基于单片机的电子秒表的设计
基于单片机的电子秒表课程设计
目录第一章绪论 (3)1.1概述 (3)1.2设计目的 (3)1.3设计任务和内容 (3)第二章总体设计及核心器件简介 (4)2.1总体设计 (4)2.2MCS-51之80C51 (4)第三章单元电路模块设计 (6)3.1按键电路 (6)3.2时钟电路 (7)3.3LED数码管显示电路 (7)3.4复位电路 (9)3.5 总体功能介绍 (11)第四章软件编程设计 (12)第五章设计体会及总结 (13)参考文献 (14)附录一程序流程图 (15)附录二系统程序设计 (16)一、题目：基于单片机的电子秒表二、任务要求：本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，两个按键，三位数码管显示，打开电源开关后显示8，每秒循环左移一位，按A键开始计时，实时显示所经历的时间，按B键停止计时并显示从开始到当前时刻的时间，要求精确到0.1秒，量程为0—99.9秒。
要求按键输入采用中断方式，按键A接INT0,B接INT1。
三、组内成员：XXXXXXXXXXXXXXXX四、指导老师：XXX2019.7.7第一章绪论1.1概述单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，是微型计算机的一个重要分支。
单片机是20世纪七十年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU、RAM、ROM、I/O接口和终端系统与同一硅片的器件。
20世纪八十年代以来单片机发展迅速各类新产品不断涌现出现许多新产品，出现了许多高性能新型机种现已成为工业控制和各控制领域的支柱产业之一。
由于单片机功能功能强、体积小、可靠性好、价格便宜等独特优点因而受到人们的高度重视并取到了一系列的科研成果，成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，并具有广阔的发展前景。
本设计运用所学的单片机知识，将单片机与普通秒表相结合设计了电子秒表，具有低功耗，保密性好等优良特点，具有广阔的市场前景1.2设计目的加强对单片机和C51语言的认识，充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。
单片机课程设计_基于单片机的数字秒表设计
单片机课程设计_基于单片机的数字秒表设计在当今科技迅速发展的时代，电子设备的应用无处不在，其中数字秒表作为一种常见的计时工具，具有广泛的应用场景，如体育比赛、科学实验、工业生产等。
本次课程设计旨在基于单片机技术实现一个数字秒表，通过对硬件电路的设计和软件程序的编写，掌握单片机系统的开发流程和方法，提高实践动手能力和解决问题的能力。
一、设计要求1、能够实现秒表的启动、暂停、复位功能。
2、计时精度达到 001 秒。
3、能够通过数码管显示计时结果。
二、系统方案设计1、硬件设计单片机选型：选用常见的 STC89C52 单片机作为核心控制器，其具有性能稳定、价格低廉、易于编程等优点。
显示模块：采用 8 位共阴极数码管作为显示器件，通过动态扫描的方式实现数字的显示。
按键模块：设置三个独立按键，分别用于启动、暂停和复位操作。
时钟模块：使用单片机内部的定时器/计数器产生精确的时钟信号，实现计时功能。
2、软件设计主程序：负责系统的初始化、按键扫描和计时处理等。
中断服务程序：利用定时器中断实现 001 秒的定时，更新计时数据。
三、硬件电路设计1、单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
晶振频率选择 12MHz，为单片机提供时钟信号。
复位电路采用上电复位和手动复位相结合的方式，确保系统能够可靠复位。
2、显示电路将 8 位数码管的段选引脚通过限流电阻连接到单片机的 P0 口，位选引脚通过三极管连接到单片机的 P2 口。
通过动态扫描的方式，依次点亮每个数码管，实现数字的显示。
3、按键电路三个按键分别连接到单片机的 P10、P11 和 P12 引脚，采用低电平有效。
当按键按下时，相应引脚的电平被拉低，单片机通过检测引脚电平的变化来判断按键的操作。
四、软件程序设计1、主程序流程系统初始化后，进入主循环。
在主循环中，不断扫描按键状态，如果检测到启动按键按下，则启动计时；如果检测到暂停按键按下，则暂停计时；如果检测到复位按键按下，则将计时数据清零。
基于51单片机的秒表设计报告
课程名称：微机原理课程设计题目：基于51单片机的秒表设计随着社会的发展，单片机已经渗透到我们生活中的各个领域，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等。
本设计就是由单片机STC89C52RC芯片和四位一体LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子秒表。
秒表是一种常用的测试仪器，它可以用在百米赛跑等需要精确计时的地方，为人们的生活提供了很大的方便。
该单片机电子秒表布置合理，全部器件分布在7*9cm洞洞板上，看起来小巧精简。
采用的是单片机内部定时/计数器计时，走时非常精确而且不易出错。
0.56英寸的四位数码管发出红光，可以直观地显示时间。
一个控制按键就可以控制秒表的计数与停止，按一下控制键，秒表工作状态就由计时变为计时变为停止或停止变为计时，按一下清零键就可以清零，操作非常简单。
由于是四位数码管，它的计时周期为100秒，显示满刻度为99：99秒，从左往右数共四位，前两位显示整数部分，后两位显示小数部分，中间两个个秒闪灯（秒闪灯一直亮）。
关键词：秒表，51单片机，C语言一、设计任务与要求 (18)1.1 设计任务 (18)1.2 设计要求 (18)二、方案总体设计 (19)2.1 方案一 (19)2.2 方案二 (19)2.3 系统采用方案 (19)三、硬件设计 (21)3.1 单片机最小系统 (21)3.2 数码管显示模块 (21)3.3 系统电源 (22)3.4 整体电路 (22)四、软件设计 (24)4.1 keil软件介绍 (24)4.2 系统程序流程 (24)五、仿真与实现 (27)5.1 proteus软件介绍 (27)5.2 仿真过程 (27)5.3 实物制作与调试 (29)5.4 使用说明 (30)六、总结 (32)6.1设计总结 (32)6.2经验总结 (20)七、参考文献 (21)一、设计任务与要求1.1 设计任务1).对更多小器件的了解2).巩固51单片机和C语言的知识，熟悉单片机和C语言的实际操作运用3).掌握仿真软件的运用和原理图的绘制4).加深焊接的技巧，提高焊接的能力5).熟悉调试方法和技巧，提高解决实际问题的能力6).熟悉设计报告的编写过程1.2 设计要求1).清零键进行清零2).一个独立按键进行停止与运行的操作3).秒闪灯一直亮二、方案总体设计设计一个基于51单片机的秒表。
