(完整版)基于单片机的数字秒表设计定稿毕业论文
基于单片机的秒表设计
摘要摘要数字电子秒表具有显示直观、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，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AT89S51，显示电路采用共阴极LED数码管显示计时时间。
文中设计了一种以单片机为控制核心的数字秒表。
该数字秒表采用C语言开发，通过数码管显示计时结果。
关键字：AT89S51；数字秒表；LED数码管显示ABSTRACTDigital electronic stopwatch display intuitive, read the convenient, high precision of advantages, widely used in time. The design of digital electronic stopwatch by single chip, and strive to simple structure, high precision for the target. Design including the design of the system hardware circuit and the design of the program. The main hardware circuit is the main controller, timing and display circuit and back to zero, start and stop watch circuit, etc. Lord AT89S51 single-chip controller, show circuit of the cathode LED digital pipe display time clock. This paper designs a with the single chip processor as the core to control the digital stopwatch. The digital stopwatch using C language development, through the digital pipe display the time.K ey words：AT89S51 Digital stopwatch The LED digital display目录摘要 (I)ABSTRACT (II)前言 (IV)1绪论 (1)1.1单片机的背景 (1)1.2 单片机的应用领域 (2)2 总体方案的设计 (4)2.1系统的组成模块 (4)2.2工作原理 (4)3系统的硬件电路设计 (6)3.1单片机的选择 (6)3.2 显示电路的选择与设计 (9)3.3 按键电路的选择与设计 (11)3.4 时钟电路的选择与设计 (11)3.5 复位电路的选择与设计 (14)4 系统的软件电路设计 (16)4.1 程序设计思想 (16)4.2 主程序设计 (16)4.3 中断程序设计 (18)4.4 系统的程序设计 (21)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)前言前言秒表计时器是电器制造，工业自动化控制、国防、实验室及科研单位理想的计时仪器，它广泛应用于各种继电器、电磁开关，控制器、延时器、定时器等的时间测试。
基于单片机的秒表制作毕业设计论文
基于单片机的秒表制作班级：P12电气五班姓名：苑仁绰学号：2012031202742014年6 月20 日一.摘要基于单片机技术制作秒表，运用单片机的定时器中断程序，来实现计时功能。
在给单片机接上外部电路，接上LED数码管，由单片机的P2口控制位码输出，P0口控制断码输出。
3个按键可以采用独立式键盘，其中两个按键分别连接到外部中断INTO、INT1，第三个按键连接到定时器1的T1端口，以中断方式实现键盘的扫描。
给单片机接上按键复位电路。
通过单片机X1,X2端接上外部时钟脉冲，通过编程，来实现秒表的计时。
关键字：单片机秒表LED数码管二. 目录一.摘要 (2)二.目录................................. 错误！未定义书签。
三.总体设计方案 (4)四.硬件电路设计 (4)1.硬件知识： (4)（1）.单片机 (4)（2）. LED数码管 (7)（3）.时钟电路 (8)（4）.复位电路 (9)（5）.限流电阻 (9)2.线路图 (10)五.软件设计 (11)1.资源分配 (11)2.程序流程图 (12)（ 1）.主程序 (12)（2）.显示子程序 (12)3.编程 (14)六.设计完成后的心得体会 (18)三.总体设计方案主要分为3个部分：主程序﹑显示子程序和定时器中断程序。
主程序主要是初始化部分和不断调用动态显示子程序部分。
动态显示子程序完成4位LED的轮流位扫描，它被主程序不断调用，以保证稳定可靠的显示。
显示时间的刷新由定时器中断产生，定时器每50ms中断一次，当中断20次后（即1s后），对时间单元（秒计数单元、分计数单元）进行更新，然后通过拆字子程序将时间单元里面的十六进制数拆开为两个BCD码，并送到显示缓冲区。
返回主程序后显示缓冲区的待显示数据被刷新一次，数码管相应的显示数值也随之发生变化。
根据硬件设计，由单片机的P2口控制位码输出，P0口控制断码输出。
动态显示程序中，在单片机内部RAM中设置显示数据缓冲区，由查表程序完成显示译码，将缓冲区内待显示数据转换成相应的断码，再将断码通过8051的P0口输出；位码数据由累加器循环左移指令产生，再通过P2口输出。
【大学毕业设计】基于单片机的秒表时钟计时器设计[管理资料]
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基于单片机的秒表/时钟计时器设计摘要近年来，随着科学技术的进步和时代的发展，人们对时钟的功能和精度提出了越来越高的要求，各种时钟的设计也越来越重要。
秒表/时钟计时器是在一种计时器上实现两种基本功能的一种器件。
它广泛应用于各种场所，同时，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化，而受到广大消费者的喜爱。
本文介绍了一种以AT89S51单片机为核心的秒表/时钟计时器的设计，实时时钟芯片DS1302提供实时时间，6位LED动态显示时、分、秒，并在计时过程中具有报时功能, 定时时间到时，音乐电路播放悦耳的乐曲。
该数字钟设有五个按键: K1, K2，K3，K4和K5键,使之具备了校时、定时功能，在设计中分别介绍了它们的工作特点、原理和使用方法，并给出了它们与单片机AT89S51的接口电路。
单片机和集成芯片的应用使得本设计硬件电路简化、编程方便，同时功能也更稳定。
由于单片机可以重新写入不同程序这就便于时钟功能的扩充和改变，同时时钟芯片时间精确度高可以保证系统的精度。
