简易秒表

简易数字秒表的电路设计概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文主要介绍了一种简易数字秒表的电路设计。

秒表是一种用于计算时间间隔的常见工具，广泛应用于日常生活和各行各业中。

传统的机械秒表用起来不够便捷，因此我们将使用电路设计来实现一个数字秒表，使其更加方便使用。

1.2 文章结构本文分为四个主要部分进行阐述。

首先，在“引言”部分中我们将对文章进行概述和介绍。

接下来，在“简易数字秒表的电路设计”部分中，我们将详细介绍设计原理、电路元件选择与说明以及电路连接与布局等内容。

然后，在“解释说明”部分中，我们将解释秒表功能的实现方法，并探讨其功能扩展可能性，并指出在电路设计过程中需要注意的问题。

最后，在“结论”部分中，我们对本次设计成果进行总结，并就可能存在的改进空间进行分析和未来应用进行展望和思考。

1.3 目的本文旨在通过详细描述并解释简易数字秒表的电路设计，提供一个清晰易懂、全面深入的指南，帮助读者了解该设计思路及其实现方法。

同时，通过对功能扩展可能性的探讨和对电路设计过程中需要注意的问题的分析，可以引导读者在实际应用和改进中做出更好的决策。

最后，通过总结和展望，为未来的研究和发展提供参考思路。

2. 简易数字秒表的电路设计2.1 设计原理：简易数字秒表的电路设计基于计时器和显示器组成。

其主要原理是利用计时器模块产生一个稳定的时间基准，然后将该时间以数字形式显示在显示器上。

2.2 电路元件选择与说明：在设计简易数字秒表的电路时，我们需要选取合适的电子元件来实现功能。

以下是一些常见的元件选择：- 计时器芯片：可选择集成型计时器芯片，如NE555等，它们具有稳定的时钟信号输出。

- 显示屏：一般选用7段LED数码管，由于它们能够直观地显示数字。

- 驱动芯片：如果使用多个7段LED数码管进行显示，则必须选择合适的驱动芯片，如74HC595等。

这些元件经过合理的选择和配套可以实现精确、稳定地测量和显示时间。

2.3 电路连接与布局：简易数字秒表电路连接和布局对功能稳定性有重要影响。

4位秒表的设计与制作一、任务要求该任务要求设计并制作一个4位秒表，秒表有启动、停止和清零功能，显示时间为0到9999秒。

该任务是综合应用数码管动态显示、单片机定时计数器和中断系统设计一个具有启动、停止、清零和校时功能的，能显示0到9999秒的4位秒表。

二、设计方案提示4位秒表的设计与1位秒表设计基本相似，所不同的是4位秒表要显示4位数据，而且要有校时功能，所以它只是综合了键盘、定时器、中断系统和动态显示的应用。

多位数显示器是用数码管显示4位十进制数，如果采用数码管静态显示方法，4个数码管要占用4个I/O端口，将占用单片机的所有I/O口而无法实现其他功能，因此不能用静态显示方法实现多位数据的显示。

如何用单片机控制数码管实现多位数据的现实，而又不占用太多的I/O口呢？这就要用到--------数码管的动态显示。

4位秒表设计与1位秒表的设计在原理上是一样的，不同的是：4位秒表要显示4位数，利用前面的数码管显示方法需要4个并行I/0口，而启动停止和清零要占用2个I/O线，89C52单片机只有4个并行I/O口，因此这种显示方法不能满足4位秒表的功能。

那么，如何实现4位秒表的设计呢？这就是该任务的关键------数码管动态显示技术三、系统硬件设计参考：4位秒表电路原理图如图3-21所示，有启动停止、清零和校时电路；数码管的位选端分别接P2口的P2.0~P2.3，段选端接P0口，74LS245是驱动电路。

图3-21 4位秒表电路原理图硬件电路设计图3-17 4位数据显示器的硬件原理图图3-17是4位数据显示器的硬件原理图，数码管是共阳连接，P2口输出显示段码，74LS245驱动数码管显示，CE是片选端，低电平有效；4位数码管的公共端分别由P3.0、P3.1、P3.2、P3.3控制。

