[单片机课设]秒表时钟计时器设计

单片机原理课程设计

——秒表时钟计时器的设计

专业：电气工程及其自动化

方向：电力系统

姓名：韦敏

学号：201120305415

指导老师：汪厚新

目录

第1章方案论证 (2)

第2章硬件设计 (4)

2.1秒表/时钟计时器的总体设计 (4)

2.2 AT89C52单片机最小系统 (5)

2.3 74LS244芯片说明 (7)

2.4 LED显示器的显示方法及其与单片机的接口 (7)

2.5电源电路的设计 (9)

第3章软件设计 (10)

3.1主程序 (10)

3.2显示子程序 (10)

3.3定时器T0中断服务程序 (11)

3.4 T1中断服务程序 (11)

3.5调时功能程序 (12)

3.6整点响程序 (12)

3.7时钟/秒表功能程序 (12)

3.8 程序清单 (12)

第4章设计总结 (22)

第1章方案论证

现今的计时器通常只能通过启/停按键实现断点计时的功能，即通过启/停按键来记录一段时间。这种计时器查看的时间只能为计时结束时刻。实际的应用中往往需要在不影响正常计时的基础上，能查看记录过程中的某些点的时间。

本课设即针对此问题，设计了一种能通过按键方式查看记录过程中任一时刻值的计时器。这种计时器在查看中间值时不会影响整个记录过程，并且能把相应数据送入存储模块及显示模块，以便查看。

本系统采用AT89C52单片机作控制器，LED数码管,实现显示时、分、秒，以24小时计时方式。为了实现LED显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，结构较为复杂，考虑时钟显示只有六位，且系统没有其他复杂的处理任务，所以采用动态扫描法实现LED的显示。单片机采用AT89C52系列，有足够的空余硬件资源实现其它的扩充功能。

秒表/时钟计时器的总体设计框图如下图所示。

图1.1 系统总体设计框图

系统主要实现如下功能：

1．时钟功能

对于时钟功能，需要在数码管上显示小时、分钟和秒钟，因此，可以在内部存储空间分别定义它们的显示缓存空间，来存放小时、分钟和秒钟的BCD码，各2个字节。

由于时钟是不能停止的，因此需要采用内部定时器自动计时，并使用定时器中断处

理程序来定时进行时间数值的刷新。52单片机的2个定时器都具有16位定时器的

工作模式。当晶振为12MHz时，16位定时器的最大定时值为65.536mS；要达到1秒钟，可以采用两种方法：采用一个定时器定时与软件计数相结合的方法；或者采用两个定时器级联的方法。由于秒表在计时功能时也需要用到1个定时器，因此，我们采用第一个方法，只使用1个定时器，例如使用T0。为了达到较为准确的计时，使T0的溢出时间为50ms，使用一个字节作为软件计数器ST，计数值为20。定时器的中断处理程序对ST 进行减1操作，当ST为0时，1秒到达，此时更新存放小时、分钟、秒钟的显示缓存区。

2．计时功能

当秒表用作计时功能时，也需要一个定时器进行10MS的定时，在本例中使用单片机的TIMER1。在TIMER1的中断处理程序中对SS和ss的缓存空间进行更新，与上面类似。

3．功能按键

再看按键的处理。这3个键可以采用中断的方法，也可以采用查询的方法来识别。对于A、B键，主要功能在于功能切换和数值复位，对于时间的要求不是很严格，而C

键主要用于时间的锁定，需要比较准确的控制。因此可以考虑，对A、B键采用查询的方式，而对于C 键采用外部中断。

4．中断嵌套和控制

现在在我的方案中有3个中断，T0、T1中断和外部中断INT0。这3个中断的特点是：T0的工作是连续的，可以在误差范围内可以被打断但不可以停止；T1的工作同样可以在误差范围内被打断，但可以被INT0停止；INT0是用来启动或停止T1的。

第2章硬件设计

2.1秒表/时钟计时器的总体设计

秒表/时钟计时器的硬件电路设计如图2.1所示。

图2.1 总体硬件设计图

T2，P1.1可用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。

（3）P2口（21～28脚）：P2.0～P2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O口使用；在接有片外存储器或扩展I/O口且寻址范围超过256字节时，P2口用作高8位地址总线

引脚功能如下：

P3.0 RXD 串行口输入

P3.1 TXD 串行口输出端

P3.2 INT0 外部中断0请求输入端，低电平有效

P3.3 INT1外部中断1请求输入端，低电平有效

P3.4 T0 定时器/计数器0计数脉冲输入端

P3.5 T1 定时器/计数器1计数脉冲输入端

P3.6 WR 外部数据存储器写选通信号输入端，低电平有效

P3.7 RD 外部数据存储器读选通信号输入端，低电平有效

（4）P3口（10～17脚）：P3.0～P3.7统称为P3口。除作为准双向I/O口使用外，还可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每一条引脚均可以独立定义为第一功能的输入输出或第三功能。

2. 控制线

（1）ALE/PROG（30脚）：地址锁存有效信号输入端。ALE在每个机器周期内输出两个脉冲。在访问片外程序存储器期间，下降沿用于控制锁存P0输出的低8位地址；在不访问片外程序存储器期间，可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的。但要注意，在访问片外数据存储器期间，ALE脉冲会跳空一个，此时作为时钟输出就不妥了。

对于片内含有EPROM的机型，在编程期间，该引脚用作编程脉冲PROG的输入端。（2）PSEN（29脚）：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。当从外部程序存储器读取指令或常数期间，每个机器周期该信号两次有效，以通过数据总线P0口读回指令或常数。在访问片外数据存储器期间，PSEN信号将不再出现。

（3）RST/VPD引脚（9脚）：RST即为RESET，VPD为备用电源。该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。当单片机振荡器工作时，该引脚上出现持续两个机器周期的高电平，就可实现复位操作，使单片机回复到初始状态。上电时，考虑到振荡器有一定的起振时间，该引脚上高电平必须持续10ms以上才能保证有效复位。

当Vcc发生故障，降低到低电平规定值或掉电时，该引脚可接上备用电源VPD(+5V)为内部RAM供电,以保证RAM中的数据不丢失。