倒计时数字秒表设计 (2)

目录
1. 设计背景 .......................................................................................................... 1 2. 设计方案 .......................................................................................................... 2
2.4 显示电路方案选择
LED 数码管有静态显示和动态显示两种显示方式。 1、静态显示是指无论多少位 LED 数码管，同时处于显示状态。数码管工作于静 态显示方式时，各位的共阴极连接在一起并接地，每位的段码线分别于一个 8 位的 I/O 锁存器输出相连。静态显示方式的显示无闪烁，亮度都较高，软件控制比较容易。 2、动态显示指无论在任何时刻只有一个 LED 数码管处于显示状态，即单片机采 用“扫描”方式控制各个数码管轮流显示。即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通 状态，而其它各位的位选线处于关闭状态，同时，段码线上输出相应位要有显示的字符 的段码，这样，在同一时刻，2 位数码管中只有被选通的那一位显示出字符。如此循环 下去就可以显示出要显示的字符。虽然这些字符是不同时刻显示的，但由于 LED 数码管 的余辉和人眼的“视觉暂留”作用，只要每位显示间隔足够短，则可以造成“多位同时 亮的假象”,达到同时显示的效果。在显示位数较多的情况下，所需的电流比较大，对 电源的要求也就随之增高，这时一般采用动态显示方式。动态显示的优点是硬件电路简 单，显示器越多，优势越明显；缺点是显示亮度不如静态显示的亮度高，如果扫描速率 较低，会出现闪烁现象。 若要各个数码管能同时显示出与本位相应的显示字符，就必须采用动态的“扫描 显示方式”。因此倒计时数字秒表的显示电路选用动态显示方式。
指导教师（签名）：
学生（签名）：
倒计时数字秒表设计
摘 要：本次课程设计以 AT89S52 单片机为核心设计一个倒计时数字秒表， 计数初值为 59 并开始每秒自动减 1，当按键 1 按下时记录当前时间值，当 按键 2 按下时显示当前记录值，显示过之后再次按下按键 1 时秒表复位为 59。本设计硬件部分包括电源电路、复位电路、按键电路、振荡电路、数 码管显示电路五部分电路，软件程序部分有定时中断程序、外部中断程序、 显示子程序和延时子程序等。软件 Proteus 画出原理图并进行仿真，依照仿 真成功的原理图接线，在万能版上把个个器件焊接好从而实现预期的功能。 关键词：倒计时; AT89S52; 74LS47; 数码管
5、上电时，显示 59，开关拨上时开始倒数计时，每秒自动减 1；当开关拨下时，保持实时时间，
停止倒计时；开关拨上时又开始倒数计时。
学生应完成的工作：
通过查阅资料设计倒计时数字秒表的工作原理，然后绘制电路原理图，编写软件程序，并进行电路
仿真。根据设计原理对电路进行安装、调试，完成课程设计工作，并提交课程设计报告。孙利娜同学负
课程设计任务书
设计题目
倒计时数字秒表设计
学生姓名
设计要求：
1、设计一个可以倒计时的数字秒表；
2、具有电源开关及指示灯，有复位键；
3、P2.0-P2.3 通过 74LS47 接 2 位数码管，P2.4 和 P2.5 分别控制数码显示的个位和十位，显示 0-99
秒时间；
4、P3.2 接开关 K1，用于控制秒表的启停；
责软件部分的设计。
参考文献阅读：
[1] 杜树春.单片机 C 语言和汇编语言混合编程实例详解.北京：航空航天大学出版社，2006.
[2] 张毅刚，彭喜元，彭宇.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2010. [3] 张阳天，韩异凡.Protel DXP 电路设计[M].北京：高等教育出版社，2005. [4] 李广弟.单片机基础[M] .北京：航空航天大学出版社，2001.
