用LED数码管显示秒表设计
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3.3数码管介绍8
3.4驱动电路8
4、软硬件联调及调试结果9
4.1软硬件调试中出现的问题及解决措施9
4.2实物图11
4.3调试结果12
5、结束语12
参考文献13
附录14
附录1：基于单片机的秒表设计原理图14
附录2：基于单片机的秒表设计PCB图15
附录3:PROTEUS仿真图15
附录4：基于单片机的秒表设计C语言程序清单16
本设计包含有单片机最小系统模块、复位模块、放大器模块、LED数码管显示模块。
其中最小系统模块山STC89C32、电阻、电容和晶振电路等主要硬件组成。 复位模块由二极管、电阻和复位开关组成。
放大器模块由PNP三极管、电阻组成。
LED数码管显示模块山两位八段数码管组成。
3.2单片机运行的最小系统
最小系统模块III STC89C52.电阻、电容和晶振电路等主要硬件组成。
附录5：基于单片机的秒表设计元器件目录表18
1
21世纪是一个电子技术和电子元件有更大发展的世纪。回顾百年来电子技术和 电子工业发展的成就，举世嘱目。作为一个电气专业的大学生，我们不但要有扎实 的基础知识、课本知识，还应该有较强的动手能力。现实也要求我们既精通电子技 术理论，更要掌握电子电路设计、实验研究和调试技术。课程设计就是一个理论联 系实际的机会。
3. 2.152单片机最小系统电路介绍
1.52单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时 间，一般采用10〜30uF,52单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。
2.52单片机最小系统晶振Y1也可以采用11.0592MHz,在正常工作的悄况下可以 采用更高频率的晶振，52单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速 度，频率越大处理速度越快。
2
2.1系统总体设计要求
用AT89C52设计一个2位LED数码显示“秒表”，显示时间为00~59秒，每秒自动加 一。另设计一个“开始”按键和一个“复位”按键，一个“暂停”按键。接上电源后从00开始计时，至59后再回到00,继续循环。
2.2系统模块结构论证
1•单片机模块选择
方案一：选用飞思卡尔单片机，飞思卡尔单片机功能强大，但是价格相对 要高，而且对此不熟悉。
方案三：采用USB接口电源，该方案简单方便，可以直接和电脑的USB接 口相连。电脑的USB接口属于接口电源，要并联耦合电容进行缓冲。
因此，选择的是方案三。
3.显示模块选择：
方案一：采用8段LED数码管作为显示模块核心。
方案二：采用LCD液晶显示器作为显示模块核心。
LED数码管节能环保，显示直观。因此选择方案一。
单片机课程设计说明书
用
专业电气工程及其自动化
学生姓名刘宝
班级B电气081
学号0810601114
指导教师张兰红
完成日期
1、概述1
2、课题方案设计1
2.1系统总体设计要求1
2.2系统模块结构论证1
3、系统硬件设计2
3.1总体设计2
3.2单片机运行的最小系统3
3.2.152单片机最小系统电路介绍3
3.2.2单片机的振荡电路与复位电路6
软硬件设计是设计中不可缺少的，为了满足功能和指标的要求，资源分配如下：
晶振采用11. 0592MZ的外部晶振频率
内存分配：
P0口与数码管个位和十位数据输入端相连，控制其段选信号，输出1~9不同 字型。
P3口的P3.1、P3.2分别与秒表个位和十位数码管位选连接，控制秒表的汁数 以及计数的开启/暂停/继续与复位清零。
本次设讣主要完成具备基本功能的电子秒表的理论设讣，电子秒表是重要的记时工 具，广泛运用于各行各业中。作为一种测量工具，电子秒表相对其它一般的记时工 具具有便捷、准确、可比性高等优点，不仅可以提高精确度，而且可以大大减轻操 作人员的负担，降低错误率。
在设计中应用到数码管，数码管主要用于楼体墙面，广告招牌、高档的DISCO、酒吧、夜总会、会所的门头广告牌等。特别适合应用于广告牌背景、立交 桥、河、湖护栏、建筑物轮廓等大型动感光带之中，可产生彩虹般绚丽的效果。用 护栏管装饰建筑物的轮廓，可以起到突出美彩亮化建筑物的效果。事实证明，它已 经成为照明产品中的一只奇葩，绽放在动感都市。
方案二：采用STC89系列单片机，其架构简单，相对熟悉，价格便宜，对 设计功能已经足够。焊接也是比较容易。
因此，选择方案二。
2.电源模块选择
方案一：采用交流220V/50HZ电源转换为直流5V电源作为电源模块。该 方案实施简单，电路搭建方便，可作为单片机开发常备电源使用。