基于单片机的数字电子秒表的设计与实现
主电源引脚Vss和Vcc①Vss接地②Vcc正常操作时为+5伏电源外接晶振引脚XTAL1和XTAL2①XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。
当采用外部振荡器时，此引脚接地。
②XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。
是外接晶体的另一端。
当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。
图1.2 8051单片机引脚图控制或与其它电源复用引脚RST/VPD，ALE/PROG，PSEN和EA/Vpp①RST/VPD 当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位在Vcc掉电期间，此引脚可接上备用电源，由VPD向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数据。
接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。
图1.4 （a）数码管引脚图（b）共阳极内部结构图（c）共阴极内部结构图本设计采用共阴极数码显示管做显示电路，由于采用的是共阴的数码显示管，所以只要数码管的a、b、c、d、e、f、g、h引脚为高电平，那么其对应的二极管就会发光，使数码显示管显示0～9的编码见表1.1。
表1.1 共阴极数码显示管字型代码字型共阴极代码字型共阴极代码0 3FH 5 6DH1 06H 6 7DH2 5BH 7 07H3 4FH 8 7FH4 66H 9 6FH动态显示电路由显示块、字形码驱动模块、字位驱动模块三部分组成。
如图1.3所示为本系统的5位LED动态显示器接口电路。
图中，5个数码管的8段段选线分别与外接上拉电阻的单片机P0口对应相连，而5个数码管的位控制端则和NPN型三极管的集电极相连接。
单片机的P2.0~P2.4口则分别对应数码显示管的最低位到最高位，P2.0~P2.4口分别和五个NPN型三极管的基极相连，做三极管导通的控制端，而NPN型三极管选用9013型三极管。
根据9013的资料显示：其耐压值为40V，最大功率为0.65W，最大反向放大器所构成的振荡电路，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入和输出端，8051单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式与外部振荡方式。
单片机课程设计---电子秒表设计
单片机原理及系统课程设计摘要本设计是一个基于单片机的电子秒表设计。
设计采用AT89C51单片机和四位一体的LED数码管，通过单片机内部定时器/计数器定时的原理来达到秒表的计时功能。
设计中秒表的开始，暂停功能是通过控制单片机内部定时器的打开与关闭来实现的。
最后采用proteus仿真软件将软件与硬件相结合来模拟实现秒表的各项功能。
关键词：单片机；秒表；功能AbstractThis design is a microcontroller-based electronic stopwatch design. Design using AT89C51 microcontroller and four-in-one LED digital tube, through the microcontroller internal timer / counter timing principle to achieve a stopwatch timing function. Design of the stopwatch to start, pause function is achieved by opening and closing of the control microcontroller internal timer. Finally, proteus simulation software to software and hardware combination to simulate the various functions of the stopwatch. Keyword ：SCM ,Stopwatch,functions基于单片机的秒表设计1引言随着现代科技的发展，自动化理念已经深入到了人们生活的各个领域。
本课程设计是在学习先修课程《单片机原理与系统设计》之后，为加强对学生系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。
基于单片机的秒表课程设计
基于单片机的秒表课程设计姓名：班级：学号：专业：指导老师：年月日目录1、总体设计方案简介1.1设计课程任务1.2系统分析1.3系统方案1.4方案论证2、硬件设计2.1控制芯片的介绍2.2硬件接线2.2.1硬件接线接口2.2.2硬件接线图3、软件设计3.1程序设计思路3.2流程图3.3源程序3.4仿真结果4、元件清单5、心得体会基于单片机的秒表课程设计摘要本设计的成品是在单片机最小系统的基础上增加显示电路和控制电路来完成数字式秒表的硬件电路的。
电子秒表电路主要由AT89S51单片机最小系统电路、七段数码管动态显示电路和控制电路组成，它能实现八段数码显示和计时，能通过控制电路控制时间的暂停和开始。
关键字：AT89S51 数码管最小系统1总体设计方案简介1.1设计课题任务设计一个具有特定功能的数字式秒表。
用AT89C52设计一个2位LED数码显示“秒表”,显示时间为00-59,另设计一个“开始”按钮和一个“复位”按钮。
按键说明：按“开始”按键，开始计数，数码管从00开始每秒自动加一；按“复位”按键，系统清零，数码管显示00。
1.2系统分析设计的电路主要是能多次计时，计时的多少通过显示电路出来，设计框图如图所示；1.3系统方案利用AT89C52单片机设计数显定时器。
此方案采用AT89C52单片机系统来实现。
AT89C52芯片内含8KB的EEPROM，不需要外扩展存储器，可是系统整体结构更为简单。
设计框图如图所示；1.4方案论证此方案是以AT89C52芯片为中心控制系统，可实现计时、清零等功能，大大提高了系统的智能化，也是的系统所测结果精度大大提高。
所以此方案可行。
2硬件设计2.1控制芯片的介绍AT89S52是一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器，的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，并与80S52引脚和指令系统完全兼容。
