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多功能秒表系统设计摘要根据相关的单片机材料,利用所学的单片机知识,编写能够实现该项目的软件程序,最后将软、硬件有机的结合起来,进行有效的调试,达到完成该实验课程设计的目的要求。
本设计的多功能秒表系统采用AT89C51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、电源电路、LED数码管以及键盘电路来设计计时器。
将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够实现两位LED显示,显示时间为00～99秒,每秒自动加1,能正确地进行加1,快加,可以同时记录4个相对独立的时间,通过翻页来查看这4个不同的计时值,可谓功能强大。
其中软件系统采用汇编语言编写程序,包括显示程序,加1,计数程序,快加程序,中断,延时程序等,并在WA VE中调试运行,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。
该系统具有显示直观﹑使用方便﹑可靠等优点在系统设计过程中考虑了性价比,选用性价比低﹑性能确定的元器件。
易于观察,在仿真中就可以观察到实际的工作状态。
该系统具有显示直观﹑使用方便﹑可靠等优点在系统设计过程中考虑了性价比,选用性价比低﹑性能确定的元器件。
目录1概述..................................................... - 2 -1.1 课程设计的要求................................................ - 2 -1.2 课程设计的目的意义............................................ - 2 -2 系统总体方案及硬件设计.................................. -3 -2.1设计思路及描述................................................. - 3 -2.2 硬件构成...................................................... - 3 -2.3 显示模块...................................................... - 5 -2.4 开关控制电路模块.............................................. - 6 -3 软件设计................................................. - 7 -3.1主程序......................................................... - 7 -3.2显示程序....................................................... - 8 -3.3开关控制程序................................................... - 8 -3.4记录翻页子程序................................................. - 9 -3.5暂停复位快加子程序............................................. - 9 -3.6中断和加1子程序.............................................. - 10 -4 Proteus软件仿真........................................ - 11 -4.1 单片机加载程序启动仿真后,按下开始键加1计数仿真.............. - 11 -4.2 单片机加载程序启动仿真后,按下暂停键时仿真图.................. - 11 -4.3 单片机加载程序启动仿真后,按下复位键时的仿真图................ - 12 -4.4 单片机加载程序启动仿真后,按下快加键时的仿真图................ - 12 -5 心得体会................................................ - 13 -参考文献.................................................. - 13 -附录...................................................... - 14 -1概述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技术的更新。
