基于AT89C51的2位LED秒表设计:理论与实践

0 下载量 30 浏览量 更新于2024-06-24 收藏 753KB DOC 举报
本篇大学论文主要探讨了基于单片机AT89C51的00秒至99秒的秒表设计项目。作者刘华,来自12自动化(2)班,学号201210320233,在电气专业的背景下,希望通过这次课程设计提升自己的实践能力和理论联系实际的能力。 设计目标明确,旨在通过以下几点实现: 1. 深入理解AT89C51单片机的结构和工作原理,这包括其内部定时器模块在计时器设计中的关键作用。 2. 掌握单片机的接口技术,特别是与LED数码管的连接方式和控制,了解其在显示时间和数字处理中的工作原理。 3. 学习并实践单片机程序设计,包括模块化编程,以便于代码管理和调试。 4. 使用PROTEUS仿真软件进行设计验证,提高实际电路设计的精确性和效率。 5. 学习并应用定时器和外部中断的概念,掌握它们在精确计时和事件触发中的应用。 6. 实现秒表的基本功能,如开始计时、暂停、清零和复位,以及实时显示秒数。 7. 这次课程设计不仅锻炼了作者的编程技能,还强化了他们将硬件和软件结合起来解决问题的能力。 设计内容具体涵盖了以下几个部分: - 设计一个由2位LED数码管组成的秒表,能够显示从00到99秒的时间,秒数每秒自动递增。 - 需要设计两个按键,即“开始”键用于启动秒表计时,而“复位”键则用于重置秒表回到初始状态00秒。 - 通过AT89C51单片机的定时器功能,精确控制时间的流逝,并结合外部中断技术,确保计时的准确性。 - 在整个设计过程中,作者不仅要编写程序,还要进行严格的测试和调试,以确保秒表功能的稳定和性能的优化。 此外,论文还强调了电子技术和电子元件在未来的重要性和广泛应用,尤其是数码管在各种场景中的视觉效果,如广告牌、建筑装饰等,显示了其在现代生活中的实用价值。 总结起来,这篇论文提供了一个实际的工程案例,展示了如何运用单片机技术设计一个实用的秒表,并结合理论学习与实践操作,提升学生在电子工程领域的综合能力。
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题目:基于单片机的秒表设计 姓 名: 学 号: 专业班级: 指导老师:    所在学院: 年 月 日 摘要 本设计是一个利用单片机控制的多功能秒表系统,它是基于51系列的单片机进行的系 统设计。它采用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、电源电路、LED数码管以及键盘电路来设计计时器。将软、硬件有机地结 合起来,使得系统能够实现四位LED显示,最大显示时间为9分59.9秒,每毫秒自动加1, 一个开始暂停按键、一个复位按键。其突出的优点:体积小、场外作业、功耗最低、宜用 电池作为电源、硬件结构紧凑、简单和软件设计灵活. 当今时代,是一个新技术层出不穷的时代。在电子领域,尤其是自动化智能控制领域 ,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统正以前所未见的速度被单片机智能控 制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能 控制与自动控制的核心就是单片机。单片机的出现是现代科技发展的一个重要的里程碑 。由于单片机的集成度高、功能强,通用性好,特别是它具有体积下、重量轻、能耗低 、价格便宜等优点,使单片机迅速得到推广应用,目前已成为测量控制应用系统中的优 选机种和新电子产品的关键部件。 目录 1 概述………………………………………………………………………………4 1.1设计任务………………………………………………………………………4 1.2设计要求………………………………………………………………………4 2 系统总体方案及硬件设计…………………………………………………………5 2.1系统总体方案…………………………………………………………………5 2.2硬件电路设计…………………………………………………………………6 3 软件设计…………………………………………………………………………10 3.1软件设计概述………………………………………………………………10 3.2程序流程图…………………………………………………………………10 3.3子程序模块设计……………………………………………………………12 4 Proteus软件真…………………………………………………………………13 4.1软件功能简介………………………………………………………………13 4.2 Proteus运行流程…………………………………………………………14 5课程设计会………………………………………………………………………16 参考文献……………………………………………………………………………16 附1:源程序代码…………………………………………………………………17 附2:系统原理图…………………………………………………………………20 1 概述 1.1 设计任务 设计一个单片机控制的秒表系统。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、LED数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系 统能够正确地进行计时,数码管能够正确地显示时间。 1.2设计要求 1)利用单片机内部定时器设计一个秒表,显示最大值为9分59.9秒。 2)使用4位七段显示器来显示现在的时间。显示格式为"分、秒、毫秒"。 3)要求能实现秒表的启动、停止和复位。 2 系统总体方案及硬件设计 2.1系统总体方案 本系统采用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 合硬件电路如电源电路,晶振电路,复位电路,显示电路,以及一些按键电路等来设计 计时器,将软、硬件有机地结合起来。其中软件系统采用汇编语言编写程序,包括显示 程序,计数程序,中断,硬件系统利用PROTEUS强大的功能来实现,简单切易于观察,在 仿真中就可以观察到实际的工作状态。 系统电路原理图 2.2硬件电路设计 本系统中,硬件电路主要有电源电路,晶振电路,复位电路,显示电路,以及一些按 键电路等,电路图如下 (1)单片机简介 本系统设计采用AT89C51单片机。 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处 理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS- 51指令集和输出管脚相兼容(由于在微机原理中学过C- 51的具体知识,这里不再详细说明)。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯 片中,ATMEL的AT89C51是一种高效的微控制器。 (2)电源电路 电源电路是系统最基本的部分,任何电路都离不开电源部分,由于三端集成稳压器件 所组成的稳压电源线路简单,性能稳定,工作可靠,调整方便,已逐渐取代分立元件, 在生产中被广泛采用,由于是小系统,我们采用7809电源提供+5V稳压电压。 (3)晶体振荡电路 MCS--51单片机