关键词：单片机；秒表；时钟；实时时钟芯片；动态LED显示；The Design Of Stopwatch/Electronic-Clock System Based OnSingle-Chip-MicrocomputerAbstractIn recent years, with the scientific progress and the development of the times, people’ requirements of the clock’ function and accuracy are more and more high. The va rious design of the clock also becomes increasingly important. As long as the existence of timing、counting ,the clock will be used. Meanwhile ,in daily lives, with its feature of compact, low price ,high accuracy, ease to use, multi-functional, ease of integration, the digital clock are fond of majority of consumers.This paper introduces the design of digital alarming clock ,which was based on the core of single-chip microcomputer clock chip DS1302 provides real-time, six bit LED display hours, minutes and seconds dynamically, the clock also having the function of timekeeping in the process of timing .When timing time, the music circuit broadcast delightful music. The digital clock with five keys: the button of K1, K2, K3, K4, with these keys, the digital clock has the function of regulating & timing. This design introduces their characteristics,principles,using methods, and gives them the interface circuit with SCM AT89S51.The circuit of hardware for this design become easy and the system function become powerful along with MCU and integrated chip used. Because the monolithic integrated circuit may reread in different procedure this at your convenience to the clock function expansion and the change, simultaneously the Real-time clock chip precision is high may guarantee the system the precision.Keywords:SCM;Stopwatch;Clock;Real-time clock chip;Dynamic LED display;目录引言----------------------------------------------------------------1 第1章绪论---------------------------------------------------------------------------------------------------2 1.1概述-----------------------------------------------------------------------------------------2 1.2课题的总体设计及思路-------------------------------------------------------------------2第2章硬件电路设计---------------------------------------------------------------------------4单片机最小系统---------------------------------------------------------------------------4 -------------------------------------------------------------------4 AT89S51单片机性能与应用---------------------------------------------------------4单片机的时钟电路-------------------------------------------------------------------6单片机的复位电路-------------------------------------------------------------------7实时时钟电路------------------------------------------------------------------------------7显示电路------------------------------------------------------------------------------------8 LED显示的基本原理-------------------------------------------------------------------9显示电路原理图------------------------------------------------------------------------9键盘电路------------------------------------------------------------------------------------10闹铃电路------------------------------------------------------------------------------------11第3章系统软件设计-------------------------------------------------------------------------13主程序流程图------------------------------------------------------------------------------13 --------------------------------------------------------------------14显示程序流程图---------------------------------------------------------------------------14秒表计时子程序流程图------------------------------------------------------------------14时钟计时子程序流程图------------------------------------------------------------------15设定时间子程序流程图------------------------------------------------------------------15闹钟子程序流程图-------------------------------------------------------------------------17第4章调试--------------------------------------------------------------------------------18结论与展望----------------------------------------------------------------------------------------19致谢-------------------------------------------------------------------------------------------------20参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------21附录A：系统原理图----------------------------------------------------------------------------22附录B：外文文献及其译文--------------------------------------------------------------------23附录C：主要参考文献题录及摘要------------------------------------------------------------29附录D：程序清单---------------------------------------------------------------------------------31插图清单图1-1 系统原理框图--------------------------------------------------------------------------------3图2-1 AT89S51的引脚结构图-----------------------------------------------------------------------5图2-2 时钟电路----------------------------------------------------------------------------------------6图2-3 复位电路----------------------------------------------------------------------------------------7图2-4 DS1302引脚图----------------------------------------------------------------------------------8图2-5 DS1302与单片机AT89S51的接口电路----------------------------------------------------8 图2-6数码管引脚图----------------------------------------------------------------------------------9图2-7 数码管的共阴和共阳接法-------------------------------------------------------------------9图2-8 显示电路----------------------------------------------------------------------------------------10图2-9 键盘电路---------------------------------------------------------------------------------------11 图2-10 LM386的引脚图------------------------------------------------------------------------------12 图2-11 闹铃电路---------------------------------------------------------------------------------------12 图3-1 主程序流程图----------------------------------------------------------------------------------13 图3-2 读DS1302时间子程序流程图----------------------------------------------------------------14 图3-3 显示程序流程图-------------------------------------------------------------------------------14 图3-4 秒表计时子程序流程图-----------------------------------------------------------------------15 图3-5 时钟计时子程序流程图-----------------------------------------------------------------------15 图3-6 设定时间子程序流程图-----------------------------------------------------------------------16图3-7 调时/定时子程序流程图----------------------------------------------------------------------16图3-8 时钟闹铃子程序流程图-----------------------------------------------------------------------17插表清单表2-1 P3口的第二功能表-----------------------------------------------------------------------------------6引言近年来随着计算机技术的飞速发展，计算机也正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统二个分支。