方案二：采用干电池串并联到5V作为电源模块。该方案实施简单，无需搭 建电路，但相对方案不够稳定，电池消耗快，带负载后电圧降过高，可能无法使系 统稳定持续运行。
时间to
设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲山TO或T1引脚输入到计•数器。在每个机 器周期的S5P2期间采样TO、T1引脚电平。当某周期釆样到一高电平输入，而下一 周期乂采样到一低电平时，则计数器加1,更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入讣数器。曲于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被 采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超 过1/2MHZ,即计数脉冲的周期要大于2mso
4.驱动模块选择：
方案一：用与非门逻辑电路作为驱动电路主要元件。
方案二：用PNP型三极管作为驱动电路主要元件。
与非门逻辑电路相对来说较为复杂，PNP三极管只有三个端口且价格也很便宜，Baidu Nhomakorabea此 选择方案二。
3
3.1总体设计
利用单片机定时器/计数器中断设计秒表，从而实现秒的计•时。用两个数码管来 显示秒表数据。增加一个清零按钮，计时结束后可以清零。通过采用proteus仿真软 件来模拟实现。模拟利用AT89C52单片机、LED数码管以及控件来控制秒表的讣数 以及计数的开启/暂停/继续与复位。两位数码管用来显示数据，一位数码管显示个 位1~9,满十进一后显示十位的数码管的数字加一，并且个位显示清零重新从零计 数。汁秒数码管采用两位的数码管，当计数超过范RI是所有数码管全部清零重新汁 数。、
3.52单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF,并且电容离晶振越近越 好，晶振离单片机越近越好
4.P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。
设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个 振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时
3.4驱动电路8
4、软硬件联调及调试结果9
4.1软硬件调试中出现的问题及解决措施9
4.2实物图11
4.3调试结果12
5、结束语12
参考文献13
附录14
附录1：基于单片机的秒表设计原理图14
附录2：基于单片机的秒表设计PCB图15
附录3:PROTEUS仿真图15
附录4：基于单片机的秒表设计C语言程序清单16
本设计包含有单片机最小系统模块、复位模块、放大器模块、LED数码管显示模块。
其中最小系统模块山STC89C32、电阻、电容和晶振电路等主要硬件组成。 复位模块由二极管、电阻和复位开关组成。
放大器模块由PNP三极管、电阻组成。
LED数码管显示模块山两位八段数码管组成。
3.2单片机运行的最小系统
最小系统模块III STC89C52.电阻、电容和晶振电路等主要硬件组成。
附录5：基于单片机的秒表设计元器件目录表18
1
21世纪是一个电子技术和电子元件有更大发展的世纪。回顾百年来电子技术和 电子工业发展的成就，举世嘱目。作为一个电气专业的大学生，我们不但要有扎实 的基础知识、课本知识，还应该有较强的动手能力。现实也要求我们既精通电子技 术理论，更要掌握电子电路设计、实验研究和调试技术。课程设计就是一个理论联 系实际的机会。
3. 2.152单片机最小系统电路介绍
1.52单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时 间，一般采用10〜30uF,52单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。
2.52单片机最小系统晶振Y1也可以采用11.0592MHz,在正常工作的悄况下可以 采用更高频率的晶振，52单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速 度，频率越大处理速度越快。
2
2.1系统总体设计要求
用AT89C52设计一个2位LED数码显示“秒表”，显示时间为00~59秒，每秒自动加 一。另设计一个“开始”按键和一个“复位”按键，一个“暂停”按键。接上电源后从00开始计时，至59后再回到00,继续循环。
2.2系统模块结构论证
1•单片机模块选择
