单片机秒表0.01s

单片机课程设计报告书

课题名称 秒表 姓 名

石光宇

学 号 20096593 院、系、部 电气工程系 专 业 电气工程及其自动化

指导教师 焦咏梅

2012年 6 月30日

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2009级单片机

课程设计

秒表

一、设计目的

（1）利用单片机定时器中断和定时器计数方式实现秒、分定时。

（2）通过LED显示程序的调整，熟悉8155与8051，8155与LED的接口技术，熟悉LED动态显示的控制过程。

（3）通过键盘程序的调整，熟悉8155与矩阵式键盘的接口技术，熟悉键盘扫描原理。

（4）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、键盘扫描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。

（5）以单片机为基础，设计一个可以实现启动，暂停，继续，复位，可选择正负计时并且可以显示十分之一秒的秒表。锻炼硬件与软件相结合的设计能力。

二、设计要求

1．可启动、暂停、继续和复位。

2．4位显示，精确到0.1（999.9）

3．可正计时、倒计时。正计时时，从0000开始，最大到999.9秒，倒计时时，从设定时间开始

4．通过键设定时间，可设定正计时的结束时间和倒计时的开始时间，当到达设定时间或倒计时到0时报警，数码管闪烁最后的时间。

5、要求做出实物。

（同时上传本机地址03H。本机地址为03H，当接到上位机发的03H时，则回发03H当接到上位机发的AAH时，则将当前显示的秒值发给上位机）

三、硬件电路设计

3.1系统框图

3.2系统电路原理图

00000000

00

00

3.3系统电路图工作原理

打开电源后，进行结束时间后需要计时时间的设定，按P3.3键选择给哪一位进行设置，按P3.2键进行把P3.2设置的位中的值进行加一设置，设定结束后，进行正计时后到计时的选择（P3.5键），开始默认为正计时（即从0000到结束的时间）。按下一次即更改成倒计时（即从设定的时间逐渐减到0000后结束），再次按下P3.5键后会更改为正计时，如此循环。设定时间及正负计时后，按下启动键（P3.6键），程序开始进行计时，计数器/定时器T0开始计时中断，计时结束后，置位P0.7进行蜂鸣器报警，同时数码管闪动显示结束时的时间。在计时结束后按下复位键（P3.0），程序可以回到主程序最开始，可以再次进行设定计时，如此往复循环。 3.4各部分电路设计

1.单片机最小系统

图3.1 stc89c52芯片

（1）STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，2个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

图3.2 74HC573锁存器

输入是和标准 CMOS 输出兼容的；加上拉电阻，他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。

OE￣ 1 20 Vcc

1D— 2 19 —1Q

2D— 3 18 —2Q

3D— 4 17 —3Q

4D— 5 16 —4Q

5D— 6 15 —5Q

6D—7 14 —6Q

7D—8 13 —7Q

8D—9 12 —8Q

GND 10 11 LE

OE LE D Q

L H H H

L H L L

L L X Q0

H X X Z

1脚三态允许控制端低电平有效

1D~8D为数据输入端

1Q~8Q为数据输出端

74HC573引脚图

LE为锁存控制端;OE为使能端。

74HC573内部原理图

（2）数码管的显示

图3-3 数码管显示原理图

共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。LED数码动态显示的基本做法在于分时轮流选通数码管的公共端，使得各数码管轮流导通，再选通相应的数码管后，即显示字段上得到显示字形码。这种方式数码管的发光效率，而且由于各个数码管的字段线是并联使用的，从而大大简化了硬件线路。动态扫描显示接口是单片机系统中应用最为广泛的一种显示方式。其接口电路是把所有显示器的8个笔画段A-DP同名端并联在一起，而每个显示器的公共极COM各自独立地接受I/O线控制，CPU向字段输出口送出字段形码是，所有显示器由于同名端并连接收到相同的字形码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，所以就可以自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描是指采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。再轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点