单片机课程设计倒计时秒表

一、设计目的

此次设计是我们更进一步了解基本电路的设计流程，提高自己的设计理念,丰富自己的理论知识,巩固所学知识，使自己的动手动脑能力有更进一步提高,为自己今后的学习和工作打好基础，为自己的专业技能打好基础。通过解决实际问题，巩固和加深“单片机原理与应用”课程中所学的理论知识和实验能力,基本掌握单片机应用电路的一般设计方法提高电子电路的设计和实验能力,加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验以后从事生产和科研工作打下一定的基础。本次设计注重对单片机工作原理以及键盘控制及显示原理的理解，以便今后自己在单片机领域的学习和开发打下基础,提高自己的动手能力和设计能力,培养创新能力,丰富自己的理论知识,做到理论和实践相结合。本次设计的重要意义还在于对单片机的内部结构和工作状态做更进一步的了解，同时还对单片机的接口技术,中断技术,存储方式和控制方式作更深层次的了解。掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现,强化单片机应用电路的设计与分析能力。提高学生在单片机应用方面的实践技能和科学作风;培育学生综合运用理论知识解决问题的能力,实现理论结合实际，学以至用的原则。用所学的知识和自身课外的拓展学习加深对专业课的理解和学习;锻炼综合运用电路设计及相关电子仪器、单片机软硬件结合的理论，结合生产实际分析和解决工作工程实际问题的能力,加固、加深和扩展有关电子类,汇编语言,相关电子电路和仿真软件方面的知识和能力。通过本次课程设计,应加强培养如下能力：

(1)加强自身独立的动手能力和思考解决问题的能力,提高创造能力；

（２)学会使用软件Proteus画原理图和仿真调试。

(3)学会基本焊接电路板的技能

通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握,对单片机课程的应用进一步的了解。

二、设计要求

1、可以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;

3、显示方式自选；

4、任选一款５1单片机；

5、扩展功能：在秒表的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。

ﻬ三、总体设计

3.１总体框图

本硬件设计总共包括五部分电路:显示电路、振荡电路、复位电路、报警电路、按键电路。除了单片机工作必须的振荡电路,复位电路外，该设计增加了报警电路用来提示倒计时完成，显示电路用来显示倒计时，按键电路用来设定倒计时间以及控制开始暂停。总体设计框图如图3.1所示。

图1 总体框图

３.２工作原理

以AT89S５1单片机为核心元件,利用两位７段共阳极数码管作为显示器件。在此设计中共接入2个两位一体7段共阳ＬＥD 数码管，来显示实时数字,其中1个用于显示十位,１个用于显示个位，通过查表指令分别动态显示个位和十位。2个ＬED数码管显示范围可达到O--99 。按下开始键开始计时，按下倒计时键开始设定倒计时时间，再按开始键开始倒计时。

利用中断实现记录，利用单片机的外部中断０和外部中断1来实现记录和显示,把记录处理和显示处理做成分别做成外部中断0和外部中断1的中断服务程序，通过中断服务程序处理不同的动作。利用T0做一个１秒的中断,从而实现倒计时。另外通过数据区来记录记录值。通过显示子程序来显示当前倒计时和记录值。

3．3主程序框图

本程序采用定时器T０产生1秒定时来实现秒表的倒计时，采用外部中断0来记录不同的记录值,通过外部中断1来显示已经记录的记录值。在主程序中初始化各个数值并且仅仅循环执行显示程序,有中断来时才转去做相应的中断服务程序。

（1) 主程序

ＯRG 00H

AJMＰMＡIN

ＯRＧ 0BＨ

AJMP T0IＮT

OＲＧ 30H

MAIN: MＯV SP,#６0H

ＭOV DPTR,#TAB

MOV ＴＭＯD,＃0１H ;T0定时方式1

SETＢ EA

SＥTＢ ET０

MOV TH0,#3CH ；50mｓ定时常数

MOＶTＬ０,#0Ｂ0H

MOV R0,#2０ ;2０x50mＳ=1Ｓ

(2）定时中断程序

Ｔ0INT: ＭＯV TH0,#03CH; ;定时中断子程序。重装定时常数

MOV TＬ0,＃0B0H;

DＪNZ R0,T0INTR ；50ｍsＸ20=1S,未满20次，跳出中断子程序

MOV R０,#20

JNＢ 7ＦH,T0INT00 ;时间未到转T0INT0０

ＤJNZ R3,T0INTＲ;未到3 S 跳出中断子程序

ＣLR 7ＦH ;3 S时间到，清计时时间到标志

CLR TR0 ;关定时器

AＪMP T０INTR ;跳出中断

T0IＮT0０: JNB ７ＥH,Ｔ0ＩNＴ0 ；7EH为倒计时标志，1为倒计时DEC R4 ;=１,R４-1

CJNＥ R４,#0,T0IＮTR

ＣLＲ 7EH

SETB 7ＦＨ;时间到标志

AJMP T０INTＲ

T0INＴ0: ＩＮC R４

CJＮＥＲ4,#99,T0INＴR

SETB 7FH ；时间到标志

Ｔ０ＩNTR:

RETI

四、各部分电路设计

4.１复位电路

AT８9Ｓ-5１单片机的复位是靠外部电路实现的。MＣS-52单片机工作之后，只要在他的RST引线上加载10ｍs以上的高点平，单片机就能有效地复位。MＣS-５2单片机通常采用上电自动复位和按键复位两种方式。最简单的按键复位电路如下图:

图3 复位电路

按键按下瞬间,ＲＣ电路充电，RST引线出现正脉冲,只要ＲSＴ保持1０ms以上的高电平,就能使单片机有效的复位。

4.2 振荡电路

在AT8９S-5１单片机一般常用内部时钟方式,也就是在XＴＡＬ1和XTＡL2之间连接晶体震荡器与电容构成稳定的自激震荡器,本模块用了一个1２MHZ的晶振外加两个30pf的电容

，

图4 振荡电路

４.3按键电路

由六个相同按键组成,分别作为开始,暂停，清零,倒计时,十位加一，个位加一,电路图如下：