(完整版)基于51单片机的数字秒表毕业设计论文
摘要近年来随着科学技术的发展，单片机的应用正在不断走下面还深入。
本文简单阐述了基于单片机的数字秒表的的设计。
本设计的主要特点是计时精度达到0.01秒，是各种体育竞赛的必要设备之一。
本设计的数字秒表采用AT89S52单片机为主要器件，利用其定时器的原理，结合显示电路、LED数码管以及外部外部中断电路来设计计时器。
将软硬件结合起来，使得系统能实现0~99.99秒的计时，计时精度位0.01秒。
硬件系统利用proteus仿真，在仿真中就能观察到系统的实际运行情况。
关键字：单片机数字秒表仿真一硬件设计1、1 总体方案的设计数字秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点，在计时中广泛应用。
本设计中用单片机和数码管组成数字秒表力求结构简单。
设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。
硬件电路主要有主控制器、控制按钮与显示电路组成。
主控制器采用单片机AT89S52，显示电路采用四位共阴极数码管显示计时时间。
本设计利用AT89S52单片机的定时器，使其能精确计时。
利用中断系统使其实现启动和暂停的功能，P0口输出段码数据，P2.0~P2.2连上译码器作为位选，P3.2和P3.3接口的两个按钮分别实现启动和暂停功能。
设计的基本要求是正确性。
硬件电路按下图进行设计。
计时器采用T0中断实现，定时溢出中断周期为1ms，当溢出中断后向CPU发出溢出中断请求，每发出10次中断请求就对10ms位（即最后一位）加一，达到100次就对100ms位加一，以此类推，直到99.99s为止。
再看按键的处理。
两个按键采用中断的方法，设置外部中断0和外部中断1位脉冲边沿触发方式，这样一来每当按键按下时便会触发中断，从而实现启动和暂停。
1.2 单片机的选择本设计在选取单片机时，充分借鉴了许多成型产品使用单片机的经验。
并根据自己的实际情况，选用了ATMEL公司的AT89S52。
ATMEL公司的89系列单片机以其卓越的性能、完善的兼容性、快捷便利的电擦写操作、低廉的价格完全替代了87C5162和875152，低电压、低功耗，有DIP、PLCC、QFP封装，是目前性能最好、价格最低、最受欢迎的单片机之一。
51单片机数字秒表设计报告论文
51单片机数字秒表设计报告目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章引言 (1)1.1秒表的概述 (1)1.2本设计任务 (1)1.3系统主要功能 (2)第二章硬件设计 (3)2.1总体方案的设计 (3)2.2单片机的选择 (4)2.3各部分电路设计 (5)2.3.1系统时钟电路的设计 (5)2.3.2系统复位电路的设计 (6)2.3.3 按键与按钮电路设计 (7)2.4显示电路的选择与设计 (7)2.4.1数码管的内部结构 (8)2.4.2 数码管的外部结构 (8)2.5系统总体电路的设计 (9)第三章软件设计 (11)3.1主程序设计 (11)3.2中断程序设计 (12)第四章系统调试 (16)第五章总结 (17)参考文献 (18)摘要近年来随着科学技术的发展，单片机的应用正在不断发展。
本文阐述了基于51单片机的数字秒表的设计。
计时秒表是一种先进的电子计数器，较多的应用在教学器材、比赛计时等，而且采用数字显示，具有直观、读取方便、功能方便等诸多优点。
本设计是由硬件电路和软件程序两部分组成，硬件电路由AT89C51单片机、按键控制电路、数码显示电路、晶振电路以及复位电路组成，它使用元件少，电路结构简单，功能强大；软件采用C语言程序设计，使用keil编译源程序，产生的可执行性文件能够让单片机快速执行。
该设计充分利用单片机内部资源，通过程序利用定时器中断服务程序对计时秒表开始、暂停、清零等操作进行处理，提高单片机的工作效率，使得系统能实现0~99秒的计时。
关键字：51单片机；秒表；定时器；中断服务程序ABSTRACTadvanced electronic counter, more application in teaching equipment, timing, etc., and adopts digital display, intuitive, easy to read, convenient features, and many other advantages. This design is consists of two parts, hardware circuit and software program, the hardware circuit is controlled by AT89C51, key circuit, digital display circuit, crystals circuit and reset circuit, it USES less component, the circuit structure is simple, powerful; Software using C language program design, use the keil compiler source code, can let the enforceability file microcontroller rapid execution. This design make full use of the single chip microcomputer internal resources, through the application using the timer interrupt service routine for timing stopwatch start, pause, reset operations such as processing, improve the work efficiency of the single chip microcomputer system can realize the timing of 0 ~ 99 seconds.Key words:51 single chip，microcomputer A stopwatch，The timer，Interrupt service routin第一章引言20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
(完整版)基于89C51单片机的秒表课程毕业设计论文
摘要随着电子技术的发展，电子技术在各个领域的运用也越来越广泛，人对它的认识也逐步加深。
秒表计时器秒表计时器常常用于体育竞赛及各种其他要求有较精确时间的各领域中。
其中启停开关的使用方法与传统的机械计时器相同，即按一下启停开关，启动计时器开始计时，再按一下启停开关计时终止。