主要性能：与MCS-51微控制器产品系列兼容。
基于单片机的电子秒表
基于单片机的电子秒表课程设计(论文)说明书题目：基于单片机的电子秒表院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师：武小年职称：副教授2012年 12 月 9 日桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 0 页共 3 页摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入。
本设计采用AT89S52单片机、3-8线译码器74LS138芯片、74hc573锁存器以及max232芯片设计了一个数字电子秒表系统，利用定时器/计数定时和计数的原理，结合显示电路、LED数码管以及外部中断电路来设计的计时器；系统使用6位数码管显示；还设置了复位和暂停等按键，方便使用者控制。
软件系统采用C 语言编程输入程序。
本文将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现6位LED 显示，显示时间从秒到小时，计时范围比较广。
关键字：单片机; 数字电子秒表; LED数码管AbstractIn recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are constantly deepening. In this paper based on singlechip digital electronic stopwatch design. This design is mainly characterized by the use of 6 digital tube display, in seconds, while the precision is not very high, but solves the stopwatch is cumbersome, and the design is also provided with a reset and pause button, convenient for users to control.The design of the digital electronic stopwatch system using AT89S52 microcontroller as the center device, using the timer / counter timing and counting principles, combined with the display circuit, the LED digital tube as well as the external interrupt circuit to design the timer. The software and hardware combination, so that the system can achieve 6 LED display, display the time from seconds to hours, a relatively wide range of timing. The software system adopts C language programming input program. The hardware also used 3-8 line decoder 74LS138 chip, 74hc573 latch and an MAX232 chip.Key word:SCM; Digital electronic stopwatch; LED Digital tube目录引言 (1)1 电子秒表的工作原理 (1)1.1 电子秒表简介 (1)1.2 电子秒表的工作原理 (1)2 硬件设计 (2)2.1键盘模块 (2)2.2 控制模块 (3)2.3 显示模块 (8)3 软件设计 (11)3.1 秒表设计流程 (11)3.2 延时模块 (12)3.3 中断模块 (13)4 电子秒表的制作与调试分析 (14)4.1 使用protel99se软件设计电路图 (14)4.2 电路板的制作 (15)4.3 电路板的调试与分析 (15)5 结束语 (16)谢辞 (17)参考文献 (18)附录 (19)桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸第 0 页共25页引言随着时代的发展与进步，人们对时间的要求越来越高，需要计时的也越来越多；现在的很多体育赛事都需要用到秒表。
基于单片机的秒表设计
基于52单片机的秒表设计1 单片机的应用领域目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种职能IC卡，名用豪华车辆的安全保障系统，摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此，的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
单片机广发应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴：1.1 在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用与仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备（示波器，各种分析仪）。
1.2在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二极管控制系统等。
1.3在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子称量设备，五花八门，无所不在。
1.4在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便的与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上实现了单片机智能控制，从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可以兼得移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。
基于某单片机的秒表设计
基于某单片机的秒表设计一、设计要求与方案选择（一）设计要求1、能够精确到 001 秒的计时精度。
2、具备启动、暂停、复位等基本功能。
