下开始/暂停按钮。
3.如果用户按下开始按钮，则开始计时，进入计时状态。
4.如果用户按下暂停按钮，则暂停计时，进入暂停状态。
5.在计时状态下，每隔1毫秒更新计时器的数值，并在LCD液晶显示屏上显示出来。
6.在暂停状态下，不更新计时器的数值，并保持显示当前数值。
3.3 计时器控制1.定义一个变量time用于存储当前的计时器数值，单位为毫秒。
2.定义一个变量running用于标记计时器的状态，0表示暂停，1表示运行。
3.定义一个变量start_time用于存储计时器开始的时间点。
4.定义一个变量pause_time用于存储计时器暂停的时间点。
5.在计时状态下，每隔1毫秒更新time的值为当前时间与start_time的差值，并将其转换为小时、分钟、秒的表示形式。
6.在暂停状态下，保持time的值不变。
3.4 按键检测1.检测按键开关是否被按下。
2.如果按键被按下，判断是开始/暂停按钮还是复位按钮。
3.如果是开始/暂停按钮，并且当前处于计时状态，则将计时状态设置为暂停状态，并记录暂停时间点为pause_time；如果当前处于暂停状态，则将计时状态设置为运行状态，并记录开始时间点为当前时间减去暂停时间的差值。
4.如果是复位按钮，则将计时器数值重置为0，并将计时状态设置为暂停。
4. 程序代码示例#include <reg51.h>// 定义LCD控制端口和数据端口sbit LCD_RS = P1^0;sbit LCD_RW = P1^1;sbit LCD_EN = P1^2;sbit LCD_D4 = P1^3;sbit LCD_D5 = P1^4;sbit LCD_D6 = P1^5;sbit LCD_D7 = P1^6;// 定义按键开关端口sbit START_PAUSE_BTN = P2^0;sbit RESET_BTN = P2^1;// 定义全局变量unsigned int time = 0; // 计时器数值，单位为毫秒bit running = 0; // 计时器状态，0表示暂停，1表示运行unsigned long start_time = 0; // 开始时间点unsigned long pause_time = 0; // 暂停时间点// 函数声明void delay(unsigned int ms);void lcd_init();void lcd_command(unsigned char cmd);void lcd_data(unsigned char dat);void lcd_string(unsigned char *str);void lcd_clear();void lcd_gotoxy(unsigned char x, unsigned char y);// 主函数void main() {// 初始化设置lcd_init();while (1) {// 显示初始界面lcd_clear();lcd_gotoxy(0, 0);lcd_string("00:00:00");// 等待用户按下开始/暂停按钮while (!START_PAUSE_BTN && !RESET_BTN);// 判断按钮类型并处理计时器状态if (START_PAUSE_BTN) {if (running) { // 当前处于计时状态，按下按钮将进入暂停状态 running = 0;pause_time = time;} else { // 当前处于暂停状态，按下按钮将进入计时状态running = 1;start_time = get_current_time() - pause_time;}} else if (RESET_BTN) { // 复位按钮按下，重置计时器time = 0;running = 0;}}}// 毫秒级延时函数void delay(unsigned int ms) {unsigned int i, j;for (i = ms; i > 0; i--) {for (j = 110; j > 0; j--);}}// LCD初始化函数void lcd_init() {lcd_command(0x38); // 设置8位数据总线模式lcd_command(0x0C); // 显示开，光标关闭lcd_command(0x06); // 光标右移，不移动显示器lcd_command(0x01); // 