而复位开关可以在任何情况下使用，即使在计时过程中，只要按一下复位开关，计时应立即终止，并对计时器清零。
本设计就是利用所学到的电子元器件将脉冲源用数码管显示出来，以制承诺简易的秒表。
以单片机为核心，设计一个秒表，具有计时功能，按键有启动计时、数据清零、停止、时间显示。
采用3个LED数码管显示时间，计时范围设置为0~99.9秒，即精确到0.1秒，用按键控制秒表的“开始”、“暂停”、“复位”，按“开始”按键，开始计时；按“暂停”按键，系统暂停计时；再按“开始”键，系统继续计时；数码管显示当前计时值；按“复位”按键，系统清零。
目录一、设计任务 (3)二、设计题目 (3)三、功能分析 (3)四、总体设计 (3)4.1硬件设计 (4)4.1.189C51单片机 (4)4.1.2晶体振荡电路 (5)4.1.3复位电路 (6)4.1.4按键电路 (7)4.1.5显示电路 (9)4.2引脚控制 (10)五、电路原理图 (10)六、程序流程图及程序设计 (11)6.1程序流程图 (11)6.2程序设计 (12)七、程序仿真 (23)八、心得体会 (24)九、致谢 (25)十、参考文献 (26)一、设计任务以单片机为核心，设计一个秒表，具有计时功能，按键有启动计时、数据清零、停止、时间显示。
二、设计题目秒表的设计三、功能分析采用3个LED数码管显示时间，计时范围设置为0~99.9秒，即精确到0.1秒，用按键控制秒表的“开始”、“暂停”、“复位”，按“开始”按键，开始计时；按“暂停”按键，系统暂停计时；再按“开始”键，系统继续计时；数码管显示当前计时值；按“复位”按键，系统清零。
基于51单片机的数字秒表课程设计、毕业设计论文
单片机课程设计报告基于51单片机的数字秒表设计专业：通信工程学号：***********姓名：***时间:2014-6-26目录一、课程名称 (1)二、设计目的和意义 (1)三、任务要求 (1)四、任务分析、设计方案 (1)五、具体实现过程 (9)六、仿真、实验验证过程及实现结果、现象 (12)七、结论 (14)八、总结与体会 (14)一、课题名称基于51单片的数字秒表设计二、目的和意义1、通过本次课程设计可以灵活运用单片机的基础知识，依据课程设计内容，能够完成从硬件电路图设计，到电路搭建焊接，再到软件编程及系统调试实现系统功能，完成课程设计，加深对单片机基础知识的理解，并灵活运用，将各门知识综合应用。
2、本次课程设计还可以通过上网查询器件资料，培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。
3、在这次课程设计中，我们运用到了很多一切所学的知识和一些很有用的软件和工具，如keil4编程软件、Proteus仿真软件、Visio软件、等。
4、通过独立完成一个小的数字秒表系统设计，从硬件设计到软件设计，增强分析问题、解决问题的能力，为日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。
5、掌握51单片机软件编程知识、实现功能、设计方法，及KEIL软件使用方法；6、应用所学模拟电子线路的知识，掌握电路的设计与应用；7、熟悉PROTEUS的设计与仿真；8、STC——ISP的使用方法；9、掌握焊接电子元器件的方法以及查阅元件功能与参数的方法、步骤。
三、设计目标或任务要求1 、设计目标以单片机为核心，设计数字秒表。
通过硬件电路设计，软件设计，电路搭建，作品调试。
最后完成本次课程设计。
2 、设计要求1、计时范围：0~59分59.59秒，整数四位数和小数两位数显示；2、计时精度10毫秒；3、复位按钮，计时器清零，并做好下次及时准备；4、可以对三个对象（A、B）计时，具有启/停控制；5、设开始、停止A、停止B、显示A、显示B、复位按钮。
基于单片机实现的简易秒表毕业论文
目录摘要………………………………………………………………………Abstract……………………………………………………………………...1 绪论…….……………………………………........................1.1 设计任务及指标…………………………………………………...1.2 系统设计方案论证…………………………..……………………………1.3设计任务...........................................................................................................2 设计方案简述…………………………..…………………...............2.1 中央处理单元………………………………..………………………….…2.2 电源电路部分……………………………..………………………….…2.3 显示部分…………………………………..………………………….…3 详细设计……………………………………………..………………......3.1 器件及原理…………………………..………………………….…............3.1.1 STC89C52简介.............................................3.1.2 74LS138简介..............................................3.2 电路制作…………………………………………………………………4总结...………………………………..………………………….…........................ 参考文献.....................................................................................................................附录主要程序代码………...………………………..………………………….…摘要在现实生活中，秒表的用途很广泛。
单片机秒表设计毕业论文
毕业设计论文说明书课题名称:单片机秒表系统的设计学生专业机电一体化班级机电0902时间指导教师电子与电气工程系近年来随着科技的飞速开展，微电子的开展可谓是日新月异，特别是单片机更是百花争艳。
在电子时代的大潮流中，MCS-51系列的单片机以其特有的简单、易用、易学、应用技术成熟、应用技术人员多、性价比高的优势占有8位微控制器市场大约50%以上的份额，由此可见单片机在实际生活的广泛运用。
单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，平安性高，使用方便等优点。
本次设计容为以AT89C51单片机为核心的秒表。
设计的主要特点是计时器从00～99秒的计时，每秒自动加1，同时设置有暂停键和复位键，在任何情况下都可以暂停和复位。
利用单片机定时器/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、LED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3位LED显示，显示时间为0～99秒，计时精度为1秒，能正确地进展计时。