四、系统软件设计参考程序//功能：4位数码管动态显示“1234”//函数名：delay50ms//函数功能：采用定时器1、工作方式1实现50ms延时，晶振频率12MHz//形式参数：无//返回值：无void delay50ms(){ TH1=0x3c; // 置定时器初值TL1=0xb0;TR1=1; // 启动定时器1while(!TF1); // 查询计数是否溢出，即定时到，TF1=1TF1=0; // 50ms定时时间到，将定时器溢出标志位TF1清零}void main() //主函数{unsigned char led[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92}; //设置数字0～5字型码unsigned char i,w;TMOD=0x10; //设置定时器1工作方式1while(1) {w=0x01; //位选码初值为01Hfor(i=0;i<4;i++){P2=~w; //位选码取反后送位控制口P2口w<<=1; //位选码左移一位，选中下一位LEDP1=led[i]; //显示字型码送P1口delay50ms(); //延时50ms}}}4位秒表流程图如图3-22所示：包括主函数流程、定时器中断函数和显示函数流程图。

简易秒表原理秒表是一种用于测量时间的仪器，它的原理比较简单。

下面将详细介绍秒表的工作原理。

1. 基本原理秒表的基本原理是利用计时电路和显示装置来实现时间的测量和显示。

它通常由一个计时器和一个数字显示屏组成。

计时器用于计时，而数字显示屏则用于显示计时结果。

2. 计时电路计时电路是秒表的核心部分，它通过计数脉冲来实现时间的累加。

计时电路通常由一个振荡器和一个计数器组成。

振荡器产生稳定的脉冲信号，计数器根据脉冲信号进行计数。

3. 开始计时当用户按下秒表的启动按钮时，计时电路开始计时。

此时，计数器开始累加振荡器产生的脉冲信号。

计时电路会不断累加脉冲信号，直到用户按下停止按钮。

4. 停止计时当用户按下秒表的停止按钮时，计时电路停止计时。

此时，计数器停止累加脉冲信号，并将计时结果保存在内部寄存器中。

5. 显示计时结果计时结果需要通过显示装置来显示出来。

秒表通常采用数字显示屏来显示计时结果。

内部寄存器中保存的计时结果会根据一定的格式转换成数字，并通过数字显示屏显示出来。

6. 重置计时当用户需要重新计时时，可以按下秒表的复位按钮。

复位按钮会将计时电路中的计数器和内部寄存器清零，使秒表重新回到计时的初始状态。

7. 精确度秒表的精确度取决于振荡器的稳定性和计数器的精确度。

一般来说，高质量的秒表采用更稳定的振荡器和更精确的计数器，能够提供更高的计时精度。

8. 功能扩展除了基本的计时功能外，一些高级的秒表还具有其他功能，如计圈、计时间隔、计时提醒等。

这些功能通过增加额外的电路和按钮来实现。

9. 应用领域秒表广泛应用于各个领域，如体育比赛、实验室研究、生产工艺等。

它可以精确地测量时间，并提供可靠的计时功能，满足不同领域对时间测量的需求。

总结起来，简易秒表的原理是通过计时电路和显示装置来实现时间的测量和显示。

计时电路利用计数脉冲进行时间累加，数字显示屏将计时结果以数字形式显示出来。

秒表具有简单、高精度和可靠的特点，被广泛应用于各个领域。

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。

《单片机应用技术》项目任务书
一、项目名称：简易秒表的设计与制作
二、项目实训目的
知识目标：
1.掌握单片机与LED数码管的接口设计；
2.掌握定时/计数器的应用；
3.掌握中断技术的应用；
4.熟悉单片机与键盘的接口技术；
技能目标：
1.熟练使用仿真软件；
2.掌握电子产品设计与制作的一般工作流程。

能够完成简单电子产品设
计、焊接、调试、故障排除到整机装配与调试整个过程；
3.能熟练使用常用设备与仪器，如万用表、电烙铁等；
4.掌握单片机电路设计与制作方法和技巧，能独立分析和解决一般性质
的问题；
三、项目要求
基本要求
设计并制作具有如下功能的简易秒表：
1.通过单片机控制2位数码管实现00~59的简易秒表；
2.利用3个独立式按键实现秒表启动、停止和复位功能；
3.数码管的显示可以采用静态显示设计也可以采用动态显示设计；
拓展要求
设计并制作具有如下功能的数字钟：
1.自动计时，由6位LED数码管显示时、分、秒；
2.具备校准功能，可以设置当前时间；
3.具备定时启闹功能，可以设置启闹时间，启闹10s后自动关闭闹铃；
四、项目进程安排
五、实训报告
根据项目内容与要求认真撰写实训报告。