清屏}// 向LCD发送指令函数void lcd_command(unsigned char cmd) {LCD_RS = 0;LCD_RW = 0;LCD_EN = 1;LCD_D4 = cmd >> 4 & 1;LCD_D5 = cmd >> 5 & 1;LCD_D6 = cmd >> 6 & 1;LCD_D7 = cmd >> 7 & 1;delay(1);LCD_EN = 0;LCD_D4 = cmd >> 0 & 1;LCD_D5 = cmd >> 1 & 1;LCD_D6 = cmd >> 2 & 1;LCD_D7 = cmd >> 3 & 1;delay(1);LCD_EN = 0;}// 向LCD发送数据函数void lcd_data(unsigned char dat) { LCD_RS = 1;LCD_RW = 0;LCD_EN = 1;LCD_D4 = dat >> 4 & 1;LCD_D5 = dat >> 5 & 1;LCD_D6 = dat >> 6 & 1;LCD_D7 = dat >> 7 & 1;delay(1);LCD_EN = 0;LCD_D4 = dat >> 0 & 1;LCD_D5 = dat >> 1 & 1;LCD_D6 = dat >> 2 & 1;LCD_D7 = dat >> 3 & 1;delay(1);LCD_EN = 0;}// 向LCD发送字符串函数void lcd_string(unsigned char *str) {while (*str) {lcd_data(*str++);delay(5);}}// 清屏函数void lcd_clear() {lcd_command(0x01);}// 设置光标位置函数void lcd_gotoxy(unsigned char x, unsigned char y) {unsigned char addr;if (y == 0)addr = x | (0x80 + y);else if (y == 1)addr = x | (0xC0 + y);lcd_command(addr);}5. 总结本文介绍了使用51单片机设计一个简单的秒表程序。
郑州科技学院单片机课程设计题目学生姓名专业班级学号院（系）指导教师完成时间 2015年1月9日郑州科技学院单片机课程设计任务书专业11电科班级 1班学号 201131006 姓名李军一、设计题目电子秒表二、设计任务与要求基本功能：1．使用A T89C51单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，使秒表其能精确计时。
2．能够稳定显示并能准确计时，计时精度达到0.01秒，最大计时59-59-99。
3．能够实现开始、暂停、清零、保存、读取的功能三、主要参考文献[1] 艾运阶.单片机项目教程．北京：北京理工大学出版社,2011[2] 李泉溪.单片机原理与实例仿真．北京：北京航空航天大学出版社,2009[3] 江世明.基于Protues的单片机应用技术．北京：电子工业出版社,2009[4] 李朝青.单片机原理及接口技术（第3版）．北京：北京航空航天大学出版社,2006[5] 孙育才.MCS-51 系列单片微型计算机及其应用．广东：东南大学出版社,2009四、设计时间2014 年12 月29日至2015 年1月9 日指导教师签名：年月日目录前言 (1)1 课程设计的目的及要求 (2)1.1 课程设计的目的 (2)1.2 课程设计的任务 (2)1.3 课程设计的要求 (2)2 设计的方案及论证 (2)2.1 方案设计 (2)2.2 方案选择 (3)2.3 方案确定 (4)3 硬件电路设计 (5)4 软件设计 (5)4.1 主要模块流程图 (6)4.2 程序的主要模块 (6)5 电路仿真 (7)6 电路的焊接与调试 (8)6.1 电路的焊接 (8)6.2 电路的调试 (9)7 总结 (11)参考文献 (12)附录1：总体电路原理图 (13)附录2：元器件清单 (14)附录3：编码程序 (15)前言近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的走向深入，同时带动着传统控制检测日新月异更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还要根据具体的硬件结构，以及针对具体的应用对象的软件结合，加以完善。