其中软件系统采用汇编语言编写程序，包括显示程序，中断效劳，外部中断效劳程序，复位程序等。
本系统相对简单，指令中有较丰富的逻辑控制功能指令，能叫方便的直接操作外部的I/O设备。
关键字：单片机；定时器；计数器一、硬件简介与电路设计错误!未定义书签。
1.1 单片机AT89C51介绍31.1.1 单片机AT89C51管脚说明31.1.2 振荡器特性51.1.3 芯片擦除51.2 复位和按键电路设置51.3 显示电路的选择与设计81.4 晶振电路和电源电路的设计11二、软件设计112.1 程序设计思想122.2 系统资源的分配132.3 主程序设计122.4 中断程序设计162.4.1外部中断0效劳程序142.4.2 外部中断1效劳程序142.5定时器T0子程序设计17三、数字电子秒表的安装与调试 (15)3.1 软件的仿真与调试153.2 硬件的安装与调试163.2.1晶振电路的测试203.2.2复位电路的测试203.2.3显示电路的测试20四、程序设计20五、完毕语21❖致24❖参考文献25一．硬件简介与电路设计1.1 单片机AT89C51介绍AT89C51单片机介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器〔FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory〕的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
基于单片机的秒表系统设计论文
- - -..基于单片机的秒表系统设计目录0 前言31总体方案设计32 系统硬件设计33软件设计63.1软件设计概述63.2程序框图63.3子程序模块设计84系统调试及结果分析114.1软件调试94.2硬件调试105结论及进一步设想13参考文献14课程设计体会14附录1 元件清单15附录2 系统电路图16附录3 源程序17基于单片机的秒表系统设计摘要：本设计的多功能秒表系统采用AT89C51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、电源电路、LED数码管以及键盘电路来设计计时器。
将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现两位LED显示，显示时间为00～99秒，每秒自动加1，能正确地进行加1计时。
其中软件系统采用C语言编写程序，包括显示程序，计数程序，中断程序，延时程序等，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；计时秒表；LED数码管0前言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，同时带动着传统控制检测日新月异更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还要根据具体的硬件结构，以及针对具体的应用对象的软件结合，加以完善。
秒表的出现，解决了传统的由于人为因素造成的误差和不公平性，本文就是利用AT89C51单片机与数码管设计一个简单的秒表系统。
1总体方案设计本系统采用AT89C51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，结合硬件电路如电源电路，显示电路，以及一些按键电路等来设计计时器，将软、硬件有机地结合起来。
其中软件系统采用C语言编写程序，包括显示程序，中断程序，延时程序，按键消抖程序等，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。
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河南农业大学《智能仪器设计实习》秒表设计题目：姓名：指导教师：成绩：时间：2014年12月5日摘要21世纪，单片机的发展非常的迅速。
单片机是把主要计算机功能部件都集成在一块芯片上的微型计算机。
它是一种集计数和多种接口于一体的微控制器，被广泛应用在智能产品和工业自动化上，而51单片机是个单片机中最为典型和最有代表性的一种。
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、LED数码管以及独立键盘来设计秒表,将软、硬件有机地结合起来。
本设计的软件系统是用C语言编写的.包括一个定时器中断，4个独立键盘及软件消抖等。
最后做成一个具有打开、关闭、复位、记忆功能的数字秒表。
目录1 引言 (1)1.1 单片机的背景及意义 (1)2 系统分析 (4)2.1 单片机的基本结构 (4)2.2 单片机的选择 (9)3.秒表的硬件设计 (12)3.1 LED显示电路 (12)3.2 键盘控制电路 (15)3.3 译码器的使用 (16)3.4 单片机晶振和复位电路 (17)4 秒表的软件设计 (19)4.1 C程序整体设计思路 (19)4.2 主程序设计 (20)4.3 中断设计 (21)5 软件调试和结果 (26)5.1软件调试与烧写 (26)5.2 硬件仿真 (27)结束语 (30)参考文献 (31)1 引言1.1 单片机的背景单片机即单片机微型计算机。
用专业语言讲，单片机就是在一块硅片上集成了微处理器、存储器及各种输入输出借口的芯片，这样一块芯片就具有了计算机的属性，因为被称为单片机微型计算机，简称单片机。
单片机的前身叫做单板机，是将CPU芯片、存储器芯片、IO接口芯片和简单的IO设备等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序，就构成一块单板机。
单片机基本用于教学，后来发展为单片机。
可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。
不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。
它由主机、键盘、显示器等组成。
还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。
顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。
因为它体积小，通常都藏在被控机械里。
它在整个装置中，起着至关重要的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。
现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机、智能手机等。
现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。
究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
2 整体设计方案2.1 单片机的基本结构单片机是一种可通过编程控制的微处理器，单片机芯片自身不能单独运用于工程或者产品上，它必须要依靠外围数字器件或者模拟器件的协调才能发挥自身的强大功能。
