倒计时秒表课程设计

倒计时秒表课程设计

目录

一.设计目的 (1)

二.设计要求 (1)

三.总体设计 (1)

设计方案 (1)

硬件电路设计 (1)

1）C P U部分 (1)

2）晶振电路部分 (2)

3）L C D显示 (3)

4）键盘及蜂鸣器部分 (3)

软件程序设计 (4)

四.方案实施 (6)

单片机简介 (6)

4.2动态L C D液晶显示器显示 (6)

4．3 软件调试及调试方法 (8)

五.课程设计总结 (10)

六.参考文献 (10)

七.附件 (11)

源程序 (12)

总体电路图 (22)

一.设计目的

1熟悉整个项目的流程即单片机系统设计过程

2 学会使用各种仿真软件

3熟练的使用汇编语言编写小的应用程序

4 掌握系统的调试与安装

5提高学生的自学能力和动手能力

二.设计要求

1）可以实现正常秒表的所有功能，包括启动，暂停，复位等

2）可以自由设定倒计时时间（10s,20s,30s....)，并进行倒计时（10s,20s,30s....)

3）显示方式自选

4）任选一款51单片机

5)扩展功能：在秒表基础上增加时钟功能；倒计时完成时加入报警单元，如声音，灯光等

三.总体设计

设计方案

1）方案讨论和设计：倒计时数字秒表的设计主要考虑以下几个问题：一，LCD液晶显示器如何显示数字0—9；二，如何用单片机来控制LCD的显示；三，单片机最小模式下的设计。处理好这些问题此设计才能完整，为此必须先了解LCD的显示原理和接线方法，再了解单片机的组成原理和控制方法。硬件电路的绘制和软件程序的编写是此次设计的关键和基础，只有硬件电路的设计是正确的、合理的，软件设计才可以根据硬件电路编程，以下的设计才能够进行。

2）主要任务：软件的调试和烧录

硬件电路设计

1）CPU部分

口是“调模式”num 10,num20,num30,num50,num100

口是“开始”倒计时端口

口是“关闭”（返回）轰鸣器口，在定时可以返回到模式状态。

口是给轰鸣器送触发信号口

口是“暂停”口

主要有AT89C51,按键等构成

2）时钟振荡模块

时钟振荡电路用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号，电路由两个30pF 的瓷片电容和一个12MHz的晶振组成，并接入到单片机的XTAL1和XTAL2引脚处，使单片机工作于内部振荡模式。此电路在加电后延迟大约10ms振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率决定。电路中两个电容C4、C5的作用使电路快速起振，提高电路的运行速度。

X2

CRYSTAL

C4 30pf C5

30p

模

块

3）LCD显示部分

D1-D7口分别依次接单片机的；

RS,RW,E分别接口

LCD显示部分

4）键盘及蜂鸣器部分

键盘及轰鸣器部分

口是“调模式”num 10,num20,num30,num50,num100

口是“开始”倒计时端口

口是“关闭”（返回）轰鸣器口，在定时可以返回到模式状态。口是给轰鸣器送触发信号口

口是“暂停”口

软件程序设计

程序流程图：

Y

Y

N

Y

四．方案实施

单片机简介

单片机是把中央处理器(CPU)，存储器和输入输出接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上，因此称为单片机，主要用于测控领域。自从1976年Intel公司推出第一代8位的MCS—48系列单片机，它以体积小、控制功能全、价格低等优点为单片机的发展打下了坚实的基础。随后单片机发生了深刻的变革，目前市面上最常用的51系列单片机也是8位的，因为其品种全、兼容性强、软硬件资料丰富的特点，因此历经几十年仍然是最常用的单片机系列。随着技术的进步和发展，16位单片机32位单片机相继产生，其性能也有了长足的提高，但是其基本组成仍然没有改变。

设计中应用到的STC89C51是Atmel公司生产的51系列单片机中的一个典型

代表，

AT89C51引脚图

从图中可以看到AT89C51有P0、P1、P2、P3四个输出输入口，其中口接开关用来LCD数字显示的起停,其中+5V的高电平有电源电路提供。

动态LCD液晶显示器显示

液晶是人机交互最重要的通道，液晶不光要显示文字信息，还要显示波形信息，所以，编写一套完善的函数库是必不可少的，其中应该包括显示ASCII码、字符串、整型数字、浮点数、汉字、画点、画线等一系列函数。

上层函数的建立离不开底层的驱动，最底层驱动应该是建立在液晶基本时序与指令的基础上。如图1，是液晶模块的基本时序图。

图1 DMF5001液晶模块基本时序图

根据时序图和控制指令，不难写出基本的读写函数。这些函数就是构建上层的基础。之后，还必须了解液晶的基本显示方式和充填方式。如图2，是液晶模块的缓冲区与显示屏的映射关系。T6963控制芯片内部有64KB的缓冲区，可以由程序划分为图形、文本、文本特征3类缓冲区，在不同缓冲区里写入不同数据，在液晶屏上将映射相应的信息，这也就是液晶模块显示信息的原理。

图2 DMF5001液晶映射方式

因为T6963内部含有ASCII码字库，所以要想显示字符信息，只需在文本区内填入相应的信息即可。

如果要显示汉字或图形，则必须先在单片机内部的ROM区建模，然后将这些信息写入液晶的图形缓冲区，在液晶控制模块的控制下，相应的信息就会映射在显示屏上，也就是我们看到的汉字或图形信息了。

如果要实时显示AD采集的波形图以及FF T处理后的频谱图，这里将就动态波形显示用到的技术加以详细介绍。

波形的显示离不开“点”的显示，所谓“点动成线”也就这个道理，对于只有黑白两级灰度的液晶来说，画一个“点”就是将一个像素点亮。所以我们根据时序图，先建立在LCD屏上显示“点”的底层函数。在液晶屏上绘制“点”，有两点需要注意，一是缓冲区空间的大小，二是像素的充填方式。在DMF5001液晶模