3、能够通过数码管或液晶显示屏显示计时结果。
（二）方案选择在单片机的选择上，考虑到成本、性能和易用性等因素，我们选用了_____单片机。
该单片机具有丰富的资源和良好的稳定性，能够满足秒表设计的需求。
对于计时方式，采用内部定时器中断来实现精确计时。
通过设置合适的定时器初值和中断时间间隔，可以达到 001 秒的计时精度。
在显示方案上，经过比较数码管和液晶显示屏的优缺点，最终决定使用_____液晶显示屏。
它具有显示内容丰富、功耗低、可视角度大等优点，能够清晰地显示秒表的计时结果。
二、硬件设计（一）单片机最小系统单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
晶振电路为单片机提供稳定的时钟信号，复位电路用于系统的初始化和异常情况下的恢复。
（二）按键电路为了实现秒表的启动、暂停和复位功能，设计了三个独立按键。
通过检测按键的按下状态，将相应的信号传递给单片机进行处理。
（三）显示电路选用的液晶显示屏通过数据总线和控制总线与单片机相连。
单片机通过向显示屏发送指令和数据，实现计时结果的显示。
（四）电源电路为整个系统提供稳定的电源供应，确保系统正常工作。
三、软件设计（一）主程序流程主程序首先进行系统初始化，包括单片机内部资源的配置、液晶显示屏的初始化等。
然后进入一个无限循环，在循环中不断检测按键状态，并根据按键操作执行相应的功能，如启动计时、暂停计时、复位计时等。
（二）定时器中断服务程序定时器中断服务程序用于实现精确计时。
在中断服务程序中，对计时变量进行累加，当计时达到 1 秒时，将秒数加 1，并对毫秒数进行清零，从而实现秒表的计时功能。
（三）按键处理程序按键处理程序通过检测按键的按下和释放状态，判断用户的操作意图，并将相应的标志位置位或清零，以供主程序进行处理。
（四）显示程序显示程序负责将计时结果转换为相应的字符，并发送到液晶显示屏进行显示。
基于单片机的电子秒表的设计
基于单片机的电子秒表的设计The design of an electronic ___ is the focus of this paper。
With the increasing demands of people for us n equipment。
___。
especially in sports。
Digital electronic watches have the advantages of intuitive display。
easy reading。
and high accuracy。
and ___。
This design aims to use a single-___ to create a digital electronic watch with a simple structure and high accuracy.The research project is expected to achieve the following goals:e a single-chip microcontroller (AT89C51) as the core device to ___.2.___ that the system can operate correctly and the digitaltube can display time correctly.___:From March 1.2013.to March 30.2013.search for n。
complete system design。
and prepare components;From April 1.2013.to April 30.2013.___ the system;From May 1.2013.to May plete the writing of the paper and prepare for the defense.___ the design of an electronic watch based on a single-chip microcontroller。
基于单片机电子秒表设计
基于单片机的电子秒表1.控制器的选择单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。
由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，各个领域应用广泛。
本实验采用AT89C52单片机。
2.数码管的选择LED显示方式有共阴极和共阳极两种，在本实验中采用共阳极数码管。
字形码表的产生以共阳极为例，LED八段数码管的每一段接低电平时亮，不同的组合可以显示不同的数字，有一定的对应关系。
具体的对应关系如下0 dgfedcba 11000000 C0H1 dgfedcba 11111001 F9H2 dgfedcba 10100100 A4H3 dgfedcba 10110000 B0H4 dgfedcba 10011001 99H5 dgfedcba 10010010 92H6 dgfedcba 10000010 82H7 dgfedcba 11111000 F8H8 dgfedcba 10000000 80H9 dgfedcba 1001000090H 静态显示在静态显示方式下，每一位显示器的字段控制线是独立的。
当显示某一字时，该位的各字段线和字位线的电平不变，也就是各字段的亮灭状态不变。
静态显示方式下LED 显示器的电路连接方法是：每位LED 的字位控制线门共阴极点或共阳极点连在一起，接地或接 ＋ 5V ； 动态显示利用人眼的视觉暂留效应,通过位选分时显示不同的数码管，这样可以看到正常的显示。
本实验采用动态设计，p0口与数码管相连，p0.0—p0.7分别对应数码管的dgfedcba 位，p2.0—p2.2为数码管的位控制位，当为高点平时对应的数码管亮。
P3.2、p3.3分别控制开始和停止。
3.设计说明当打开电源，进入待机状态，程序开始运行，给p0口送入80H ，同时给p2.0送入高电平选中数码管的最低位，数码管将显示数字“8”，然后经过一秒的延时，将位控制位左移一位即选中p2.1，依次循环，这时需要检测数码管的第四位，若为高电平则程序返回最低位显示。
电子技术课程设计报告--电子秒表的设计
电子技术课程设计报告--电子秒表的设计一、设计目的本次课程设计的目的是设计一款电子秒表，实现具备暂停和复位功能的计时功能。
通过设计本次课程，我将学习到如何运用单片机实现计时功能，同时也将提高自己的电子设计能力。
二、设计原理本次设计采用AT89S52单片机作为控制芯片，通过单片机控制数码管的显示，完成对时间的计时和显示功能。
下面详细介绍如何实现设计的计时功能。
1、初始化：将计时器寄存器清零，并设置定时器为8位计时模式，同时设置时钟源为频率为12MHz的晶振。
