1、 電氣信息學院單片機技術課程設計報告課題名稱 秒表系統的設計 專業班級 09電氣班 學 號 學生姓名 指導教師 易先軍 評 分 2012年6月12日至6月19日課程設計量化評分標準 指標分值評分要素得分方案設計20方案選擇合理，分析、設計正確，原理清楚，電路、程序流程圖清晰，結構合理，程序簡潔、正確。  設計報告20報告結構嚴謹，邏輯嚴密，論述層次清晰，語言流暢，表達準確，重點突出，報告完全符合規范化要求，用計算機打印成文。 調試與結果20過程清晰，調試方案設計合理，測試點選擇適當，程序編寫正確，調試步驟清楚。電路及程序運行結果正確，達到預期效果。

2、60;工作態度20工作量飽滿程度，題目難度；工作態度，按時完成設計任務，是否獨立完成等。 答辯成績20思路清晰；語言表達準確，概念清楚，論點正確；分析歸納合理，結論嚴謹；回答問題有理論根據，基本概念清楚。 總 評 成 績 指導老師評語：答辯記錄1、例舉設計過程中遇到的問題及其解決方法（至少兩例）。答：（1）問題說明： 解決方法：（2）問題說明： 解決方法：2、教師現場提的問題記錄在此（不少于2個問題）。答：摘 要近年來隨著科技的飛速發展，單片機的應用正在不斷的走向深入。本文闡述了基于單片機的數字電子秒表設計。本設計主要特點是計時精度達到0.01s，解決了傳統的由于

3、計時精度不夠造成的誤差和不公平性，是各種體育競賽的必備設備之一。本設計的數字電子秒表系統采用8051單片機為中心器件，利用其定時器/計數器定時和記數的原理，結合顯示電路、LED數碼管以及外部中斷電路來設計計時器。將軟、硬件有機地結合起來，使得系統能夠實現五位LED顯示，顯示時間為099.9秒，計時精度為0. 1秒。關鍵字：單片機；數字電子秒表；仿真 Abstract With the rapid development of science and technology in recent years, SCM applications are constant-depth manner. I

4、n this paper, based on single chip design of digital electronic stopwatch. The main characteristics of this design timing accuracy of 0. 1s, to solve the traditional result of a lack accuracy due to timing errors and unfair, and is a variety of sports competitions, one of the essential equipment. In

5、 addition the hardware part of the set View button on the stopwatch can be the last time to save time for user queries.The design of the multi-function stopwatch system uses STC89C52 microcontroller as the central device, and use its timer counter timing and the count principles, combined with displ

6、ay circuit, LED digital tube, as well as the external interrupt circuit to design a timer. The software and hardware together organically, allowing the system to achieve two LED display shows the time from 0 to 99. 9 seconds, Timing accuracy of 0. 1 seconds.Keyword：LED display；High-precision stopwat

7、ch；8051目 錄摘 要IABSTRACTII1 設計任務12設計方案12.1任務分析12.2方案設計23 系統硬件設計33.1時鐘電路設計33.2復位電路設計43.3顯示電路設計43.4嗡鳴電路設計53.5 按鍵控制電路設計64 系統軟件設計64.1 0.1S定時和1S定時64.2 定時程序流程64.3秒表系統T0流程圖74.4定時器1 及中斷響應85仿真與性能分析91、系統仿真過程92 仿真結果與分析96心得體會11參考文獻13附錄1 程序清單141 設計任務1.實物參見下圖，設計一個精度為0.1s的秒表系統。2.設計，啟動按鈕、暫停按鈕及清零按鈕。 3.設計每到一秒鐘有聲音提醒功能，可

8、通過按鈕打開及關閉該提醒音。2設計方案2.1任務分析這個課程設計是通過設計三個開關通過單片機控制液晶顯像管的數字顯示，從而做到每0.1秒顯示個數字，而達到秒表的功能。使用三個按鍵停止，開始，清零，其中“開始”按鍵當開關由上向下撥時開始計時，此時若再撥“暫停”按鍵則數碼管暫停；“清零”按鍵當開關由上向下撥時數碼管清零，此時若再撥“開始”按鍵則又可重新開始計時，使用定時器中斷。2.2方案設計1.硬件方案根據設計的要求可知，系統的硬件原理框圖如圖2.1所示。開關單片機液晶顯示屏圖2.1 系統的硬件原理框圖單片機可選用AT89C51，它與8051系列單片機全兼容，但其內部帶有4KB的FLASH ROM

