单片机控制多功能秒表系统设计

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"基于单片机的多功能秒表的课程设计文档详细介绍了如何利用单片机设计一个具备暂停、清零、计数等多种功能的秒表系统。文档内容包括设计要求与目的、设计思路、工作原理、主要元器件介绍、硬件和软件设计、系统调试与结果分析、总结以及附录,提供了完整的电路设计和源代码。 设计要求与目的是构建一个由单片机控制的多功能秒表系统,使用单片机的定时器/计数器功能,结合显示电路和按键,实现计时、暂停、清零和多次计数。设计过程中,注重节约元器件、简化硬件电路、提高软件利用率,并采用模块化程序设计,以降低系统实现难度。 设计思路主要基于模块化程序设计,将复杂的程序分解为独立的计数系统、译码驱动、数码显示系统和控制系统。核心技术在于通过计数脉冲和计数器的级联生成秒表信号。 工作原理以AT89C51单片机为核心,利用其内置的定时器/计数器,结合电源、时钟、复位、显示和键盘等硬件电路,实现计时器功能。软件部分使用汇编语言编写,包括显示、计数、控制等程序,并在Proteus环境中进行仿真验证。 主要元器件中,AT89C51单片机具有2KB的闪存、内部RAM、I/O端口和定时器/计数器等功能,适合用于此类设计。四位共阴数码管用于显示计时数值。 硬件设计包括电源、时钟、复位、显示和键盘电路。电源电路为系统提供稳定电压,时钟电路生成定时基准,复位电路确保系统正常启动,显示电路通过译码驱动数码管显示时间,键盘电路则接收用户操作指令。 软件设计部分涉及计数、控制、显示等多个程序模块,利用中断和延时程序来实现秒表的实时响应。 系统调试与结果分析是对设计成果的实际验证,确保系统功能的正确性和稳定性。 最后,总结部分对整个设计过程进行回顾,附录则包含电路原理图、元器件清单、实物图和源代码等详细资料。 这份文档提供了一个完整的基于单片机的多功能秒表设计流程,涵盖了从概念到实现的各个阶段,是学习单片机应用和嵌入式系统开发的良好参考资料。"
2023-02-27 上传
单片机课程设计报告 多功能秒表系统设计 姓 名: 学 号: 专业班级: 指导老师: 所在学院: 2009年6月10日 摘 要 单片机已经无处不在,与我们生活更是息息相关并已渗透到了生活的方方面面。单 片机的特点是体积小,重量轻,功能强,通用性好,也就是说集成度高,其内部的结构 是普通的计算机系统的简化。在增加一些外围电路之后,就能成为一个完整的系统。在 众多单片机中,MCS- 51系列单片机具有系统结构完整,特殊功能寄存器规范化以及指令系统的控制功能强等 特色,使起成为单片机中的主流机型。 本设计是一个由AT89C51单片机控制,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原 理,结合显示电路、电源电路、LED数码管以及键盘电路按键计时来实现的多功能秒表 系统。 在本次设计中我们以AT89C51单片机为主要器件,利用它的定时器/计数器定时和记 数的原理,结合7809电源提供的+5V稳压电压,上电加按钮复位电路,晶体振荡电路, 由P0口驱动的LED动态显示电路,键盘电路等来完成多功能秒表的设计。这个多功能秒 表系统能够实现两位LED显示,显示的时间为00~99秒,每秒自动加1,能正确地进行加 、减(倒)计时,能同时记录4个相对独立的时间,通过上翻键和下翻键来查看这4个不 同的计时值,还具有快加和复位功能,基本上实现了老师的要求。我们使用汇编语言来 编写程序,采用模块化程序设计方法,主程序有多个子程序构成,这些子程序可以单独 的设计,调试和管理,其中包括加1子程序、减1子程序、延时子程序、快加子程序,复 位子程序和显示子程序等。将源程序代码在WAVE中进行编译和调试,硬件系统利用Pro teus软件来实现,可以方便的看到运行结果。 关键词:多功能秒表、单片机、子程序模块、Proteus仿真 目录 1 概述 3 1.1单片机简介 …………… …...………………………………………..3 1.2设计任务………………………………………………………………………3 1.3设计要求………………………………………………………………………3 2 系统总体方案及硬件设计 4 2.1、电源 5 2.2、复位电路 5 2.3、晶体振荡电路 6 2.4、显示电路 7 2.5、键盘电路 8 3 软件设计 9 3.1、设计思想 10 3.2、系统流程图 15 4 Proteus软件仿真 17 5 课程设计体会………………………………………………………………………….19 参考文献 20 附1:源程序代码 21 附2:系统原理图 25 1 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多功能秒表系统,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的 原理,结合显示电路、用两个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进行加计时,同时数码管能够正确地显示时间。 1.3设计要求: 1、能同时记录四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、一个暂停按钮和一个快加按钮(每10ms快速加一 )。 5、翻页按钮查看四个不同的计时值 。 2 系统总体方案及硬件设计 本设计的最主要的元器件就是MCS-51单片机。MCS-51单片机在一块芯片上集成了C PU,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 ,简称单片机。MCS- 51单片机是INTEL公司在1980年推出的高档8位单片机。它的典型产品有:8051,8031, 8751,80C51,80C31,87C51。 " 图1:AT89C51单片机 AT89C51(图1)单片机由CPU,振荡器与时序电路,