2、启动计时：将定时器计数器初始值设置为0，同时启动计时器。
3、计时：定时器开始工作后，每过1ms，计时器的值就会加1，当计时器的值达到255时，定时器会自动清零，并触发定时溢出中断。
4、显示：将计时器的值传入程序中，经过处理后，将时间转化为时、分、秒、毫秒等信息，并通过数码管的显示完成时间的显示。
5、暂停功能：通过按下暂停键，可以停止计时器的工作，并记录下当前的计时时间。
6、复位功能：通过按下复位键，可以将计时器的值清零，并停止计时器的工作。
三、硬件设计1、主控芯片AT89S52单片机：采用AT89S52单片机作为控制核心，具有一定的处理能力和存储容量，能在实现计时功的同时，还实现一些其他的控制功能。
2、显示模块数码管：本设计采用了4位共阴数码管，能够完成对时间的显示。
3、按键模块本设计采用了两个按键，一个用于暂停功能，一个用于复位功能。
4、电源模块本设计采用了12V电源转接头，将12V电源转化为单片机和数码管所需要的5V电压。
5、其他零件晶振：采用12MHz的晶振作为单片机的时钟源。
电容：采用22pF电容和晶振配对使用，稳定时钟信号。
四、软件设计本设计采用Keil C51软件进行开发。
软件编写的主要思路如下：1、GPIO配置：定义IO口及初始化相关设置，如数码管的引脚及输出方向。
2、时钟初始化：配置外部晶振的时钟源，并初始化相应的寄存器。
3、定时器初始化：设定中断周期，选择定时器的计数模式，启动定时器，并设置中断优先级。
基于单片机的电子秒表设计
目录第一章绪论 (1)1.1 秒表及其发展现状 (1)1.2 设计目的及意义 (1)1.3 设计内容 (1)1.4 课题设计要求 (1)第二章硬件设计 (2)2.1 总体方案的设计 (2)2.2 单片机的选择 (3)2.2.1 AT89C51单片机性能介绍 (4)2.2.2 单片机最小系统 (6)2.3 显示电路的选择与设计 (8)2.4 按键电路的选择与设计 (11)2.5 时钟电路的选择与设计 (12)2.6 系统总电路的设计 (13)第三章软件设计 (15)3.1 程序设计思想 (15)3.2 程序框 (16)3.3 源程序及说明 (17)第四章系统的仿真与调试 (18)4.1 硬件的调试 (18)4.1.1 排除元器件失效 (18)4.1.2 排除电源故障 (18)4.1.3 联机仿真调试 (18)4.2 软件的仿真与调试 (18)4.2.1 Proteus简介 (18)4.2.2 软件的仿真 (19)4.2.3 软件的调试 (19)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录源程序及说明 (24)摘要电子秒表在生活中的应用,它可广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量实验,还可用来验证牛顿第二定律、机械能守恒等物理实验,同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合.测定短时间间隔的仪表。
有机械秒表和电子秒表两类。
机械秒表与机械手表相仿，但具有制动装置，可精确至百分之一秒；电子秒表用微型电池作能源，电子元件测量显示，可精确至千分之一秒。
广泛应用于科学研究、体育运动及国防等方面在当今非常注重工作效率的社会环境中，定时器能给我们的工作、生活以及娱乐带来很大的方便，充分利用定时器，能有效的加强我们的工作效率。
数字电子秒表是利用数字电子技术把模拟信号转换成数字信号来完成的，具有直观、准确性高的特点。
本设计的数字电子秒表系统采用AT89C51单片机为中心器件，利用其定时器/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、LED数码管以及外部中断电路来设计计时器。
基于单片机的秒表设计
基于单片机的秒表设计一、设计需求分析在设计基于单片机的秒表之前，首先需要明确其功能和性能需求。
一般来说，秒表应具备以下基本功能：1、计时功能：能够精确地测量时间，最小计时单位通常为毫秒。
2、启动/停止功能：用户可以通过按键控制秒表的启动和停止。
3、复位功能：将秒表的计时数据清零，以便重新开始计时。
4、显示功能：能够清晰地显示计时结果，通常采用数码管或液晶显示屏。
此外，为了提高用户体验，还可以考虑增加一些扩展功能，如记录多个计时数据、设置计时上限、具备暂停功能等。
二、硬件设计1、单片机选型在选择单片机时，需要考虑其性能、资源和成本等因素。
常见的单片机如 STM32、Arduino 等都可以满足秒表的设计需求。
以 STM32 为例，其具有丰富的定时器资源和高速的处理能力，能够实现高精度的计时。
2、计时模块计时功能的实现通常依靠单片机内部的定时器。
通过设置定时器的工作模式和计数周期，可以精确地测量时间间隔。
例如，使用 STM32的通用定时器，设置为向上计数模式，并根据系统时钟频率和预分频系数计算出定时器的溢出时间，从而实现毫秒级的计时。
3、按键输入模块为了实现秒表的启动、停止和复位操作，需要设计按键输入电路。
可以使用普通的机械按键或触摸按键，将按键的信号连接到单片机的GPIO 引脚，并通过编程检测引脚的电平变化来响应按键操作。
4、显示模块显示模块用于将计时结果直观地展示给用户。
常见的显示方式有数码管显示和液晶显示屏显示。
数码管显示简单直观，但显示内容有限；液晶显示屏则可以显示更多的信息，并且具有更好的可读性。
在选择显示模块时，需要根据实际需求和成本进行综合考虑。
5、电源模块为整个系统提供稳定的电源是保证秒表正常工作的关键。
可以使用电池供电或通过 USB 接口连接外部电源。
在设计电源模块时，需要考虑电源的电压、电流和稳定性等因素。
三、软件设计1、主程序流程主程序主要负责初始化各个模块、检测按键操作和处理计时数据。
基于单片机的电子秒表的设计
电子秒表的设计一、设计目的掌握定时器使用方法，掌握单片机管理键盘、显示器的方法。
二、技术指标12．按键启动、停止秒表计数。
三、设计方案基本定时时间为100us。
中断10000次为1秒。
秒和分逢60进1。
1/1000秒不显示，做四舍五入处理。
参考实验十八电子钟程序。
设计任务设计任务：利用LAB6000单片机实验箱实现数字秒表设计1．设计电子秒表，精度为0.01秒2．具有启动、停止、清零功能3．每到1秒蜂鸣提示，此功能可关闭。
基本定时时间为100us。
中断10000次为1秒。
秒和分逢60进1。
1/1000秒不显示，做四舍五入处理。
利用数码管扫描显示，将数据显示在数码管上。
程序是从左边开始显示，然后显示下一位，四位显示完后返回。
不断的循环扫描，由于扫描时间小于20ms，人眼有时间暂留现象，能看到同时亮。