9、，設計時無需外接程序存儲器，為設計和調試帶來極大的方便。同時使用液晶顯示屏使得接線簡單明了，非常易于分析。定時器中斷產生為50ms的時間。2. 軟件方案 根據設計要求，程序框圖如圖2.2所示。主函數上電程序開始初始化LCD1602設置T0，T1按鍵掃描清零停止開始顯示數值聲音提示圖2.2 主程序流程圖軟件由C語言完成，軟件設計可以分為以下幾個功能模塊：主程序：完成程序中斷，清零。計時程序模塊：為定時器的中斷服務子程序，完成0.1秒。顯示程序模塊：是顯示最下0.1s的時間。 3 系統硬件設計3.1時鐘電路設計 圖3.1 單片機時鐘電路 如圖3.1所示，采用內部時鐘產生方式，在XTAL1 和XTA

10、L2 兩端跨接晶體或陶瓷振蕩器，與內部反相器構成穩定的自擊震蕩。其發出的時鐘脈沖直接送入片內定時控制部件。3.2復位電路設計 如圖3.2所示，采用上電+按鈕電平復位方式，當按下按鈕時，RST 管腳高電平觸發。為保證復位可靠，RC 時間常數應大于兩個機器周期，電容取33uf，電阻取200 歐。 圖3.2 單片機復位電路3.3顯示電路設計 如圖3.4所示，是液晶顯示電路的接線方法，P2.0到P2.7接D0到D7，VDD接高電平，VEE接下拉電阻，VSS接地，RS接P1.7，RW接地，E接P1.6。這樣連接使得LCD能顯示小數點后一位的數字。圖3.3 液晶顯示電路3.4嗡鳴電路設計3.4嗡鳴電路圖當

11、計時到達一秒時，P1.0段給出一個脈沖，使得形成通路，從而使嗡鳴電路開始工作。3.5 按鍵控制電路設計3.5 按鍵輸入電路圖 如圖3.5所示，開關控制由三個連接到單片機的控制按鈕組成。通過軟件編程，按下start開關開始計時工作，顯示的最小精度為0.1秒，在按start按鈕，系統暫停，按下stop系統停止運行，按下clear按鍵，顯示屏上的數字清零。 4 系統軟件設計4.1 0.1S定時和1S定時 以在系統中要實現準確的0.1s和1s定時。采用89C51內部的定時計數器T0，工作在方式1，定時時間計算公式為：z(216-計數初值)×晶振周期x12或扛(2-6-計數初值)×機

12、器周期其最大定時時間為131ms，離0.ls還差很遠。因此把秒計時用硬件和軟件計數相結合的方法實現。即把定時器的定時時間定為50ms，這樣計數溢出2次就可得到0.1S在中斷中計數，進入一次加1，達到2次，便是0.1s. 用定時器T1計數，初值與T0一致，計數20次，便是1s.4.2 定時程序流程(1) T0定時主程序流程定時主程序的主要功能是進行定時器，計數器的初始化編程，然后通過反復調用顯示子程序的方法，等待0.1s定時中斷的到來。（2）T1定時器主程序沒經過1s產生一個脈沖信號。4.3秒表系統T0流程圖 系統的程序結構流程圖如圖4.1所示。 系統軟件中，使用了一個定時器（T0）資源產生秒信

13、號。系統在上電或復位后進入系統初始化。圖4.3定時器0中斷處理流程圖4.4定時器1 及中斷響應圖4.2 定時器0中斷處理流程圖5仿真與性能分析1、系統仿真過程 圖5.1 xxxx圖2 仿真結果與分析當點擊仿真按鈕， lcd1602顯示0000.0。按下“start”鍵，lcd1602顯示開始計時，精確到0.1s。并每1s伴隨響聲。按下“stop”鍵，lcd1602顯示數值停止計數。響聲也停止。按下“clear”鍵，lcd1602顯示數值唄清零。圖5.2 系統仿真結果6心得體會 做了兩周的課程設計，讓人感受頗深，有關于單片機知識的，但更多是團隊和合作。我們小組一共3個人，人多，分工就顯得很重要，

14、在我們的集體的討論之下，我得到了設計硬件電路和總體調試的任務，當時讓我感到很有壓力。因為我們平時接觸的都是純粹理論的東西，做實驗也是霧里看花，對硬件的認識是很缺乏的。通過7天的努力，我們小組終于完成了單片機的課程設計。我覺得作為一名自動化專業的學生，單片機的課程設計是很有意義的。更重要的是如何把自己平時所學的東西應用到實際中。雖然自己對于這門課懂的并不多，很多基礎的東西都還沒有很好的掌握，覺得很難，也沒有很有效的辦法通過自身去理解，但是靠著這一個多禮拜的“學習”，在小組同學的幫助和講解下，漸漸對這門課逐漸產生了些許的興趣，自己開始主動學習并逐步從基礎慢慢開始弄懂它。我認為這個收獲應該說是相當大

