99秒秒表课程设计

目录

第1章 99秒秒表设计背景及目的要求 (1)

1.1 99秒秒表设计背景 (1)

1.2 设计目的 (1)

1.3硬件选择 (1)

第2章设计方案及基本原理 (3)

2.1 预备知识 (3)

2.2 LED显示原理 (3)

2.3 元器件选择 (3)

2.4 系统设计 (3)

2.5硬件工作原理 (4)

2.6 硬件连接 (5)

第3章程序设计 (6)

3.1设计步骤 (6)

3.2程序代码 (7)

第4章调试结果及分析 (8)

4.1 调试结果 (8)

4.2 结果分析 (8)

第5章结论与体会 (9)

参考文献 (10)

附录 (11)

第1章 99秒秒表设计背景及目的要求

1.1 99秒秒表设计背景

目前，单片机正朝着高性能和对品种方向发展，趋势是进一步向着CMO化，低功耗，小体积，大存量，高性能，低价格和外国电路内装化等几个方面发展。

单片机应用的重要意义还在于他从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。

单片机模块中最常见的是秒表、数字钟等显示时间类的装置，此装置是一种用数字电路实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

此设计利用凌阳科技公司的凌阳16位单片机SPCE061A为主控芯片，充分利用61板上面的三个按键，完成一个简易的现实系统——99秒秒表。

61板是一套完整的16位单片机开发系统，可直接把程序下载到61板上进行调试和封装。集成度高、运算速度快、体积小、运算可靠、价格低廉，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能仪器仪表、网络技术等方面得到广泛应用。

1.2 设计目的

随着单片机应用的日益广泛，在校学生加强对单片机的认识和动手能力，已经是非常重要的一项锻炼。课程设计就是为加强实践机会、培养学生动手能力的一个重要环节，将理论知识与实际联系起来的一个关键机会。本课程设计的基本要求是：

1. 掌握LED数码管原理及使用方法。

2. 掌握61板的使用方法。

3. 初步掌握SPCE061A单片机汇编语言一般编程技巧。

4. 初步掌握61板系统调试的一般步骤及方法。

1.3硬件选择

装有Windows系统和μ’nSP™ IDE仿真环境的PC机一台，μ’nSP™ 十六位单片机实验箱一个。本设计用到的实验箱硬件模块为：SPCE061A核心及周边电路模块（包含32个I/O口），LED数码管。做此实验用51板也可以，因为51板也提供了相应的LED模组，因为实验室里面给我们提供了61板，所以我决定选用SPCE061A 单片机实验箱。

1.4 设计内容

本装置将实现0-99的计数，每一秒钟，计数器将加1，在数码管上显示当前计数值，并可用键盘按制计数的起始，以及归零。具体要求如下：

1. 开机时数码管显示00。

2. 每一秒钟，计数器自动加1。

3. 按键控制计数，分别控制开始计时、停止计时和归零，功能分配如下：

表1-1按键功能分配

按键功能描述

KEY1 开始计时

KEY2 停止计时

KEY3 归零

第2章设计方案及基本原理

2.1 预备知识

1.熟悉凌阳单片机的工作原理。

（1）I/O口的使用原理和设置；

（2）定时器或时基的设置、使用；

（3）中断的设定。

2.了解数码管的显示原理。

3.熟悉键盘扫描原理。

4.熟悉汇编语言或C语言。

2.2 LED显示原理

静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将所要显示的数据送出后就不再管，直到下一次显示数据需要更新时再传送一次新数据，显示数据稳定，占用很少的CPU时间。

动态显示需要CPU时刻对显示器件进行数据刷新，显示数据有闪烁感，占用的CPU时间多。这两种显示方式各有利弊；静态显示虽然数据稳定，占用很少的CPU时间，但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的硬件较多；动态显示虽然有闪烁感，占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间。

基本的半导体数码管是由七个条状发光二极管芯片排列而成的，可实现0～9的显示。

LED数码管是由发光二级管显示字段组成的显示器，有8段和“米”字段之分，这种显示器有共阳级和共阴极两种。所谓共阳方式是指笔画显示器各段发光管的阳极（即P区）是公共的，而阴极互相隔离。所谓共阴方式是笔画显示器各段发光管的阴极（即N区）是公共的，而阳极是互相隔离的。

2.3 元器件选择

61板一个，共阴极2位LED数码管一个，电路板一个，8050三极管二个，1k的电阻8个，33k电阻2个，导线若干，排针（10位）2个。

2.4 系统设计

根据设计题目的要求分析，并考虑到题目的可扩展性，可将系统分成两大部分： 1. 时间的产生和显示。

2. 按键控制计数起始、归零。

根据系统的功能现选择61板作为单片机控制处理部分，利用一2位LED 作为显示部分，而按键采用61板上自带的三个按键，如图2-1所示。

图2-1 系统框图

2.5硬件工作原理

两位数的显示采用的是一个2位共阴极LED 数码管（LG5621AH ），连接方法是SPCE061A 的IOB0-IOB6接LED 焊接板的A-G ，小数显示部分可以省略不要；IOB8-IOB9分别接LED 的位选COM1、COM2，电路原理图如图2-4。LED 与SPCE061A 的引脚连接如表2-1。

采用凌阳大学计划的LED 键盘模组和61板搭配可以很容易的完成这个课程设计的题目。它的连结图如图所示，IOB 的低八位控制数码管显示段位，高八位控制点亮哪一个数码管。

表2-1 LED 引脚连接表

SPCE061A LED 模块

SPCE061A LED 模块 IOB8 A IOB0 COM1 IOB9 B IOB1 COM2 IOB10 C IOB11 D IOB12 E IOB13 F IOB14

G

IOB SPCE061A 精简开发版

Key1 Key2 Key3

秒