倒计时秒表的设计

目录

一、引言 (2)

1.1秒表的概述 (2)

1.2本次设计任务 (2)

1.3系统主要功能 (2)

二、设计目的 (3)

三、设计要求 (3)

四、总体设计 (3)

4.1 设计方案 (3)

4.2 硬件电路设计 (4)

（1）晶振电路部分 (4)

（2）总体电路构成及功能 (4)

（3）系统板硬件连接 (5)

4.3 软件程序设计 (6)

五、方案实施 (6)

5.1 单片机简介 (7)

5.2 静态数码管显示 (10)

5.3 软件调试及调试方法 (11)

六、课程设计总结 (12)

七、参考文献 (13)

八、附件（源程序） (14)

一、引言

单片机具有体积小，成本低，抗干扰能力强，面向控制，可以实现分机各分布式控制等优点。本秒表/时钟设计就是利用单片机的上述优点，采用目前市场上性能价格比较高的MCS-51单片机设计而成的最小系统。它在实际生活中具有广泛的应用。例如：工业生产中的定时启停自动化设备、学校中上下课铃定时控制、农村广播站每天早中晚广播的自动定时控制均可采用本仪器。

1.1 秒表的概述

秒表是电器制造，电国，工业自动化控制、国防、实验室及科研单位理想的计时仪器，它广泛应用于各种继电器、电磁开关，控制器、廷时器、定时器等的时间测试。目前所使用的电秒表大多是指针式或集成电路型的，结构相对复杂、测试功能单一。但我们这次设计的秒表比较简单，所以使用很简单。

1.2 本次设计任务

（1）开始时，显示“00”，第1次按下SP1后就开始计时。

（2）第2次按SP1后，计时停止。

（3）第3次按SP1后，计时归零。

1.3 系统主要功能

99秒计时器主要是用在精确计间方面。比如：学校里的校运会、答题倒计时等方面。它通过一个按键来控制它的开和停，它能及时有

效的记录瞬间时间。而且它在我们生活中运用很广泛，希望我们做的这个计时器对以上方面有所帮助。它也许比较简单，而且有可能达不到很多人的要求，但我相信通过我们过一步的学习，我们一定会制造出更好的系统，为社会大众服务。

二、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掌握系统的调试与安装

4提高学生的自学能力和动手能力

三、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

3显示方式自选

4任选一款51单片机

四、总体设计

4.1 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，数码管如何显示数字0—9；二，如何用单片机来控制数码管的显示；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，为此必须先了解数码管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：软件的调试和记录

4.2 硬件电路设计

（1）晶振电路部分

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。

（2

99秒计时器的原理框图如图1所示。它由以下几个部件组成：单片机AT89C51、两个静态数码显示、一个按钮等其它组件。

图2 倒计时秒表系统原理框图

（3）系统板硬件连线

1、把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0－P0.6/AD6端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－e端口上；要求：P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，……，P0.6/AD6对应着e。

2、把“单片机系统”区域中的P2.0/A8－P2.6/A14端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－e端口上；要求：P2.0/A8对应着a，P2.1/A9对应着b，……，P2.6/A14对应着e。

3、把“单片机系统“区域中的P3.7/RD用导线连接到”独立式键盘“区域中的SP1端口上；

4.3 软件程序设计

本系统的软件系统主要可分为主程序、定时计数中断程序二大模块。下面对部分模块作介绍。

系统主程序设计：

图3 系统主流程图

五、方案实施

5.1 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AT89C51是Atmel公司生产的51系列单片机中的一个典型代表

图4 AT89C51引脚图

AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。