人们在日常生活中，有很多时候要精确地计算时间，但往往因为人为因素造成人们不愿意看到的误差。
本设计利用AT89C51单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，使其能精确计时。
计时精度达到0.01s，P1口P2口接数码管显示功能，P3.4、P3.5、P3.6、P3.7分别接四个按钮开关，分别实现开始、暂停、清零、保存、读取的功能。
显示电路由两个四位共阴极数码管组成。
电子秒表精确度的提高，使它的运用越来越广泛，它解决了传统的由于计时精度不够造成的误差和不公平性是各种体育竞赛的必备设备之一。
1 课程设计的目的及要求1.1 课程设计的目的(1) 掌握51单片机的基本使用方法和相关电子器件的应用。
(2) 掌握键盘的使用，灵活运用中断。
(3) 掌握Proteus的仿真与调试。
(4) 秒表具有启动/停止、保存、读取、复位功能。
(5) 单片机为控制核心，实现方案设计、电路的设计、程序设计，并在PROTEUS电子设计平台实现仿真。
1.2 课程设计的任务本设计是基于AT89C51数码管显示的电子秒表，利用AT89C51单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，使其计时精度达到0.01s，P1口P2口接数码管显示功能，P3.4、P3.5、P3.6、P3.7分别接四个按钮开关，分别实现开始、暂停、清零、保存、读取的功能。
1.3 课程设计的要求(1) 设计基于单片机AT89C51数码管显示的电子秒表。
(2) 通过按键控制开始、清零、暂停和停止能够准确计时并显示。
(3) 开始显示00-00-00。
(4) 最大计时59-59-99，最大精确到0.01秒。
2 设计的方案及论证2.1 方案设计(1) 在性价比满足应用系统要求的基础上，选择更可靠、更熟悉的单片机，缩短研制周期。
(2) 尽可能选择较成熟的典型应用电路，以提高系统的可靠性。
(3) 单片机内部的资源与外部扩展资源应在满足应用系统设计要求的基础上留有余地，为进一步升级和扩展其功能提供方便。
(4) 应充分结合软件方案统筹考虑硬件结构，通常硬件功能较完善，其相应的软件就简单，但硬件成本较高；而硬件功能略低，其相应的软件就复杂。
实际中应尽量以软件替代硬件来降低成本。
2.2 方案选择在方案选取的时候有两个方案可以选：方案一如图2-1所示，能够最大显示99秒，精确度为1秒，具有开始/暂停,复位功能。
图2-1方案一原理图方案二如图2-2所示，能够最大显示59-59-99，精确度为0.01秒。
具有开始/暂停、复位、保存、读取功能。
图2-2方案二原理图2.3 方案确定总体设计案如图2-3所示:图2-3方案总体设计我们选用较熟悉的具有内部程序存储器的AT89C51单片机作为主控电路。
选用时钟电路、复位电路和AT89C51单片机组成最小控制系统，再通过按键电路控制显示电路来组成的硬件电路。
通过分析与比对，我们选用方案二，它能够精确0.01秒，并且能够显示时间更长，具有开始/暂停，复位，保存，读取功能。
3 硬件电路设计本次课程设计是基于单片机的秒表设计，其中硬件电路采用AT89C51单片机的定时器/计数器定时和记数的原理；时钟电路及复位电路组成的最小控制系统，复位电路采用上电复位；显示模块是采用两个共阳极数码管；按键电路包含四个按键开关及74ls08与门芯片，四个开关分别具有开始/暂停，复位清零，保存数据，读取数据的功能，与门芯片与四个开关相与，然后接入外部中断接口。
与门芯片真值表如图3-1所示:图3-1 74ls08真值表4 软件设计4.1 主要模块流程图主程序流程图如图4-1所示:图4-1主程序流程图4.2 程序的主要模块本程序主要分为四部分：主程序模块、显示模块、按键中断模块、定时模块。
(1) 主程序分析：主程序负责整个程序的调用和转跳，实现启动与暂停、复位、保存、读取之间的切换。
程序开始时进行系统初始化，之后显示“00-00-00”，接着等待“启动”按键触发。
(2) 显示模块分析：显示模块负责把分、秒、毫秒通过8位数码管显示出来，中间通过“-”隔开。