六、参考文献与资料
1.教材P156~159，P243~260.
2.本项目相关知识点视频与仿真资源。

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。

简易秒表课题设计8051单⽚机简易秒表课题设计第⼀章设计⽅案1.1 要求⽤8051单⽚机，采⽤动态扫描的⽅式，⽤4位LED数码管显⽰秒、分值。

晶振采⽤6MHZ。

具体要求如下：（1）从右往左显⽰秒值的个位、⼗位，分值的个位、⼗位，个位能向⼗位进位；（2）上电后⾸先显⽰00 ，表⽰从00 秒开始计时，当时间显⽰到59 时，4位显⽰都清零，从零开始。

（3）以三个独⽴式按键实现复位、启动、停⽌。

1.2 ⽅法⽤中断的编程思路使⽤定时器T0，定时器⼯作在定时⽅式，实现1秒定时，每50ms溢出中断⼀次，中断20次后就到1秒钟；秒表计时显⽰⽤动态显⽰⽅式实现；通过键盘扫描⽅式取得KE0、KE1、KE2的键值，⽤键盘的中断处理程序实现秒表的启动、停⽌、清0等功能。

1.3 试验线路分析4位LED显⽰的位码由单⽚机的P2⼝输出，段码由P1⼝输出，P2⼝线与LED之间接有200欧限流电阻；LED为共阳极数码管，显⽰⽅式为动态显⽰⽅式；3个按键可以采⽤独⽴式键盘，其中两个按键分别连接到外部中断INT0、INT1，第3个按键连接到定时器1的T1端⼝，以中断⽅式实现键盘的扫描。

动态显⽰程序中，在单⽚机内部RAM中设置待显⽰数据缓冲区，由查表程序完成显⽰译码，将缓冲区内待显⽰数据转换成相应的段码，再将段码通过8051的P0⼝输出；位码数据由累加器循环左移指令产⽣，再通过P2⼝输出。

1.4 软件设计整体程序主要分为3个部分：主程序、显⽰⼦程序和定时器中断程序。

主程序主要是初始化部分和不断调⽤动态显⽰⼦程序部分。

动态显⽰⼦程序完成四位LED的轮流位扫描，它被主程序不断调⽤，以保证稳定可靠的显⽰。

显⽰时间的刷新由定时器中断产⽣，定时器每50ms中断⼀次，当中断20次后（即1s后），对时间单元（秒计数单元、分计数单元）进⾏更新，然后通过拆字⼦程序将时间单元⾥⾯的⼗六进制数拆开为两个BCD码，并送到显⽰缓冲区。

返回主程序后显⽰缓冲区的待显⽰数据被刷新⼀次，数码管相应的显⽰数值也就随之发⽣变化。

《简易秒表》设计报告学院：信息学院专业：集成电路设计与集成系统班级：10集成姓名：熊梓淋学号：1015251032一方案设计1.1设计要求①要求设计一个跑步计时用秒表，可以分圈计时，精度为00.01秒；②显示位数为8位，前4位为本圈用时，后4位为总时间；③有启动、暂停、停止、清零功能；④其他可自由发挥。

1.2 系统分析这次设计的电路主要用于实现秒表的功能，并在数秒显示管上显示出来，同时还要求能过分圈计时，要实现分圈这个功能就需要设定两个时间——时间1和时间2，让时间1控制总的时间，时间2控制分圈时间，开始时让两个时间同时计数，当我们按下分圈那个按键时，时间2返回从零开始计数，而时间1则不变仍然计数，这样就达到了分圈的效果。

1.3系统方案方案一：利用逻辑电路设计一个简易的秒表，该电路主要可分为5个模块:毫秒脉冲发生器、计数器、译码显示器、时序控制器、存储电路。

采用555振荡器作为脉冲发生器，计数器和控制电路是系统的主要部分，计数器可用加（减）的计数方法，控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停、清零、等功能。

显示电路则由译码器和数码显示管实现。

设计框图如二所示方案二：利用STC89C51单片机设计简易秒表。

单片机软件灵活并且具有强大的可修改度。

利用软件编程可实现控制部分和计数部分。

只需在单片机外围添加开关控制电路和数码显示部分就能实现该设计的要求。

如图三所示1.4 方案论证方案一是用逻辑门搭建的，基本也能满足电路设计要求，但要做好是有很大的难度的，线非常之多，元件分散、多，容易把线接错，而且浪费；所以考虑采用了方案二以STC89C51芯片为中心控制系统，实现显示、键盘控制、响铃等功能，大大提高了系统的智能化，也使得系统所测结果精度大大提高。