方案一：选用飞思卡尔单片机，飞思卡尔单片机功能强大，但是价格相对 要高，而且对此不熟悉。
方案三：采用USB接口电源，该方案简单方便，可以直接和电脑的USB接 口相连。电脑的USB接口属于接口电源，要并联耦合电容进行缓冲。
因此，选择的是方案三。
3.显示模块选择：
方案一：采用8段LED数码管作为显示模块核心。
方案二：采用LCD液晶显示器作为显示模块核心。
LED数码管节能环保，显示直观。因此选择方案一。
单片机课程设计说明书
用
专业电气工程及其自动化
学生姓名刘宝
班级B电气081
学号0810601114
指导教师张兰红
完成日期
1、概述1
2、课题方案设计1
2.1系统总体设计要求1
2.2系统模块结构论证1
3、系统硬件设计2
3.1总体设计2
3.2单片机运行的最小系统3
3.2.152单片机最小系统电路介绍3
3.2.2单片机的振荡电路与复位电路6
软硬件设计是设计中不可缺少的，为了满足功能和指标的要求，资源分配如下：
晶振采用11. 0592MZ的外部晶振频率
内存分配：
P0口与数码管个位和十位数据输入端相连，控制其段选信号，输出1~9不同 字型。
P3口的P3.1、P3.2分别与秒表个位和十位数码管位选连接，控制秒表的汁数 以及计数的开启/暂停/继续与复位清零。
本次设讣主要完成具备基本功能的电子秒表的理论设讣，电子秒表是重要的记时工 具，广泛运用于各行各业中。作为一种测量工具，电子秒表相对其它一般的记时工 具具有便捷、准确、可比性高等优点，不仅可以提高精确度，而且可以大大减轻操 作人员的负担，降低错误率。
在设计中应用到数码管，数码管主要用于楼体墙面，广告招牌、高档的DISCO、酒吧、夜总会、会所的门头广告牌等。特别适合应用于广告牌背景、立交 桥、河、湖护栏、建筑物轮廓等大型动感光带之中，可产生彩虹般绚丽的效果。用 护栏管装饰建筑物的轮廓，可以起到突出美彩亮化建筑物的效果。事实证明，它已 经成为照明产品中的一只奇葩，绽放在动感都市。
方案二：采用STC89系列单片机，其架构简单，相对熟悉，价格便宜，对 设计功能已经足够。焊接也是比较容易。
因此，选择方案二。
2.电源模块选择
方案一：采用交流220V/50HZ电源转换为直流5V电源作为电源模块。该 方案实施简单，电路搭建方便，可作为单片机开发常备电源使用。
方案二：采用干电池串并联到5V作为电源模块。该方案实施简单，无需搭 建电路，但相对方案不够稳定，电池消耗快，带负载后电圧降过高，可能无法使系 统稳定持续运行。
时间to
设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲山TO或T1引脚输入到计•数器。在每个机 器周期的S5P2期间采样TO、T1引脚电平。当某周期釆样到一高电平输入，而下一 周期乂采样到一低电平时，则计数器加1,更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入讣数器。曲于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被 采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超 过1/2MHZ,即计数脉冲的周期要大于2mso
4.驱动模块选择：
方案一：用与非门逻辑电路作为驱动电路主要元件。
方案二：用PNP型三极管作为驱动电路主要元件。
与非门逻辑电路相对来说较为复杂，PNP三极管只有三个端口且价格也很便宜，Baidu Nhomakorabea此 选择方案二。
3
3.1总体设计
利用单片机定时器/计数器中断设计秒表，从而实现秒的计•时。用两个数码管来 显示秒表数据。增加一个清零按钮，计时结束后可以清零。通过采用proteus仿真软 件来模拟实现。模拟利用AT89C52单片机、LED数码管以及控件来控制秒表的讣数 以及计数的开启/暂停/继续与复位。两位数码管用来显示数据，一位数码管显示个 位1~9,满十进一后显示十位的数码管的数字加一，并且个位显示清零重新从零计 数。汁秒数码管采用两位的数码管，当计数超过范RI是所有数码管全部清零重新汁 数。、
3.52单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF,并且电容离晶振越近越 好，晶振离单片机越近越好
4.P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。
设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个 振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时