还利用了键盘扫描程序，能够设置键盘按钮控制程序，本课程设计利用了15个按键，0～9十个数字输入按键，一个开始按键，一个暂停按键，一个复位清零按键，一个控制输入按键。
程序流程图程序模块功能1、主程序Start：设置初始化，包括初值的设置，计数器的设置和中断的设置。
2、中断程序T0Int、T1Int：分别实现正数计时和倒数计时功能。
3、数码管扫描及显示程序DisplayLED：利用数码管扫描显示，将数据显示在数码管上。
4、键盘扫描及读键值程序TestKey、GetKey：利用了键盘扫描程序，设置键盘按钮控制，一个开始按键，一个暂停按键，一个复位清零按键，一个控制输入按键。
程序清单OUTBIT equ 08002h ; 位控制口OUTSEG equ 08004h ; 段控制口IN equ 08001h ; 键盘读入口LEDBuf equ 60h ; 显示缓冲Minute equ 40hSecond equ 41hNSecond equ 42hMSecond equ 43hC100us equ 44hTick equ 100T100us equ 206org 0000hljmp Startorg 000bhajmp t0intorg 1bhajmp t1intT0Int:push PSWpush ACCdec C100usmov a, C100usjnz Exitmov C100us,#Tickinc Msecondmov a,Msecondcjne a,#10,Exitmov Msecond,#0mov a,Nsecondcjne a,#10,Exitmov Nsecond,#0inc Secondmov a, Secondcjne a, #60, Exitmov Second, #0inc Minutemov a, Minutecjne a, #60, Exitmov Minute, #0pop ACCpop PSWretiT1Int: push PSW ;恢卸? 倒数计时 push ACCdec C100usmov a, C100usjnz Exitmov C100us,#TickDEC Msecondmov a,Msecondcjne a,#0,Exitmov Msecond,#9DEC Nsecondmov a,Nsecondcjne a,#0,Exitmov Nsecond,#9mov a, Secondcjne a, #0, ExitJZ WWWW: CLR TR1SETB P1.0mov r4,#255qq1: call displayleddjnz r4,qq1CLR P1.0Exit:pop ACCpop PSWretiDelay: ; 延时子程序mov r7, #0DelayLoop:djnz r7, DelayLoopdjnz r6, DelayLoopretLEDMAP: ; 八段管显示码db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h db 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71h DisplayLED:mov r0, #LEDBufmov r1, #6 ; 共6个八段管mov r2, #00100000b ; 从左边开始显示Loop:mov dptr, #OUTBITmov a, #0movx @dptr, a ; 关所有八段管 mov a, @r0mov dptr, #OUTSEGmovx @dptr,amov dptr, #OUTBITmov a, r2movx @dptr, a ; 显示一位八段管 mov r6, #1call Delaymov a, r2 ; 显示下一位rr amov r2, ainc r0djnz r1, LoopretTestKey:mov dptr, #OUTBITmov a, #0 ;movx @dptr, a ; 输出线置为0 mov dptr, #INmovx a, @dptr ; 读入键状态cpl aanl a, #0fh ; 高四位不用retKeyTable: ; 键码定义db 16h, 15h, 14h, 0ffhdb 13h, 12h, 11h, 10hdb 0dh, 0ch, 0bh, 0ahdb 0eh, 03h, 06h, 09hdb 0fh, 02h, 05h, 08hdb 00h, 01h, 04h, 07hGetKey:mov dptr, #OUTBITmov P2, dphmov r0, #Low(IN)mov r1, #00100000bmov r2, #6KLoop:mov a, r1 ; 找出键所在列cpl amovx @dptr, acpl arr amov r1, a ; 下一列movx a, @r0cpl aanl a, #0fhjnz Goon1 ; 该列有键入djnz r2, KLoopmov r2, #0ffh ; 没有键按下, 返回 0ffh sjmp Exit1Goon1:mov r1, a ; 键值 = 列 X 4 + 行mov a, r2dec arl arl amov r2, a ; r2 = (r2-1)*4mov a, r1 ; r1中为读入的行值 mov r1, #4LoopC:rrc a ; 移位找出所在行jc Exit1inc r2 ; r2 = r2+ 行值djnz r1, LoopCExit1:mov a, r2 ; 取出键码mov dptr, #KeyTablemovc a, @a+dptrmov r2, aWaitRelease:mov dptr, #OUTBIT ; 等键释放clr amovx @dptr, amov r6, #10call Delaycall TestKeyjnz WaitReleasemov a, r2retToLED:mov dptr, #LEDMapmovc a, @a+dptrretStart:mov LEDBuf,#3fhmov LEDBuf+1,#0bfhmov LEDBuf+2,#3fhmov LEDBuf+3,#0bfhmov LEDBuf+4,#3fhmov LEDBuf+5,#3fhmov TMOD, #00100010b ; 模式2, 定时器 mov TH0, #T100usmov TL0, #T100usmov TH1, #T100usmov TL1, #T100usmov IE, #10001010b ; EA=1, IT0 = 1mov Minute, #0mov Second, #0mov NSecond, #0mov MSecond, #0mov C100us, #Tickclr p1.0MLoop: call DisplayLEDcall loopdcall Testkeyjz MLoopcall Getkeycjne