二硬件设计2.1 控制芯片的介绍STC89C51单片机的外型如图四所示。

单片机可分为通用型和专用型，种类繁多。

这里我们主要介绍STC89C51是一种低功耗、高性能、超抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统的8051单片机。

秒表图及读法.doc
秒表图及读法是一个描述时间的表格，它用来表示时间的流逝。

它以秒为单位，有助于帮助我们更好地记录和理解时间的流逝。

秒表图是一张表格，表格中的数字从左至右分别代表秒、分、时、日、月、年，它们以秒为单位，每一列都有一定的单位时间。

例如，第一列的数字从0-59之间，代表一分钟内的60秒；第二列的数字从0-59之间，代表一小时内的60分钟；第三列的数字从0-23之间，代表24小时；第四列的数字从1-31之间，代表一个月内的31天；第五列的数字从1-12之间，代表一年中的12个月；第六列的数字从0-99之间，代表100年。

秒表图的读法也很简单，它的数字从左至右，从上至下依次为秒、分、时、日、月、年，由此可以得出一段时间的具体信息，例如，秒表图中显示的数字为
“2018/07/09 11:49:00”，则可以推断出该时间是2018年7月9日11时49分0秒。

秒表图不仅可以帮助我们更好地记录和理解时间，而且可以帮助我们判断时间的先后次序，以及相隔多久。

例如，秒表图中显示的数字为“2018/07/09 11:49:00”和
“2018/07/10 10:21:30”，可以推断出相隔的时间为23小时32分30秒，以及前者比后者早了一天。

另外，秒表图还可以用来计算时间的和差。

例如，秒表图中显示的数字为“2018/07/09 11:49:00”和
“2018/07/10 10:21:30”，可以推断出相加的总时间为34小时10分30秒，以及相减的差值为22小时32分30秒。

由此可见，秒表图是一个用来描述时间的表格，它以秒为单位，可以帮助我们更好地记录和理解时间的流逝、判断时间的先后次序，以及计算时间的和差。

简易秒表的原理说明简易秒表的设计与制作该系统由时钟脉冲信号模块、计数模块和译码显示模块三部分组成。

时钟脉冲模块运用了NE555构成的多谐振荡器，NE555的8脚为电源端，1脚为接地端，4脚为清零端，由于4脚是高电平有效，因此4脚与8脚相接高电平。

3脚为输出端，5脚为电压控制端，为了防止干扰，在5脚接上0.01uf小电容接地。

当接通电源，Vcc经R1、R2给电容C2充电，使电容C2两端的的电压Uc逐渐升高，当Uc 计数模块运用了四块74ls192数字芯片，74ls192是同步可逆计数器，不仅能叠加计数，还能递减计数。

D0~D3是数据输入端,Q0~Q3是数据输出，都是高电平有效。

PL是预置端，低电平有效，当PL为低电平时，不管CP状态如何，可将预置数D0D1D2D3置入计数器（为异步置数），当PL为高电平时，芯片禁止预置数。

RM 是清零端，为高电平有效，所以在此端接上一个开关，当芯片要正常工作时按下开关接地，清零端无效。

UP是叠加脉冲输入端，DN是递减脉冲输入端，当UP接入时钟脉冲CP且DN为高电平时,在CP上升沿作用下该芯片进行叠加计数；当DN接入时钟脉冲CP且UP为高电平时，在CP上升沿作用下进行递减计数。

TCU为进位端，TCD为错位端，当进行叠加计数时，在UP第9个脉冲上升沿作用后，当其下降沿到来时，进位输出端TCU产生一个负的进位脉冲，第10个脉冲的上升沿作用后，计数器复位，重新开始计数，TCD的工作原理正好相反，因此可以利用此原理用4块74ls192制作显示XX：XX的简易可逆的秒表，U1的进位输出端和错位输出端分别接入U2的UP、DN，U2与U3，U3与U4之间的相连相同。

四块芯片的16个数据输入端分别用16个开关相接并接地，这样可以用于任意置数。

译码显示模块分别用4块CD4511 7段译码器和四个共阳极LED数码管组成。

CD4511的ABCD为数据输入端，QA~QG为译码输出端。

LT为试灯输入信号，低电平有效，此信号用来测试七段数码管发光段好坏，当该端为低电平时，不论其他输入端状态如何，则七段全亮，说明数码管工作正常。