多功能电子秒表设计毕业论文

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多功能电子秒表设计毕业论文

目 录

摘 要 .............................................. 错误！未定义书签。

Abstract ............................................ 错误！未定义书签。

目 录 ............................................................... I

1 引言 ............................................................... 1

1.1 单片机的发展 ................................................. 1

1.2 单片机的应用 ................................................. 1

2 总体方案设计 ....................................................... 3

2.1 系统框图 ..................................................... 3

2.2 计时控制方案 ................................................. 3

2.3 显示控制方案 ................................................. 3

2.4 键盘控制方案 ................................................. 4

3 硬件设计 ........................................................... 5

3.1 89C51单片机的简介 ............................................ 5

3.2 89C51的引脚 .................................................. 6

3.3 89C51单片机复位方式 .......................................... 8

3.4 键盘接口工作原理 ............................................. 9

3.4.1 按键开关的去除抖动功能 .................................. 9

3.4.2 独立式键盘的接口电路 .................................... 9

3.5 七段LED显示工作原理 ........................................ 10

II 3.6 74LS245的功能 ............................................... 11

3.7 电路原理 .................................................... 12

4 软件设计 .......................................................... 14

4.1 定时１秒的方法 .............................................. 14

4.2 定时器初值计算 .............................................. 14

4.3 主程序模块 .................................................. 14

4.4 中断服务程序模块 ............................................ 16

4.5 按键扫描程序模块 ............................................ 18

4.6 显示程序模块 ................................................ 20

5 系统调试 .......................................................... 23

6 总结 .............................................................. 25

参考文献 ............................................................ 26

附录 ................................................................ 27

致 谢 ............................................................... 31

焦作大学机电工程学院毕业设计 1引言

1 1 引言

1.1 单片机的发展

单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是一种非常活跃和颇具有生命力的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于工业控制领域，因此又称为微控器。

1971年微处理器研制成功不久，就出现了单片微型计算机即单片机，但最早的单片机是1位的，处理能力有限。

单片机的发展分为4个阶段：

第一阶段（1974—76年）：单片机初级阶段。因为受工艺限制，单片机采用单片的形式而且功能比较简单。例如美国仙童公司生产的F8单片机，实际上只包括了8位CPU，64个字节的RAM和2个并行接口

第二阶段（1976—78年）：低性能单片机阶段。以Intel公司生产的MCS——48系列单片机为代表，该系列单片机片内集成有8位CPU，8位定时器/计数器，并行I/O接口，RAM和ROM等，但是最大的缺点就是无串行接口，中断处理比较简单而且片内RAM和ROM容量较小，且寻址范围不大与4KB。

第三阶段（1978—83）高性能单片阶段这个阶段推出的单片机普遍带有串行接口。多级中断系统，16位定时器/计数器，片内ROM，RAM容量加大，且寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换器。

第四阶段（1983年至今）8位单片机巩固发展以及16位单片机，32 位单片机推出阶段。此阶段的主要特征是：一方面发展16位单片机，32位单片机及专用型单片机；另一方面不断完善高档8位单片机，改善其结构，增加片内器件，以满足不同的客户要求。

1.2 单片机的应用

单片机的应用很广，分别在以下领域中得到了广泛的应用。

工业自动化：在自动化技术中，无论是过程控制技术、数据采集技术还是测控技术，都离不开单片机。在工业自动化的领域中，机电一体化技术将发挥愈来愈重要的作用，在这种机械、微电子和计算机技术为一体的综合技术（例如机器人技术、数控技术）中，单片机将发挥非常重要的作用特别是近些年来，随着计焦作大学机电工程学院毕业设计 1引言

2 算机技术的发展，工业自动化也发展到了一个新的高度，出现了无人工厂、机器人作业、网络化工厂等，不仅将人从繁重、重复和危险的工业现场解放出来，还大大提高了生产效率，降低了生产成本。

仪器仪表：目前对仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高。在自动化测量仪器中，单片机应用十分普及。单片机的使用有助于提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构，减小体积，易于携带和使用，加速仪器仪表向数字化、智能化和多功能化方向发展。

消费类电子产品：该应用主要反映在家电领域。目前家电产品的一个重要发展趋势是不断提高其智能化程度。例如，电子游戏、照相机、洗衣机、电冰箱、空调、电视机、微波炉、手机、IC卡、挂钟﹑汽车电子设备等。在这些设备中使用了单片机后，其功能和性能大大提高，并实现了智能化、最优化控制

通信方面：较高档的单片机都具有通信接口，因而为单片机在通信设备中的应用创造了很好的条件。例如，在微波通信、短波通信、载波通信、光纤通信、程控交换等通信设备和仪器中都能找到单片机的应用。

武器装备：在现代化的武器装备中， 如飞机、军舰、坦克、导单、鱼雷制导、智能武器设备、航天飞机导航系统，都有单片机在其中发挥重要作用。

终端及外部设备控制：计算机网络终端设备，如银行终端，以及计算机外部设备如打印机、硬盘驱动器、绘图机、传真机、复印机等，在这些设备中都使用了单片机。

近年来随着科技的飞速发展，同时带动自动控制系统日新月异更新，单片机的应用正在不断地走向深入。

焦作大学机电工程学院毕业设计 2总体方案设计

3 2 总体方案设计

2.1 系统框图

多功能电子秒表的总体设计框图如图2.1所示。

图2.1 系统框图

Figure 2.1 system block diagram

2.2 计时控制方案

利用MCS-51内部的定时器/计数器进行定时，配合软件延时实现到计时。该方案节省硬件成本，切能够使读者在定时器/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高，

2.3 显示控制方案

显示分为静态示和动态显示静态显示由于占用较多的接口，在单片机设计中常采用串行扩展来完成。该方案占用接口资源多，显示亮度由保证，但硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢，实用于并行接口资源较少以及对显示没有要求的场合。LED动态显示硬件连接简单，但动态扫描的显示方式需占用CPU较多的时间，在该系统中由于单片机除了扫描89c51芯片外没有太多的实时测控任务，故选用动态扫描方式。 晶振电路

复位电路

按键 显示

AT89C51单片机 焦作大学机电工程学院毕业设计 2总体方案设计

4 2.4 键盘控制方案

键盘分为独立式键盘和行列式键盘，独立式键盘接口电路配置灵活，硬件结构简单，工作可靠但每个按键必须占用一跟I/O接口线，I/O接口线浪费较大，在单片机应用系统中，有时只需要几个简单的按键向系统输入信息，可将按键直接在一根I/O接口线上，故只在按键数量不多时采用。而行列式键盘每条行线与列线在交叉处不直接相通，而是通过一个按键加以连接，当按键较多时可采用行列式键盘以节省I/O接口。本设计采用一个按键，所以这里选用独立式键盘。