目录1绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2秒表的发展趋势 (2)1.3本课题研究内容 (3)2研究方案与预期成果 (3)2.1研究方案 (3)2.1.1时钟电路方案 (3)2.1.2显示电路方案 (3)2.1.3系统主控制电路 (4)2.2预期成果 (4)3各芯片引脚图 (4)3.174LS192芯片 (4)3.274LS47芯片 (5)3.3七段数码管显示器 (6)4系统电路图 (8)5仿真软件介绍 (10)5.1EW B软件介绍 (10)5.2EW B32软件主界面窗口 (11)5.3菜单栏 (11)6电路仿真 (14)6.1分析仿真 (14)6.2分析 (14)6.3误差分析 (15)7系统硬件焊接与调试 (15)7.1焊接步骤 (15)7.2元件清单 (15)7.3实物图 (16)7.4硬件电路测试 (18)多功能电子秒表的设计摘要：随着电子技术的发展和应用领域的扩大与深入，电子技术的重要性日益突出。
作为一个学电子信息专业的学生，我们必须不断地了解更多的新产品信息，就更加要求我们对专业知识有更深的理解，更强的实验操作能力。
本设计的多功能电子秒表系统以74ls192芯片为中心器件，利用其既能正计时又能倒计时的原理，结合74ls47译码器、显示管来设计多功能电子秒表。
这就需要了解组合逻辑电路和时序逻辑电路；了解集成电路的引脚安排；了解各种计数、译码芯片的逻辑功能及使用方法；了解数字钟的原理。
本次设计是基于100进制电子数字钟的原理，实现具有100进制正计时与倒计时的电子钟，它主要由脉冲、100进制加减法器74LS192、译码器74LS47各功能模块在Ewb软件中将其仿真模拟出来，然后将其打包成可调用的元件，这时，再进行时序仿真、引脚锁定和嵌入逻辑分析仪之后，就编译下载至硬件中，选择正确的模式和各种设置后即可实现这次设计所要求的功能。
关键词：多功能电子秒表；100进制加减法计数；74ls192芯片；74ls47芯片。
秒表的使用说明书关键信息项：1、秒表的品牌与型号：＿___________________2、秒表的功能特点：＿___________________3、秒表的操作方式：＿___________________4、秒表的显示屏信息：＿___________________5、秒表的电池类型与更换方法：＿___________________6、秒表的精度与误差范围：＿___________________7、秒表的保养与维护方法：＿___________________11 产品概述本秒表是一款高精度、多功能的计时工具，适用于各种需要精确计时的场景，如体育比赛、实验研究、工业生产等。
111 外观设计秒表通常由显示屏、按键和外壳组成。
显示屏用于显示计时信息，按键用于操作秒表的各种功能。
12 功能介绍121 计时功能可进行精确到毫秒的计时，包括正计时和倒计时。
122 分段计时功能能够记录多个时间段的计时数据。
123 累计计时功能可以对多次计时进行累加。
13 操作方式131 启动与停止计时按下“开始/停止”按键，秒表开始计时；再次按下该按键，计时停止。
132 复位操作按下“复位”按键，将秒表的计时数据清零，准备下一次计时。
133 切换计时模式通过特定按键可在正计时、倒计时和分段计时等模式之间切换。
14 显示屏信息141 显示计时时间包括小时、分钟、秒和毫秒。
142 显示分段计时数据以清晰的方式展示各个分段的计时结果。
143 显示操作提示信息如电池电量低、模式切换等。
15 电池类型与更换方法151 电池类型通常使用纽扣电池或小型干电池。
152 更换方法打开电池仓盖，取出旧电池，按照正确的极性安装新电池，然后盖好电池仓盖。
16 精度与误差范围本秒表的精度通常在001 秒以内，误差范围在可接受的标准范围内。
但由于环境因素和使用条件的影响，可能会存在微小的误差。
17 保养与维护方法171 防水防尘避免在潮湿、多尘的环境中使用，防止水和灰尘进入秒表内部。
电子课程设计——————电子秒表学院：华科学院电子信息工程系专业、班级：电气082201H姓名：王馨学号：200822050122指导老师：曹俊琴2010年12月目录一、设计任务与要求 (3)二、总体框图 (3)三、选择器件 (6)四、功能模块 (15)五、总体设计电路图 (22)六、课程设计心得 (23)电子秒表一、设计任务与要求1、计时部分由0.1s位，s个位、s十位和m i n个位四个计数器组成。
其中m i n个位、0.1s位分别为8421B CD码十进制计数器，个位和十位组成六十进制8421B CD码计数器。
计数范围0-10m i n。
2、用一个按键实现清零、计时、停止三种工作状态，当按键第一次按下时，秒表开始计时。
