单片机课程设计报告
设计课题：秒表设计
专业班级：10级电子信息科学与技术4班
学生姓名：马飞杨悬悬夏婷婷董静静
对应学号：080210198080210227 080210248080210257
指教教师：郭玉
设计时间：2012 年6月7日
目录
一、课程设计目的和意义和主要功能
1、目的意义
2、主要功能
二、方案设计与论证
1、时钟电路
2、按钮电路
3、显示电路
4、单片机
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5、参数计算
三、硬件电路设计
1、STC89C52RC单片机的简单介绍
2、接口电路
3、硬件连线图
四、软件设计：数字秒表流程图、数字秒表源程序
五、性能分析
六、结论和心得
附件（源程序）
电子秒表设计
摘要：本次设计主要是用STC89C52RC设计一个2位的数码作为“秒表”。主要是利用单片机的定时器/计数器定时和计数原理来设计简单的计时器系统，拥有正确的启动停止、时间调整、清零功能，启动停止清零通过键盘按键控制，并同时可以用数码管显示数字0-59，每秒自动加1，能正确地进行计时。其中软件系统采用汇编语言编写程序，包括显示程序，计数程序，中断，延时程序等，并在keil中调试运行，硬件系统利用单片机开发板能来实现，简单且易于观察，在现实生活中应用广泛，具有现实意义。
关键字：单片机定时器启动停止清零时间调整数码管键盘
一、课程设计目的和意义和主要功能
1、目的意义
1、通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。
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2、掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。
3、通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。
2、主要功能
显示时间为0-59秒，每1秒自动加1，另外设计一个“启动”键、一个“停止”键和一个“清零”键。能用按钮实现秒表启动、停止、清零功能
二、方案设计与论证
1、方案设计
本设计要求进行计时并在数码管上显示时间,分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四大部分，这些模块中单片机占主控地位。其模块电路如图2-1所示。
（1）、时钟电路
常用的有内部时钟方式和外部时钟方式，但因为本设计中只需要一片单片机，所以采用内部时钟方式比较简单。
时钟电路如图所示，时钟电路的晶振频率越高，系统的时钟频率越高，单片机的运行速度也就越快。晶振频率根据设计需要设为12MHz，又根据谐振性质，电路中的电容C1、C2选择为30pF左右。该电容的的大少会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。
（2）、按钮电路
主要由S1S2S3三个按键组成，因为开发板自己默认的键盘是矩阵式，而我们的设计中只需要用到三个按键，考虑到按键个数比较少，我们将开发板上的J11跳冒由原来的右边调整到左边，让键盘变成独立式。按钮电路中的“启动”按键由键盘上的S1控制，按钮电路中的“停止”按键由键盘上的S2控制，按钮电路中的“清零”按键由键盘上的S3控制。
（3）、具体按键说明
按“启动”按键，开始计数，数码管显示从00开始每秒自动加1；按“停止”按键，系统暂停计数，数码管显示当时的计数，并且再次按“启动”键后就会继续计时；按“清零”按键，系统暂停计数，数码管显示00，并且再次按“启动”就会重新计时。
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3、显示电路
所用的数码管有共阴和共阳之分，本此设计使用的数码管是共阴极，数码管位控制有P2口控制。由于电路内部已经有74HC138译码器，译码器的A、B、C赋值0~7，因此输出端分别是Y0-Y7置“0”，如p2=0,则Y0=0，及选通第一个数码管，所以当我们要显示某一个数码管时，只要将P2口赋相应的值即可。因为秒表只需用两个数码管，我们选用的是第一个和第二个数码管，及分别给P2口送0和1.而数码管显示的数字段码由P0口控制，每次需要显示的数字段码通过查表找到后直接送给P0口即可，如当P0=3F,就会显示数字“0”。
4、单片机
单片机的程序可用汇编语言也可用C语言，为了提高使用汇编语言的能力，本设计特用了汇编语言了编写程序主程序流程图如下所示，具体程序见附件。主程序流程图见软件设计。
5、参数计算
本设计利用定时器T0的计数原理来实现秒表。定时器T0工作于方式1，寄存器TMOD低四位M1M0应取01，设定为软件启动定时器，故GATE取零，因为用定时功能，C/T取0，定时器方式寄存器TMOD的高四位为无关位，一般都取0，所以TMOD的控制字应取为01H。晶振频率为12MHZ，T机=1US，因为方式1最长的定时时间为65.535MS，达不到1秒的要求，因此采用硬件定时和软件计数相结合的方式来达到1秒定时。取T0的定时时间T定时=50MS，定时器采用中断方式工作，中断20次50MS乘20等于1S，设定寄存器R0为软件计数器，初值为20。秒表的初值存于寄存器R4中，个位数存于20H单元，十位数存于21H单元中。
2、方案论证
方案一：
数字信号处理器（DSP）作为一种可编程专用芯片，是数字信号处理理论实用化过程的重要技术工具，在语音处理、图像处理等技术领域得到了广泛的应用。但对于算法设计人员来讲，利用汇编语言或C语言进行DSP功能开发，具有周期长、效率低的缺点，不利于算法验证和产品的快速开发。需要模数转换；受采样频率的限制，处理频率范围有限。
方案二：
数字电路具有不稳定，容易出问题，很容易受干扰的特点。
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方案三：
单片机具有价格低廉的可擦写1000次以上的16(字)位指令FLASH技术,不再有报废品产生的优点。高速度、低功耗(μA)!具有SLEEP(休眠)功能及CMOS技术,每一指令执行速度可达50ns(20MHZ),而耗电则在1mA～2.5mA间(典型功耗,WDT关闭时为100nA)。AVR运用Harvard结构概念(具有预取指令功能),即对程序存储和数据带有不同的存储器和总线。当执行某一指令时,下一指令被预先从程序存储器中取出,这使得指令可以在每一个时钟周期内被执行。超功能精简指令!具有32个通用工作寄存器(相当于8051中的32个累加器,克服了单一累加器数据处理造成的瓶颈现象)及128-512个SRAM,可灵活使用指令运算并可用功能很强的C语言编程,易学、易写、易移植。
采用STC89C52RC，片内ROM全用FlashROM,能以3V的超低电压工作；同时也与MCS-51系列单片机内部储存器为8KBROM存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线变成可擦除技术，当对电路进行调试时，由于错误修改或对程序的新功能需要烧入程序是，不需要多芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损害，最终采用单片机STC89C52RC作为主控系统。
三、硬件设计
1、STC89C52RC单片机的简单介绍
STC89C52RC是一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器
（FPEROM-FlashProgrammabl eandEraseabl eReadOnlyMemory）的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。
主要性能：
8031CPU
与MCS-51微控制器产品系列兼容
4KB字节快速擦写Flash程序存储器，擦写次数1000次
存储数据保存时间为10年
编程频率3MHZ-24MHZ，编程电流1mA，编程电压Vpp为5V或12V,工作电压5V
1个片内振荡器及时钟电路，静态操作模式工作频率0MHZ-24MHZ
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