《单片机原理与应用》课程设计报告基于89C51单片机的秒表设计
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2015-12-25
一、课题名称
基于89C51单片机的秒表设计
二、任务要求
1、计时范围：0~59分59.59秒，整数四位数和小数两位数显示；
2、计时精度10毫秒；
3、复位按钮，计时器清零，并做好下次计时准备；
4、可以对两个对象（A、B）计时，具有启/停控制；
3、设开始、停止A、停止B、显示A、显示B、复位按钮。
三、任务分析
1、设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器，计时与显示电路和回零、启动和停表电路等。主控制器采用单片机89C52显示电路采用共阳极LED数码管显示计时时间。
2、利用89C52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。
3、P0口输出段码数据，P2.0-P2.4口作列扫描输出，P1.1、P3.2、P3.3、P2.5口接四个按钮开关，分别实现开始、暂停、清零和查看上次计时时间功能。
4、利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。
四、设计方案
1、硬件方案
工作原理：计时采用定时器T0中断完成，定时溢出中断周期为1ms，当一处中断后向CPU发出溢出中断请求，每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行加一，达到10次就对十毫秒位进行加一，依次类推，直到99.99秒重新复位。
再看按键的处理。这四个键可以采用中断的方法，也可以采用扫描的方法来识别。复位键和查看主要功能在于数值复位和查询上次计时时间，对于时间的要求不是很严格。而开始和停止键则是用于对时间的锁定，需要比较准确的控制。因此可以对复位和查看按键采取扫描的方式。而对开始和停止键采用外部中断的方式。
设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器，显示电路和回零、启动、查看、计次电路等。主控制器采用单片机89C52，显示电路采用共阳极LED数码管显示计时时间，四个按键均采用触点式按键。
程序流程图：
2、软件方案
使用keil软件编程，protues软件仿真。
五、具体实现
1、硬件电路图及工作原理描述
2、51单片机
51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。
3、LED数码显示器
本设计采用的是7SEG-MPX2-CC-BLUE型号双数码管，它是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。如下图所示：
4、软件流程图及对应实现程序
实现程序
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit P01=P0^1;
sbit P00=P0^0;
//延时
void delay(uint z)
{ uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void main()
{ uint temp;
uchar n;
while(1)
{ P0=0xff;
P1=0xff;
delay(100);// 刚开始熄灭所有灯
//（1）依次单独点亮。
temp=0x01; //给初始值
for(n=0;n<10;n++)
{
P1=~temp;
P0=~(temp>>8);
delay(100);
temp<<=1;
}
//（2）5个亮5个不亮循环4次。
for(n=0;n<4;n++)
{
P1=0x55; P00=0; P01=1; //第1，3，5，7，9,灯亮。delay(100);
P1=0xaa; P00=1; P01=0;//第2，4，6，8，10个灯不亮。delay(100);
}
//（3）两边各5个，轮流亮，循环4次。
for(n=0;n<8;n+=2)
{ P1=0xe0; P00=1; P01=1; //第1，2，3，4，5个灯亮。第6，7，8，9，10个灯不亮。
delay(100);
P1=0x1f; P00=0; P01=0; //第1，2，3，4，5个灯亮。第6，7，8，9，10个灯不亮。
delay(100);
}
//(4)灭三个亮两个，亮两个灭三个，循环四次。for(n=0;n<4;n++)
{ P1=0xe7;P00=0;P01=0; //第1，2，3，6，7，8灯不亮。第4，5，9，10个灯亮。
delay(100);
P1=0x18;P00=1;P01=1; //第1，2，3，6，7，8灯亮。第4，5，9，10不亮。
delay(100);
}
}
}
六、仿真、实验验证过程及硬件结果、现象
1、对秒表设计进行分析，决定几组方案；
2、在Pruteus软件中，画电路图，进行仿真、调试；
3、对自己想要实现的秒表现象，在keil软件中进行编程，编译，并于Proteus联调。
4、仿真电路图以及仿真结果如下图所示：