当第二次按下时，秒表停止计时。
当第三次按下时，秒表则清零。
3、脉冲源可通过555多谐振荡器提供。
二、总体框图1、总体框图译码显示模块计数器循环产生模块脉冲产生模块秒表控制模图1总体框图2、模块的功能（1）秒表控制模块：实现对秒表的暂停、计数、清零等功能的控制。
（2）脉冲产生模块：能够产生脉冲信号，从而实现对计数模块的控制。
（3）计数循环产生模块：可以对时钟脉冲计数，并且具有分频功能。
（4）译码显示模块：构成此模块的数码管将计数循环电路模块的状态转换用数字显示出来。
3、设计思路（1）秒表控制模块的设计：应设计一个控制电路，实现对秒表的暂停、计数和 清零。
（2）脉冲产生模块的设计：可以利用555定时器组成的多谐振荡器产生的脉冲 信号和三态门、D 触发器组成的单脉冲来实现对计数循环模块的脉冲控制，而且 根据多谐振荡器的输出脉冲频率，使秒表在规定的时间内完成状态转换。
（3）计数循环产生模块的设计：要选择具有对时钟脉冲选择和具有分频功能的 计数器。
（4）译码显示模块的设计：可选用4输入显示数码管或7输入显示数码管将计 数循环电路模块的状态转换用数字显示出来。
4、设计方案 4、设计方案222译码显示 译码显示 设计热副科级珀尔计时、暂停、清零图2 设计方案图 1、多谐振荡器电路：多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。
秒表计时器功能要求1、系统要求时间精确到10毫秒。
最大计时范围：0分00秒00~9分59秒99。
2、系统具有，计时、暂停与复位功能。
3、显示，采用5位数码管显示。
2位毫秒级的显示，最大到99毫秒。
2位秒级显示，最大到59秒。
1位分级显示，最大到9分钟。
系统分析方法1、系统的计时采用单片机内部的定时/计数器计时与程序计时。
内部计数器最大计时范围：系统时钟=12MHz时，为65.535毫秒。
因此仅仅靠内部计数器计时是不能满足系统要求的。
必须与软件计数配合完成系统功能要求。
⑴、系统要求精确到10毫秒，所以系统以10毫秒为基本计时单位。
设计可利用定时/计数器为10毫秒中断。
在其中断服务程序程序中利用软件计数。
⑵、根据系统要求的最大计时范围，系统需要3个存储器分别存放，分、秒与毫秒的计数值。
系统以10毫秒为基本计时单位，当计满100时向秒进位，该计数器回零。
秒计数器对秒计数，计满60向分进位，秒计数器回零。
分计数器计满10回零。
所以系统需要的是3个8位二进制计数器。
这些处理放在定时/计数器的中断服务程序进行。
其处理程序流程图见附一。
2、系统要求具有计时、暂停与复位等功能。
系统设置3个按键，分别控制实现这3个功能。
【计时键】，按下该键系统开始计数。
【暂停键】，按下该键系统暂时停止计数。
系统保持原计数值不变。
这时，如果按下计时键，系统继续计数。
【复位键】，在暂停情况下按下该键系统回零。
在计时情况下复位无用。
系统采用中断方式管理按键。
设置一个标志位F0来表示系统状态，=0，系统为计时状态；否则，为暂停状态。
硬件电路参考实验7图二，软件参考实验7的键盘中断处理。
3、显示，采用5位数码管显示。
采用静态显示，每个数码管对应一个74LS373或74LS374作为数据锁存驱动。
电路设计参考实验7图二，进行扩展。
4、根据本课程设计的要求，计时器的功能要求与实验7是基本相同的。
设计要求实际上是在实验7基础上扩展计时范围，控制功能不变。
多功能光電計時器操作說明簡表與使用說明書編寫者：國立清華大學物理系戴明鳳，日期：97.02.22圖A-1 多功能光電計時器一、儀器工作原理及特點使用精密的紅外線光電感應器所製作的光電閘，搭配高速微處理運算器測量運動體的運動時間、速率和加速度，具特定實驗模組化的測量功能。
本機採用國際流行的薄膜式按鍵開關面設計，並含微處理機單元及智能化的測量技術讀取、處理暨儲存數據。
以微秒級為時基的時間測量裝置，可提供精確位數高達五位元的時間測量，並具有存儲功能。
操作簡單，只需使用四個操作鍵即可完成各種不同的測量功能。
可作為計時器、計數器、信號源和6V直流穩壓電源使用。
本機除了具有一般計時器的功能外，並可用以測量運動物體的加速度、重力加速度、周期等物理量，可直接顯示物體的移動速率和加速度值。
經常運用在大學院校普物實驗課程中有關運動的實驗中，如與氣墊導軌、斜槽軌道、自由落體和碰撞等各種運動實驗系統的儀器配合使用。
二、儀器規格(1)以美國INTEL公司的MCS-51數位微處理單元(CPU)為自動測量及數據處理的主控系統。
(2)採用12MHz的石英晶體振盪器最為時基單元，時基精度為2 MHz ±20 Hz (10 ppm)。
(3)使用0.56〞高亮度的LED數碼顯示裝置，具有五位元的顯示單元，分別為四個LED單位顯示和八個LED功能指示。
(4)溢出指示“0.0.0.0.”。