a,#11h,L0call ssajmp Mloopl0: cjne a,#15h,L1setb TR0L1: cjne a,#16h,L2clr TR0clr cmov a,C100ussubb a,#50jc L4ljmp MLoopL2: cjne a,#0ffh,L3mov Minute, #0mov Second, #0mov NSecond, #0 mov MSecond, #0 mov C100us, #Tick ljmp MLoopL4: ljmp NLoopL3:ljmp MLoop NLoop: inc Msecondmov a,Msecondcjne a,#10,MLoop mov Msecond,#0inc Nsecondmov a,Nsecondcjne a,#10,MLoop mov Nsecond,#0inc Secondmov a, Secondcjne a, #60, MLoop mov Second, #0inc Minutemov a, Minutecjne a, #60, MLoop mov Minute, #0retLoopd: mov a, Minutemov b, #10div abcall ToLEDmov LEDBuf, amov a, bcall ToLEDorl a, #80hmov LEDBuf+1, a mov a, Secondmov b, #10div abcall ToLEDmov LEDBuf+2, a mov a, bcall ToLEDorl a, #80hmov LEDBuf+3, a mov a, NSecondcall ToLEDmov LEDBuf+4, a mov a, MSecondcall ToLEDmov LEDBuf+5, a RETDLOOP: call DisplayLEDcall loopdcall Testkeyjz DLoopcall GetkeyCJNE A,#15H,l000 setb TR1L000: cjne a,#16h,L222 clr TR1clr cmov a,C100ussubb a,#50jc L444ljmp DLoopL222: cjne a,#0ffh,L333mov Minute, #00 mov Second, #00 mov Nsecond,#0mov MSecond, #0 mov C100us, #Tick ljmp startL444: ljmp ELoopL333: ljmp DLoop ELoop: dec Msecondmov a,Msecondcjne a,#0,DLoopmov Msecond,#9dec Nsecondmov a,Nsecondcjne a,#0,DLoopmov Nsecond,#9dec Secondmov a, Secondcjne a, #00, DLoop retss: call testkeyjz sscall getkeymov ledbuf+2,acall toledss1: call testkeyjz ss1call getkeymov ledbuf+3,acall toledMOV A,LEDBUF+2MOV B,#10MUL ABADD A,LEDBUF+3mov Minute, #0MOV SECOND,Amov NSecond, #9 mov MSecond, #9 mov C100us, #Tick qq: call displayledcall DLOOPretend硬件资源分配表。
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设计（论文）基于单片机的电子秒表的设计姓名：学号：班级：指导教师：所在系部：信息工程系摘要时间是工农业生产，国防，人民生活等领域不可缺少的。
它涉及到我们工作，生活的各个方面。
没有时间人们的一切行为都无法进行。
本篇论文是利用单片机AT89C51和接口外围电路等组成的电子秒表电路。
整个设计由硬件电路和软件程序两部分组成。
硬件电路由单片机AT89C51等元件组成，它使用元件少，电路结构简单，功能强；软件程序采用汇编语言进行设计，它结构合理，思路清晰，利用中断服务程序对各种事件进行处理，提高微处理器的工作效率。
关键字：单片机、秒表AbstractTime is the industry and agriculture production, national defense, and people's living areas such as indispensable. It involves our work, all aspects of life. Not all the time people are unable to act. This paper is using single-chip Microcomputer chip (your) AT89C51 such as chip clocks and stopwatch function of electronic stopwatch circuit. The circuit hardware circuit and software program by two parts. The hardware circuit of microcomputer AT89C51, such as simple structure, the function is strong, Software design using assembly language, its structure is reasonable, clarity, using an interrupt service routine treatment of various events, improve work efficiency of microprocessors.Key Words:LED display；High-precision stopwatch.目录引言 (5)第一章概述 (6)1.1.单片机简介 (6)1.2.设计任务 (6)1.3.设计要求 (6)1.4.主要元器件 (6)第二章硬件电路的设计 (8)2.1.总体方案的设计 (8)2.2.显示电路的设计 (9)2.2.1数码管简介 (9)2.2.2数码管的显示方式 (9)2.3.复位电路的设计 (11)第三章软件程序的设计 (12)3.1.设计思想 (12)3.2.程序流程图 (12)3.3.源程序代码 (14)第四章软件仿真 (17)第五章结束语 (18)第六章致谢 (18)参考文献 (19)引言单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU 的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。
