60秒计时器

单片机课程设计说明书

单片机课程设计说明书

题目： 00—60秒表设计学院：机电工程学院

专业：机械设计制造及其自动化学生姓名： xxx

学号： xxx

指导教师单位： xxx

姓名： xxx

2013年12月13日

摘要

60秒计时器以单片机为核心，由计时器，控制器等组成。系统采用模块化设计，主要分为计时器显示模块和按键控制模块。每个模块的程序结构简单，任务明确，易于编写、调试和修改。编程后利用Kcil软件来进行编译，在生成HEX文件装入芯片中，在通过调试实现60s计时功能。本设计中系统硬件电路主要是由以下几个部分组成：单片机AT89C51、振荡电路、显示电路和按键开关。该系统具有60s内准确计时和计时清零的功能。

关键字：单片机，计时，显示，60s计时，复位清零

前言

我们的任务是设计60s秒表计时器，用AT89C51单片机的定时/计数器T0产生一秒的定

时时间，作为秒计数时间，当一秒产生时，秒计数加1，秒计数到60时，自动从0开始，实现0到60秒的循环显示的功能。

现代计时器是用数字集成电路做成的现代计时器，与传统的机械钟相比，走时准确、显示直观(有荧光七段数码显示器)、无机械传动装置等优点。而且钟表的数字化给人

们生产生活带来了极大的方便。广泛用于个人家庭，车站，码头、办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英振荡器的广泛

应用，使得数字计时表的精度远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来

了极大地方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、校时自

动打铃、时间程序自动控制、定是广播、自动启闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字计时器及扩大其应用有着非常现实的意义。

一．概述

1.1课程设计的任务与目的

课程设计任务：

用AT89S51单片机的定时/计数器T0产生一秒的定时时间，作为秒计数时间，一秒产生时，秒计数加1，秒计数到60时，自动从0开始。额外拓展，一

个按键，实现从0开始重新计时。

课程设计目的：

课程设计是单片机课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的

训练，进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能

够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一

步学习的热情，因此课程设计是必不可少的，是非常必要的。

课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练

环节，是配合单片机课程内容掌握应用得的专门性实践类课程，通过典型实际

问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建

立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。

通过课程设计，使自己深刻理解并掌握基本概念，掌握单片机的基本应

用程序设计及综合应用程序设计的方法，通过做一个综合性训练题目，达到对

内容的消化、理解并提高解决问题的能力的目的。

1.2、总体方案设计

1.2.1、设计方案框图

1.2.2、硬件方案

1、制作一个AT89S51最小系统；

2、采用两个LED七段数码显示管分别显示秒表的个位和十位；

3、 P0口输出十位段码，P2口输出个位段码。

1.2.3、软件方案

1、因为当晶振频率为12MHz时，选择定时/计时器的模式1；

2、时间设定定时/计数器定时时间，累计合适中断次数后执行刷新显示子程

序； 3、每隔1s秒计数加1，秒计数到60自动从0开始，循环不止。

二、系统硬件设计

2.1、电路总体设计方案

最小系统应符合以下要求：

（1）引出4个I/O端口，便于硬件拓展，同时接入排阻以满足更多的使用要求（2）在上电自动复位的基础上添加按键复位功能，以提高系统的可控性；

（3）采用按钮开关、继电器与稳压二极管构成电源电路，以提高系统的稳定性；（4）具有专门的编程端口；（5）采用内部时钟电路。

2.2、电路原理图

2.3、各硬件模块设计与制作 2.

3.1、AT89C51单片机设计

AT89C51是一个低功耗高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP In-system

programmable 的可反复擦写1000次的Flash，只读程序存储器器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存储技术，制造兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案，AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示：

2.3.2、晶振输入电路设计

单片机必须在时钟的驱动下才能工作，在单片机内部有一个时钟振荡电路，只要外界一

个振荡源就能产生一定的时钟信号，送到单片机内部的各个单元，决定单片机的工作

速度。时钟电路如下图：

AT89C51单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器，引线XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。单片机内部虽然有振荡电路，但要形成时钟，外部还需

附加电路。AT89C51的时钟产生方式有两种：内部时钟电方式和外部时钟方式。由于

外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中，所以此处选用内部时钟方式。即利用其

内部的振荡电路在XTAL1和XTAL2引线上外接定时元件，内部振荡电路产生自激振荡。最常用的是在 XTAL1和XTAL2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器，如图电路所示为单片机最常用的时钟振荡电路的接法，其中晶振可选用振荡频率为12MHz

的石英晶体，电容器一般选择30μF左右。