浙江工商職業技術學院畢業設計題目秒表設計姓名*學號*專業班級*系別機電工程學院指導教師*年*月*日浙江工商職業技術學院機電工程學院畢業設計1秒表設計摘要：單片機控制秒表是集于單片機技術、模擬電子技術、數字技術為一體的機電一體化高科技產品，具有功耗低，安全性高，使用方便等優點。本次設計內容為以AT89C51單片機為核心的秒表，它采用鍵盤輸入，單片機技術控制。設計內容以硬件電路設計，軟件設計和PCB板制作三部分來設計。利用單片機的定時器/計數器定時和計數的原理，用集成電路芯片、LED數碼管以及按鍵來設計計時器。將軟、硬件有機地結合起來，使他擁有正確的計時、暫停、清零、并同時可以用數碼管顯示，在現實生活中應用廣泛。關鍵詞：秒表；89C51；定時器；計數器浙江工商職業技術學院機電工程學院畢業設計2目錄摘要11緒論32設計方案論證32.1設計要求32.2方案論證33系統硬件電路設計43.1電路設計43.1.1晶振電路53.1.2復位電路63.1.3核心控制元件的確定與介紹63.1.4數碼管簡介73.1.5鍵盤輸入部分83.1.6芯片擦除84系統程序的設計84.1主程序84.2顯示子程序94.3定時器T0中斷服務程序105調試125.1硬件調試125.2軟件調試125.3軟硬件聯調125.4性能分析126系統調試127結束語13謝辭13參考文獻13附表A元器件清單14附錄B程序15附錄C實物圖19附錄DPCB圖20附錄E原理圖21浙江工商職業技術學院機電工程學院畢業設計31緒論最早的計時工具為水漏和沙漏，時間以時辰計，雖然中國在唐朝最早發明了機械鐘表，但是并沒有產生更精確的計時量度。秒表的發明是西方科技進步的結果更是里程碑的意義。由于有了秒表，才有了瞬時速度的概念，才能夠誕生物理學。由于要求的提高,能精確定時對于AT89C51在實際應用有著重要的意義.但是傳統的軟件定時方式由于時鐘周期考慮不全容易引起累積誤差,而采用定時器中斷方式定時由于中斷響應周期不確定性而產生的誤差更具有非固定性的特點.文中從合理考慮各種指令執行周期、巧妙設置計數器初值、巧妙利用計數器溢出值、適時開關中斷的角度出發給出了4種糾正各種誤差方法。單片機把我們帶入了智能化的電子領域，許多繁瑣的系統若由單片機進行設計，便能做到電路更簡單、功能更齊全的良好效果。若把經典的電子系統當作一個僵死的電子系統，那么智能化的現代電子系統則是一個具有“生命”的電子系統。而隨著技術的進步，單片機與串口通信的結合更多地應用到各個電子系統中已成一種趨勢。本設計就集于單片機來設計秒表。，通過串口通信動態傳輸數據，使秒表有了更多更完善的功能。單片機系統的硬件結構給予了秒表“身軀”，而單片機的應用程序賦予了其新的“生命”，使其在秒表面前具有電路簡單、成本低、運行可靠等特色。所以這次的畢業設計對我們來說應該是很好的鍛煉機會，這一課題讓我對秒表的制作過程有了更深的了解。在硬件或軟件方面更加熟悉其中的步驟和捷徑,并且開發了自己的動手能力和對軟件組織的思維方式。2設計方案論證2.1設計要求：1)秒表最大計時值為98.9999秒。2)六位數碼管顯示，分辨率為0.0001秒。3)通過單片機的定時器/計數器定時和計數原理，設計簡單的計時器系統擁有正確的計時、暫停、清零功能。4)操作控制鍵三個。2.2方案論證：方案1：可以用分立元件來做，成本高、反而來的復雜些。方案2：可以用單片機來做，只要一塊心片編寫程序就可以。利用單片機來的簡單。為了實現LED顯示器的數字顯示，可以采用靜態顯示法和動態顯示法。由于靜態顯示法需要數據鎖存器等硬件，接口復雜一些。顯示只有6位，且系統沒有其他復雜的處理任務，所以決定采用動態掃描法實現LED的顯示。單片機用AT89C51系列。硬件系統的總體構成框架如圖2.1所示。浙江工商職業技術學院機電工程學院畢業設計4圖2-1硬件系統的總體設計框架3系統硬件電路設計31系統硬件電路設計秒表的硬件電路如圖3.1所示，采用AT89C51單片機，最小化應用設計；采用共陰七段LED顯示器，P0口輸出段碼數據，P2.0-P2.5口作列掃描輸出，P1.1；P1.2口接三個按鈕開關，用以功能設置。為了提供共陰LED數碼管的驅動電壓，用74HC541作電源驅動輸出。采用12MHZ晶振，有利于提高秒表計時的準確性。圖3-1硬件顯示電路AT89C51P0單片機控制器P2P0ppp2六位LED顯示器列驅動浙江工商職業技術學院機電工程學院畢業設計5圖3-2硬件控制電路3.1.1晶振電路單片機工作的時間基準是由時鐘電路提供的。在單片機的XTAL1和XTAL2兩個管腳，接一只晶振及兩只電容就構成了單片機的時鐘電路。電路中，電容器C1和C2對振蕩頻率有微調作用，通常取（3010）pF。石英晶體選擇6MHz或12MHz都可以。如圖3-3：圖3-3電路中的晶振即石英晶體震蕩器。由于石英晶體震蕩器具有非常好的頻率穩定性和抗外界干擾的能力，所以，石英晶體震蕩器是用來產生基準頻率的。通過基準頻率來控制電路中的頻率的準確性。浙江工商職業技術學院機電工程學院畢業設計63.1.2復位電路復位電路的基本功能是：系統上電時提供復位信號，直至系統電源穩定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩定后還要經一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復位。如圖3-4所示：圖3-43.1.3核心控制元件的確定與介紹以89C51為CPU,設計方案的析，設計這樣一個簡單的應用系統，可選擇帶有EPROM的單片機，應用程序直接存儲在片內，不用在外部擴展程序存儲器，電路可以簡化。ATMEL公司生產的AT89C系列單片機。采用MSC-51系列的單片機相比有兩大優勢：（1）片內程序存儲器采用閃速存儲器，使程序得寫入方