目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。
而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
事实上单片机是世界上数量最多的计算机。
现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。
而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。
汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。
本次毕业设计以单片机为核心，设计简单的电子秒表系统，使得系统能够正确地运行，并且可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义。
第一章概述1.1.单片机简介单片机是性能价格比高、体积小、对国民经济渗透力大、最有前途的微控制器。
单片机自20世纪70年代初研制成功并发展至今，已进入第四代。
它主要是在一块芯片上集成了CPU、存储器以及输入输出电路，在工业过程中被广泛应用在控制电路中。
从单片机的系列来看，国内外已超过50个系列、近500个品种，当前正处于更新换代、百花齐放的时期。
新的系列和专用系列正在不断涌现。
按位数分类有4位、8位、16位以及32位单片机等，4位单片机由于价格低和出现的早得到了广泛的应用，特别是在家电应用领域中其还有很大的优势，为了抵御8位机的竞争，4位机在结构和功能上都有很大的改进。
8位机的生产厂家以及品种都很多，在实际的生产中应用也最为广泛，其中Intel公司的8051系列单片机在我国应用最为广泛，另外8位单片机也在其功能和内部结构上不断的进行改进，目前功能是越来越强大。
16位单片机在数据处理以及单片机的性能上有了很大的改进。
32位单片机是随着高科技产业的发展而产生的。
1.2.设计任务设计一个单片机控制的秒表系统，利用单片机的原理，结合显示电路、用两位共阴极LED数码管以及按键来设计00~99秒计时器。
将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地运行，同时数码管能够正确地显示时间。
1.3.设计要求1、能同时记录2个相对独立的时间并分别显示。
2、两位LED动态显示，显示时间为00～99秒。
3、每秒自动加1。
4、一个开始按键、一个复位按键、一个暂停按钮。
1.4.主要元器件本设计的最主要的元器件就是AT89C51单片机。
AT89C51单片机在一块芯片上集成了CPU，存储器RAM，ROM以及输入与输出接口电路，这种芯片习惯上被称为单片微型计算机。
AT89C51单片机由CPU，振荡器与时序电路， 4个8位的I/O端口（P0，P1，P2，P3），串行口等组成。
P0口有三个功能：1、外部扩展存储器时，当作数据总线（如图中的D0~D7为数据总线接口）。
2、外部扩展存储器时，当作地址总线（如图中的A0~A7为地址总线接口）。
3、不扩展时，可做一般的I/O使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。
P2口有两个功能：1、扩展外部存储器时，当作地址总线使用；2、做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻；P3口有两个功能：除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由寄存器来设置。
ALE：地址锁存控制信号PSEN：外部程序存储器读选通信号EA/VPP：访问和序存储器控制信号RST：复位信号XTAL1和XTAL2VCC：供电电压GND第二章 硬件电路的设计2.1.总体方案的设计数字电子秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点，在计时中广泛使用。
本设计用单片机组成数字电子秒表，力求结构简单、精度高为目标。
并利用AT89C51单片机的记数原理，使其能准确记数。
利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。
下图为本设计的秒表总体设计框图：电路原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后在正确性和布局合理的前提下力求美观。
下面是本设计的硬件电路图：时钟电路单片机AT89S51LED 显示复位电路电源电路按键位选驱动2.2显示电路的设计2.2.1数码管简介1.数码管的结构及工作原理abcdefgdp dpgfedcba（a）数码管外形及引脚图（b）共阴极、共阳极数码管单片机系统扩展LED数码管时多用共阳极LED:共阳极数码管段笔画是用低电平(“0”)点亮的,要求驱动功率很小；而共阴极数码管段笔画是用高电平(“1”)点亮的，要求驱动功率较大。
2.数码管的编码方式代码位D7D6D5D4D3D2D1D0显示段dp g f e d c b a3.数码管的字形码表共阳极共阴极共阴极共阳极80HF8H82H92H99HB0HA4HF9HC0H字段码7FH07H7DH6DH66H4FH5BH06H3FH字段码800FFH“灭”771H8EHF679H86HE55EHA1HD439HC6HC37CH83HB277H88HA16FH90H9字段码字段码显示字符显示字符2.2.2数码管的显示方式1.静态显示各数码管的位选控制线连在一起接+5V（地）；各数码管的段选控制线分别接一个8位的并行I/O口；2.动态显示由于LED数码显示器为多位，采用动态显示扫描显示方式，即逐个地循环地点亮各位显示器。
这样虽然在任一时刻只有1位显示器被点亮，但是由于人眼具有视觉残留效果，看起来与全部显示器持续点亮的效果基本一样。
各数码管的段选控制线共用一个8位的并行I/O口，位选控制线分别由相应的I/O口控制；2.3.复位电路的设计这个系统中的复位电路是采用上电加按钮来实现的。
因为AT89C51单片机的复位是靠外部电路实现的。
AT89C51单片机工作之后，只要在他的RST引线上加载10ms以上的高电平，单片机就能有效地进行复位。
AT89C51单片机通常采用上电自动复位、按键复位、以及上电加按键复位等，我们采用的是上电加按键复位方式，这样做的优点是上电后可以直接进入复位状态，当程序出现错误时，可以随时使电路复位。
第三章软件程序的设计3.1.设计思想因为秒表设计相对较为简单，因此在软件设计中我们一般采用模块化程序设计的方法。
模块是一个具有独立功能的程序，可以单独设计、调试与管理，模块可分为功能模块和控制模块两类。