(5)含小數點和單位顯示，具有量程自動定位、自動換檔及自動進行四捨五入的智能化數據處理功能。
(6)各項物理量的測量範圍(a)速度範圍為：0.00～1000.0 cm/s(b)加速度範圍為：±0.00～1200.0 cm/s2(c)計數範圍為：0～99999(d)計時範圍為：0.00 ms～999.99 s(e)0.01 ms數量級以上確保五位有效數字顯示。
(7)可存儲20個時間數據，在周期測量中存儲21個時間數據(前20個振動周期和一個n次(最多9999周期)振動的累加時間總和。
51单片机秒表计时器目录摘要 (3)一、实训目的 (3)二、实训设备与器件 (3)(1)实验设备 (3)(2)实训器件 (3)三、实训步骤与要求 (4)(1)要求 (4)(2)方法 (4)(3)实训线路分析 (4)(4)软件设计 (4)(5)程序编制 (4)四、硬件系统设计 (4)五、软件系统设计 (5)六、系统调试 (9)七、实训总结与分析 (10)八、参考资料： (11)九、附录 (12)摘要：秒表是由单片机的P0口和P2口分别控制两个数码管，使数码管工作，循环显示从00—59。
同时，用一个开关控制数码管的启动与停止，另外加上一个复位电路，使其能正常复位，通常还使用石英晶体振荡器电路构成整个秒表的结构电路。
一、目的（1）利用单片机定时器中断和定时器计数方式实现秒定时。
（2）通过LED显示程序的调整，熟悉单片机与LED的接口技术，熟悉LED动态显示的控制过程。
（3）通过阅读和调试简易秒表整体程序，学会如何编制含LED动态显示和定时器中断等多种功能的综合程序，初步体会大型程序的编制和调试技巧。
（4）进一步学习单片机开发系统的整个流程。
二、元件（1）实训设备：单片机开发系统、微机、万用表、电烙铁等。
（2）实训器件：名称数量7段数码管 2电阻10k 1电阻1k 8键盘开关 1电容10微法 1电容30皮法 2晶振12M 189C51 1万能板 1导线若干三、步骤（1）要求：利用实训电路板，以2位LED右边1位显示个位，左边1位显示十位，实现秒表计时显示。
以一个按键开关实现启动、停止、清零等功能。
（2）方法：用单片机定时器T0中断方式，实现1秒定时；利用单片机定时器0方式1计数，实现00--59计数。
（3）实验线路分析：采用实训电路板，其原理图参见附录。
两个7段LED 数码管分别由单片机的P0口和P2口控制，使数码管显示从00—59的字样。
用一个开关控制数码管的启动与停止，另外加上一个复位电路，使其能正常复位。
多功能数字计时器实验报告姓名：***学号：************专业：信息对抗指导老师：***实验时间：2015年9月18日目录1.电路基础功能设计要求介绍2.电路原理简介3.单元电路设计3.1脉冲发生电路3.2计时电路3.3译码显示电路3.4清零电路3.5校分电路3.6报时电路4.总电路图5.拓展电路5.1启停电路5.2动态显示电路6.附录6.1元件清单6.2芯片引脚图和功能表7.实验感受与体会8.参考文献一、电路基础功能设计要求介绍设计制作一个0分00秒～9分59秒的多功能计时器,设计要求如下:a.设计一个脉冲发生电路,为计时器提供秒脉冲（1HZ）,为报时电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号（1KHZ、2KHZ）；b.设计计时电路:完成0分00秒～9分59秒的计时、译码、显示功能；c.设计清零电路:具有开机自动清零功能,并且在任何时候,按动清零开关,可以对计时器进行手动清零.d.设计校分电路:在任何时候,拨动校分开关,可进行快速校分.（校分隔秒）e.设计报时电路:使数字计时器从9分53秒开始报时,每隔一秒发一声,共发三声低音,一声高音；即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音（频率1kHz）,9分59秒发高音（频率2kHz）f.系统级联.将以上电路进行级联完成计时器的所有功能.二、电路原理简介工作原理:由振荡器产生的稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,再经分频器输出标准秒脉冲.秒个位计数器记满10后向秒十位计数器进位,秒十位计满6后向分进位同时置零. 计数器的输出经译码器送显示器.记时出现误差时可以用校时电路进行校分.扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。
数字计时器由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路、校分电路、清零电路和报时电路这几部分组成。
其原理框图如下：三、单元电路设计1.脉冲发生电路脉冲信号发生电路完成为计时电路提供计数脉冲的功能。
实验中采用32768Hz的石英- 4 - 晶体多谐振荡器作为脉冲信号源。
