"基于单片机的数字电子秒表设计与实现详尽资料"

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基于单片机的数字电子秒表设计与实现 近年来,随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断走向深入。本文旨在阐述基于单片机的数字电子秒表的设计与实现。该设计的主要特点在于计时精度达到0.001秒,解决了传统计时设备计时精度不够造成的误差和不公平性的问题,因此成为各种体育竞赛中必备的设备之一。 本设计采用AT89C52单片机作为中心器件,利用其定时器/计数器的定时和记数原理,结合显示电路、LED数码管以及外部中断电路,来设计并实现数字电子秒表系统。该系统能够实现五位LED显示,显示时间范围为0~99.999秒,计时精度达到0.001秒。同时,硬件部分还设置了查看按键,使用者可以对秒表上一次计时时间进行保存并进行查询。 整个系统的设计过程分为硬件设计和软件设计两个部分。在硬件设计方面,首先设计了时钟电路,用于提供系统的工作时钟;然后设计了AT89C52单片机的电源电路,保证单片机正常工作;接着设计了输入电路和按键电路,实现对秒表的启动、停止、复位和查看等操作;最后设计了LED数码管驱动电路,使得秒表的计时结果能够直观地显示出来。 在软件设计方面,首先利用AT89C52单片机的定时器/计数器功能,编写了计时和显示的程序;然后编写了按键检测和操作的程序,实现对按键的响应和相应的操作;最后编写了保存和查询的程序,实现对上一次计时时间的保存和查询功能。 通过整个设计与实现过程,成功地实现了基于单片机的数字电子秒表。该秒表具有高精度、可靠性强、操作简便的特点,能够满足各种体育竞赛对计时要求的需要。同时,该设计还具有一定的扩展性和可操作性,可以根据实际需求进行功能的增加和修改。 总之,本文详细介绍了基于单片机的数字电子秒表的设计与实现过程。该设计不仅能够解决传统计时设备计时精度不够的问题,还具有高精度、可靠性强的特点。通过本设计,可以为各类体育竞赛提供一个准确、公平的计时设备。同时,该设计还具有一定的扩展性和可操作性,可以根据实际需求进行功能的增加和修改。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够更好地满足实际应用的需求。通过本次设计,不仅能够提高学生在单片机应用方面的能力,同时也为相关领域的研究提供了一定的参考和借鉴。
2023-02-27 上传
单片机原理及系统课程设计 "评语: " " " " " " " " " " " " " "考勤(10)"守纪(10 "过程(40)"设计报告("答辩(10 "总成绩(100)" " ") " "30) ") " " " " " " " " " 专 业:自动化 班 级:1002 姓 名:房 磊 学 号:201008524 指导教师: 苟军年 XX交通大学自动化与电气工程学院 2013年 3月 7日 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LE D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pr oteus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 Abstract This 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 bination 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。本设计是一个基于单片机的电子秒表设计,要XX现开始 ,暂停与复位功能。精确度为0.1s,最大计时时间为999.9s。设计结合了软件和硬件的 一些相关知识。通过软件编写,硬件调试及仿真来实现。提高了大家的动手能力,做到 了学以致用。 2设计方案及原理 2.1 设计方案 本设计通过单片机内部定时计数的原理来实现电子秒表的功能。首先将计数初值设定 为19664,当计数溢出后便会产生一个中断,继而执行中断程序,当中断次数达到两次则 表示0.1秒时间到,以此类推便可扩展到1秒,10秒等。三个按键功能用软件查询即可实 现,通过对定时器的打开和关闭来实现秒表的开始和暂停,在设计中我用一个键来控制 开始和暂停,方法是每次扫描到该按键按下后便对TR位取反。用另一个按键来控制秒表 的清零功能,方法是当检测到该按键被按下后便使num=0,从而使数码管显示为零。 2.2 系统框图 系统框图如图1所示。 图1 系统结构框图 2.3 系统原理 该系统在工作时从头开始执行程序,首先扫描是否有键按下,如果没有扫描到按键信 号,则系统一直执行循环函数;当扫描到有按键信号输入后单片机便开始执行按键子程 序,然后依次由P0口和P2口送出相应的段选信号和位选信号,从而点亮数码管,显示当 前的计数值。 3硬件设计 3.1 芯片选择 在本设计中我采用了AT89C51单片机。 3.2 硬件连接方法 由于该设计要求数码管显示,所以我选用P0口作为段选端,但是P0口内部没有上拉电 阻,因此不能输出正常的高低电平,所以外接了一个九脚10K的排阻,排阻的公共端接单 片机Vcc。用P2.4~P2.7分别接数码管的1,2,3,4四个位选端。用P3.4,P3.5口分别接两 个开关,开关另一端接低电平(地),当按下后便会有一个低电平输入。用XTAL1与XTA L2外接一个11.0592MHZ的晶振电路,为单片机工作提供时钟脉冲。在RST口外接一个复位 电路,实现单片机的复位功能。 硬件原理连接图如图2所示。 3.3 硬件原理图 硬件连接图如图2所示。 图2 硬件连接原理图 由图可知这个系统由单片机最小系统,四位一体数码管,排阻以及限流电阻等元件组 成。其中单片机外部晶振为单片机提供11.0592MHZ的时钟脉冲。单片机的P0口为数码管 提供段选信号,P2.4~P2.7口为数码管提