单片机实现多功能秒表设计

0 下载量 102 浏览量 更新于2024-06-24 收藏 389KB DOC 举报
"明 本设计的多功能秒表具备以下功能: 1. 计时功能:能够精确计时,从00:00.00开始,最高可计时至99:59.99。 2. 暂停功能:在计时过程中,可以通过按键暂停计时,保留当前时间。 3. 清零功能:可以随时清零,重新开始计时。 4. 多次计数:支持多次计时,每次计时结束后不清除数据,便于对比和记录。 5. 显示系统:使用四位共阴极LED数码管进行时间显示,清晰易读。 6. 控制系统:通过按键控制秒表的启动、暂停、清零等操作。 2主要元器件介绍 2.1 AT89C51单片机:作为系统核心,负责处理计时、控制和显示等任务。它具有四个8位并行I/O端口,内部集成有定时器/计数器,适合于此类应用。 2.2 四位共阴数码管:用于显示秒表的时间,由四个独立的数码管组成,每个数码管通过译码驱动电路来显示0-9的数字。 3系统硬件设计 3.1 电源电路:为整个系统提供稳定的工作电压,通常包括直流电源转换和滤波环节。 3.2 时钟电路:使用晶振提供精确的时钟信号,AT89C51的时钟频率决定了其运行速度和计时精度。 3.3 复位电路:确保单片机在启动时处于已知的初始状态,通常包括上电复位和手动复位。 3.4 显示电路:连接单片机和数码管,实现时间数据的传输和显示。 3.5 键盘电路:包含多个按键,用于用户与秒表系统的交互,实现计时操作。 4软件设计 软件部分主要使用汇编语言编写,包括初始化程序、主循环、中断服务子程序、计数模块、显示模块、按键处理模块等。通过中断机制响应按键事件,实时更新显示,并确保计时精度。 5系统调试及结果分析 在设计完成后,通过Proteus进行硬件仿真,检验各部分电路功能是否正常,软件程序是否正确执行。对出现的问题进行调试,优化代码,确保秒表在实际使用中的稳定性和准确性。 6总结 本设计通过理论学习与实践操作,不仅掌握了单片机的基础知识,还提升了硬件电路设计和软件编程能力。实现了基于单片机的多功能秒表,既满足了基本的计时需求,又具备暂停和清零等附加功能,充分体现了模块化设计的优势和实用性。 参考文献:[列出相关参考文献] 附录: 1. 总体电路原理图 2. 元器件清单 3. 实物图 4. 源程序 这个基于单片机的多功能秒表设计,涵盖了单片机系统设计的多个方面,包括硬件电路设计、软件编程、系统调试等,对于学习和掌握单片机技术具有很高的实践价值。"
2023-02-27 上传
20 20 光电信息综合设计报告 多功能秒表设计 院(系)名称 信息工程学院 专 业 名 称 光电信息科学与工程 姓 名 学 号 0 指 导 教 师 基于单片机的多功能秒表设计全文共23页,当前为第1页。2018年 5 月 20日 基于单片机的多功能秒表设计全文共23页,当前为第1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的走向深入。本文阐述了基于单片机的多功能电子秒表设计。本设计主要特点是具有倒计时功能,还可以按圈计时,而且误差在0.01s,是各种体育竞赛的必备设备之一,另外硬件部分设置了查看按键,还具备有定时提醒功能,让你时时刻刻都掌握时间。 本设计的数字电子秒表系统采用STC89C52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、数码管以及外部中断电路来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够实现4位LED显示,显示时间99s内,能正确地进行计时,同时能记录10组时间,并在暂停是对时间进行查询。其中软件系统采用C语言编写程序,包括显示程序,定时中断服务延时程序等,并在KEIL中调试运行,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。 关键字:单片机;数字电子秒表;提醒 基于单片机的多功能秒表设计全文共23页,当前为第2页。 目 录 基于单片机的多功能秒表设计全文共23页,当前为第2页。 1 总体设计方案 1 2 硬件设计 3 2.1 单片机的选择 3 2.2 显示电路的选择与设计 5 2.3 按键电路的选择与设计 6 2.4 时钟电路的选择与设计 6 2.5 系统总电路的设计 7 3 软件设计 9 3.1 程序设计思想 9 3.2 主程序设计 9 3.3 中断程序设计 10 3.4程序模块设计: 11 主程序 11 (2)停止子程序 14 (3)复位子程序 14 (4)按键消抖程序 15 4 多功能秒表的安装与调试 16 4.1 软件的仿真与调试 16 4.2 硬件的安装与调试 16 4.3 实物调试 17 结 论 19 基于单片机的多功能秒表设计全文共23页,当前为第3页。 基于单片机的多功能秒表设计全文共23页,当前为第3页。 1 总体设计方案 多功能秒表具有显示直观、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。 设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器,时钟功能,倒计时,计时与显示电路和回零、启动和停表电路等。主控制器采用单片机STC89C52,显示电路采用共阳极LED数码管显示计时时间。 本设计利用STC89C52单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,使其能精确计时。利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。P0口输出段码数据,P2口作位扫描输出,P1^0,P1^1,P1^2,P1^3,P1^4口接5个按钮开关,分别实现开始、记录、清除,方向和调整。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。硬件电路图按照图1-1进行设计。 STC89C52单片机控制系统四位数码管 灯光提示系统控制开关 STC89C52 单片机控制系统 四位数码管 灯光提示系统 控制开关 图1-1 智能秒表显示硬件电路基本原理图 根据要求知道秒表设计主要实现的功能是倒计时、计时和时钟显示。因此设置了五个按键和四位数码管显示时间,五个按键中,按键1是开始按钮:可控制系统的开关;按键2为记录按键:在秒表模式运行时,可保存数据,在其他状态时还有复用功能;按键3为清除键:在系统计时时可以复位时间,在查看数据、调整时间时,还有其他功能;按键4为方向键,调节时间计时时的正反向;按键5为调整按键:调整和设置时间。利用这五个建来实现秒表的全部功能,而四个位数码管则能显示最多99秒内的计时。 基于单片机的多功能秒表设计全文共23页,当前为第4页。计时采用定时器T0中断完成,定时溢出中断周期为10ms,当一处中断后向CPU发出溢出中断请求,每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行加一,达到2次就对十毫秒位进行加一,就是进位0.01,然后按时钟的取值范围进行进位。 基于单片机的多功能秒表设计全文共23页,当前为第4页。 再看按键的处理。这六个键可以采用中断的方法,也可以采用扫描的方法来识别。 设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器,显示电路和回零、启动、查看、停表电路等。主控制器采用单片机STC89C52,显示电路采用共阳极LED数码管显示计时时间,五个按键均采用触点式按键。 基于单片机的多功能秒表设计全文共23页,当前为第5页。 2 硬件设计 基于单片机的多功能秒表设计全文共23页,当前为第5页。 2.1 单