首先根据定时器用来保存分、秒、毫秒的寄存器的值，判断得知每个数字的段码，把分的高位送到数码管的第一位，再把分的低位送到数码管的第二位，接着把“-”的段码送到数码管的第三位，同样的方法把秒和微秒送到数码管，然后循环扫描每一位把时间显示出来。
(3) 按键中断服务程序分析：产生外部中断时，进行按键判断，程序采用3次条件转跳进行按键判断，每个按键都标志相应的值：“启动/停止”时把定时器开放或与停止，“复位”时，把用来保存时间的寄存器清0，“保存”时，把用来保存时间的寄存器的值保存到连续的单元中，“读取”时把保存时间的单元依次读取出来放回到用来保存时间的寄存器里。
(4) 定时程序分析：当按了“启动”键时，开放定时，以10MS作为一个计时单位，每计100个10毫秒（即1秒），就进一位，用（INC R6）实现，R6加了60次之后，R7就加1，表示“分”加1。
5 电路仿真本次课程设计仿真所用到的软件有keil编译软件和proteus仿真软件，先把写好的程序用keil软件编译生成hex文件，在proteus 仿真软件中查找元器件，连接电路图，再把hex文件加载到仿真软件的单片机中，最后进行仿真测试。
仿真图如图5-1所示:图5-1电路仿真图6 电路的焊接与调试6.1 电路的焊接(1)使用电烙铁时，首先检查焊头，焊头若出现黑色的氧化物就先磨掉。
上锡的具体方法是：插上电源插头，将电烙铁烧热，刚刚熔化焊锡时，涂上助焊剂，再用焊锡均匀地涂在烙铁头上，是烙铁头均匀地涂上一层锡。
(2) 焊接时将引脚对应好焊接电路板的焊接位置上，接着先将焊丝接触然后电烙铁从下至上的较快速的上锡。
焊接出来的焊点应该饱满，略有尖头。
(3) 导线焊接：导线焊接前要出去末端绝缘层。
导线焊接，搪锡是关键步骤，尤其多股导线。
(4)焊接时间不宜过长，否则容易烫坏元件，必要时可用镊子夹住管脚帮忙散热(5) 焊点应呈正弦波峰形状，表面应光亮圆滑，无焊刺，锡量适中。
焊接完成后，再对照电路图检查一遍接线有无错误，若有及时更正，没有的话就可加电压测试了。
加上电压后，若正常工作且符合设计要求和目的，则电路设计成功，否则继续调试找出问题所在，修正错误直至达到正常工作且符合设计要求和目的。
6.2 电路的调试硬件调试一般分为四步骤：第一个是目测法。
只要是检查一些很明显的错误，如电解电容的电极是否连错、焊点否光亮饱满无虚焊，用万用板连的线是否连好了、焊盘有否脱落。
对单片机应用系统中所用的器件与设备，要仔细核对型号，检查它们对外连线（包括集成芯片引脚）是否完整无损。
通过目测查出一些明显的器件、设备故障并及时排除。
第二个是万用表测试。
先用万用表复核目测中认为可疑的连接或接点，检查它们的通断状态是否与设计规定相符。
再检查各种电源线与地线之间是否有短路现象，如有再仔细查出并排除。
第三个是上电检查。
首先检查所有插座或器件的电源端是否有符合要求的电压，接地端电压是否接近于零，接固定电平的引脚端是否电平正确。
在对各芯片、器件加电过程中，是否出现打火、过热、变色、冒烟、异味的现象。
如出现这些现象，应立即断电，仔细检查电源加载的情况、各个芯片是否插反等，找出产生异常的原因并加以解决；并且用万用表测各芯片的引脚电平是否合理。
第四个是复位检查。
在上电检查后，按一下复位按钮，看实验板上的LED灯是否闪烁。
如果不闪烁，那么说明复位有问题。
就要仔细检查复位的电容是否接错了电极，线是否连错。
刚开始时，我就把复位按键给接错了，把它和开始、停止键同时接地了，应该是并联电容接的。
实物图如图6-1所示:图6-1实物图7 总结经过一个星期的课程设计，让我更加巩固了有关于单片机电路设计上的一些知识，运用所学的知识制作了一个基于AT89C51单片机的电子秒表设计。
学会如何的去思考电路的制作，确定方案是这次课程设计的首要任务，确定了方案后，我们才知道如何的去实现它的功能，查找关于这方面的资料，然后动手去分析和制作电路。
通过本次电子秒表的设计，让我对单片机知识的实际应用有了更深刻的理解和体会，这次课程设计，不仅提高了动手能力，对设计的整个流程有了一定的了解，更了解到了单片机知识应用的广泛性和前景。
设计的成功，极大地提高了自信心，促进了对单片机的学习兴趣，明白了理论联系实际的重要性。
此次设计清楚了一项设计的整体流程：明确设计要求、功能及功能模块的设计，查阅相关资料并确定元器件，电路连接、调试、调整改进与检查，电路成型，总结；设计电路时，和搭档上网查阅了很多资料，这培养了搜索的能力，开拓了视野。