15、的。一開始我們從參考書上找來了課題，但是畢竟是參考書，做到后來發現很多程序都是不完整的，這讓我們傷透了腦筋。看著別的小組都弄得有模有樣了，可是我們連一個課題都還沒有定好。好不容易又找到了課題，可是結果還是很不盡人意。程序接線什么的都弄好了，調試也沒有問題，可是就是無法達到預期想要的結果。眼看2個禮拜就快結束了，別的小組都準備要答辯了。無奈下我們不得不第三次改了課題。參考書畢竟只是一個參考，設計這種東西最后還是要靠自己動腦筋。然后我們大家一起齊心協力，從平時做的實驗老師上課的舉例書本上的知識以及老師的輔導和其他同學的幫助下終于完成了。應該說這是通過我們小組成員的共同努力和動腦完成的，雖然內容并不

16、是很復雜，但是我們覺得設計的過程相當重要，學到了很多，收獲了很多。我覺得課程設計反映的是一個從理論到實際應用的過程，但是更遠一點可以聯系到以后畢業之后從學校轉到踏上社會的一個過程。小組人員的配合相處，以及自身的動腦和努力，都是以后工作中需要的。所以我認為這次的課程設計意義很深，和其他4位同學的共同學習配合努力的過程也很愉快，另外還要感謝老師的耐心輔導。很感謝學校和老師給我們安排了這次課程設計，讓我真正感受到的是合作的重要，許多時候都是組員的討論，老師的指導中的一句半句啟發了我，就出現的讓人欣喜的結果；理論知識同樣很重要，有些問題都是由于基礎知識掌握不好才出現的。參考文獻1 鄭毛祥.單片機應用基

17、礎.人民郵電出版社，2006.6：21-422 李鄧化，彭書華，許曉飛智能檢測技術及儀表科學出版社，2007：194-2013 戴佳. 單片機C51語言應用程序設計. 電子工業出版社， 2006.7:168-1694 朱民雄.計算機語言技術. 北京航空航天大學出版社，2002.1:103-1055 李鴻. 單片機原理及應用. 湖南大學出版社. 2004:8:72-736 劉建清. 單片機技術. 國防工業出版社， 2006.8: 104-105 7 楊寧，胡學軍單片機與控制技術北京航空航天大學出版社，2005-03:306-3228 馬忠梅等單片機C語言應用程序設計北京航空航天大學出版社，199

18、7:201-2119 Kai E, Sawata S, Lkebukuro K et al. Detection of PCR product in solution using surface plasmon resonance .Analytical Chemistry, 1999.7.1 :796800 附錄1 程序清單#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table="0123456789" /定義數組uint u=0,v,w,x,

19、y,z;sbit lcden=P16; /lcd1602的位定義sbit lcdrs=P17;sbit beep=P10; /蜂鳴器的位定義sbit key_start=P11; /位定義開始按鈕sbit key_stop=P12; /位定義停止按鈕sbit key_clear=P13; /位定義清零按鈕 void delay(uint); /聲明延時函數void init(); /申明lcd1602的初始化函數void write_com(uchar); /寫指令void write_data(uchar);/寫數據 void key_scan(); /申明按鍵掃描函數/*主函數*/void

20、 main()beep=0; /防止上電瞬間P1.0口默認高電平，蜂鳴器接通發聲init(); /初始化lcd1602TMOD=0X11; /T0，方式1;T1,方式1TH0=0X3C; /T0，T1均裝初值 50msTL0=0XB0;TH1=0X3C;TL1=0XB0;EA=1; /開總中斷ET0=1; /開定時器0/TR0=1; /啟動定時器1ET1=1; /開定時器1while(1)key_scan(); /按鍵掃描是否有按鍵按下write_com(0x80); /定位在lcd1602上的顯示位置write_data(tablev);/寫千位delay(5);write_data(tab

21、lew); /寫百位delay(5);write_data(tablex); /寫十位delay(5);write_data(tabley); /寫個位delay(5);write_data('.');/寫小數點delay(5);write_data(tablez); /寫十分位delay(5); write_data('s');/*/void delay(uint ms) /ms延時函數uchar i;while(ms-)for(i=0;i<123;i+);void write_com(uchar com) /lcd1602寫指令函數lcdrs=0;P2=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void write_data(uchar dat) /lcd1602寫數據函數lcdrs=1;P2=dat;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void init() /lcd1602初始化函數lcden=0;write_com(0