1、内部时钟方式：AT89S52 内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，它 的输入端为芯片引脚 XTAL1，输出端为引脚 XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体和微调 电容，构成一个稳定的自激振荡器。电路中的电容 C1 和 C2 的典型值通常选择 30pF， 该电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶体振荡频 率的范围通常是在 1.2—12MHz。晶体和电容应可能安装的与单片机靠近，以减少寄生 电容，更好的保证振荡器稳定、可靠地工作。 2、外部时钟方式：使用现成的外部 振荡器产生脉冲信号，常用于多片单片机同时工作，以便于多片单片机之间的同步，一 般为低于 12 MHz 的方波。外部时钟源直接接到 XTAL1 端，XTAL2 端悬空。
2.1 总体设计框图........................................................................................... 2 2.2 时钟电路方案选择................................................................................... 2 2.3 复位电路方案选择................................................................................... 2 2.4 显示电路方案选择................................................................................... 3 3. 方案实施 .......................................................................................................... 4 3.1 硬件设计 ................................................................................................... 4 3.2 软件设计 ................................................................................................... 7 3.3 系统仿真 ................................................................................................. 14 3.4 实物制作 ................................................................................................. 14 4. 结果与结论 .................................................................................................... 17 4.1 结果 ......................................................................................................... 15 4.2 结论 ......................................................................................................... 15 5. 收获与致谢 .................................................................................................... 16 6. 参考文献 ........................................................................................................ 17 附录一 ................................................................................................................. 18 附录二 ................................................................................................................. 20 附录三 ................................................................................................................. 21 附录四 ................................................................................................................. 22
工作Fra Baidu bibliotek划：
5 月 6 号查阅资料；5 月 7 号—8 号完成硬件电路的设计；5 月 9 号—10 号完成软件程序设计；5 月 13 号分发元器件；5 月 14 号—15 号焊接电路板并烧程序；5 月 16 号调试；5 月 17 号提交课程设计报告。
任务下达日期：2013 年 5 月 6 日 任务完成日期：2013 年 5 月 17 日
2、按键手动复位。按键手动复位有电平和脉冲两种方式。按键手动电平复位是通 过 RST 端经电阻和电源 Vcc 接通来实现，当时钟频率选用 6MHz 时，C 的典型取值为 10µF，R 取值为 2K。按键手动脉冲复位是利用 RC 微分电路产生的正脉冲来实现的。
通过比较上述复位方式，本次的复位电路采用按键电平复位电路。
因为本次的倒计时数字秒表设计简单，只需要一个 AT89S52 单片机，而外部时钟方 式常用于多片单片机同时工作，因此时钟电路选用内部时钟方式。
2.3 复位电路方案选择
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AT89S52 的复位是由外部的复位电路实现的。复位电路通常采用上电自动复位和 按键复位两种方式。
1、上电自动复位是通过外部复位电路给电容 C 充电加至 RST 引脚一个短的高电 平信号，此信号随着 Vcc 对电容 C 的充电过程而逐渐回落。因此为保证系统能可靠地复 位，RST 引脚上的高电平必须维持足够长的时间。
基于上述两个因素，本设计完成了一单片机 AT89S52 为主控芯片的设计，实现了从 59 秒开始的倒计时功能。
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2.1 总体设计框图
2. 设计方案
电源电路 时钟电路
AT89S52 单片机
显示电路
复位电路
开关电路
图 2.1 总体设计框图
2.2 时钟电路方案选择
时钟电路用于产生 AT89S52 单片机工作时所必需的控制信号。常用的时钟电路有两 种方式，一种是内部时钟方式，另一种是外部时钟方式。
单片机是在一片半导体硅片上集成了中央处理单元、存储器、并行 I/O 口、串行 I/O、 定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的微型计算机。近年来随着计算机 在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入。由于单片机具有集成度高、可 靠性高、处理功能强、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点，在工业控制、智能 仪器仪表、办公室自动化、家用电器等诸多领域得到了广泛的应用。单片机的功能强大， 主要应用于测控领域
1. 设计背景
计时器日常生活中随处可见，我们手上的电子表，手机上的时间显示等，这些利用 数字电路实现的装置，与机械时钟相比具有更高的准确性与直观性，且无机械装置，具 有更长的使用寿命。其中重要的组成部分就是计数器模块，是单片机中常见的模块，以 计时器为基础还可以设计更多对日常生活密切相关的设备，诸如定时报警、按时自动打 铃、时间程序自动控制、定时广播、自动启闭路灯、定时开关烘箱、甚至各种定时电器 的自动启用等，都是以计时器为基础的。