单片机内部包含中央处理器CPU、程序存储器ROM、数据存储器RAM、IO口、定时计数器、外部中断、串行通信等内部结构。
本设计采用ATMEL的AT89C52微处理器，主要基于以下几个因素：1) AT89C52为51内核，仿真调试的软硬件资源丰富。
2) 性价比高，货源充足。
3) 功耗低，功能强，灵活性高。
4) DIP40封装，体积小，便于产品小型化。
5) 为EEPROM程序存储介质，1000次以上擦写周期，便于编程调试。
6) 工作电压范围宽：2.7V－6V，便于交直流供电。
2.2 单片机的选择单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具有生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用控制领域，故又称为微控制器。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和IO接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可称为一个单片机控制系统。
89系列单片机以其卓越的性能、完善的兼容性、快捷便利的电擦写操作，低廉的价格、超强的加密功能，完全替代87C5162和875152，低电压、低电源、低功耗，有DIP、PLCC、QFP封装，有民用型、工业级、汽车级、军品级等多种温度等级，是当今世界上性能最好、价格最低、最受欢迎的八位单片机。
STC89C52为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。
功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入输出（IO）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
3.秒表的硬件设计3.1 LED显示电路单片机系统中常用的显示器有：发光二极管LED(Light Emitting Diode)显示器、液晶LCD(Liquid Crystal Display)显示器、CRT显示器等。
LED、LCD显示器有两种显示结构：段显示（7段、米字型等）和点阵显示（5×8、8×8点阵等）。
这里我们采用的是发光二管LED。
本次设计中，采用的是共阴极数码管。
将共阴极数码管一端接地，一端接在单片机上，通过操纵单片机的高低电平，去控制数码管。
LED显示器工作方式有两种：静态显示方式和动态显示方式。
1．静态驱动也称直流驱动。
静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的IO端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。
静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用IO 端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根IO端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的IO端口才32个呢，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。
静态显示的特点是每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示的字形码。
当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。
这种方法的优点是占用CPU时间少，显示便于监测和控制。
缺点是硬件电路比较复杂，成本较高。
2.数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的IO线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。
在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的IO端口，而且功耗更低，如表1，为数码管显示的16进制代码。
表1 8段数码管显示数表0x3f0 0x0610x5b20x4f30x6640x6d 5 0x7d60x0770x7f80x6f90x77 A 0x7cB0x39C0x5eD0x79E0x71 F 0x00 无显示动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。
选亮数码管采用动态扫描显示。
所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。
动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。
3.2 键盘控制电路键盘是指经过系统安排操作一台机器或设备的一组键（如打字机、电脑键盘），主要的功能是输入资料.从编码的功能上,键盘又可以分成编码键盘和非编码键盘两种。
1．编码键盘键盘上闭合健的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键编码号或键值（计算机键盘靠软件编码来识别）。
编码键盘是由硬件完成键盘识别功能的,它通过识别键是否按下以及所按下键的位置,由全编码电路产生一个唯一对应的编码信息(如ASCII码)。
非编码键盘是由软件完成键盘识别功能的，它利用简单的硬件和一套专用键盘编码程序来识别按键的位置，然后由CPU将位置码通过查表程序转换成相应的编码信息。
2．非编码键盘靠软件编码来识别的键盘。
非编码键盘的速度较低，但结构简单，并且通过软件能为某些键的重定义提供很大的方便。
单片机一般都是编码键盘。
而对于单片机的非编码键盘，又分为独立键盘和行列式键盘。
行列式键盘又可称为矩阵键盘。
矩阵键盘分为很多种，我们这里用的是4*4的矩阵键盘。
很明显，共有16个按键，如果每个都当做是独立键盘使用的话，当应该有16个借口与此相连接，对于总共就40的借口的AT89C52单片机来说，实在是浪费资源。
如果按键更多的话，则更加不好使用。
所以出现了矩阵键盘。
矩阵键盘，只用8个IO接口，也就是P3口就控制了全部的16个键盘，十分的节省资源。
对于这16个按键，我们可以把他们分成4行、4列。
其中的4行分别接P3.0、P3.1、P3.2、P3、3。
而他们的4列则接在P3.4、P3.5、P3.6、P3.7上。
这样可以通过行与列的高低电平来判断哪个键盘被按下了。
举个例子，我们现在按下了第一个键盘，但是计算机并不知道是哪个按键按下，这样计算机当然无法进行相应的操作。
此刻，可以在程序中，对P3口分别赋值，进行4次判断，先判断到底是哪行被按下，这样就可以把范围缩小到某一行。
然后在改行的判断语句中，再进行4次比较，找出是哪一列的键盘发生变化，这样就可以轻松的找到到底按下的是哪一个按键了。
不过在程序中需要进行多次判断，也就是说，每一次按下按键后，计算机必须对所有的程序扫描一遍才可以。
3.3 译码器的使用译码器的种类很多，但它们的工作原理和分析设计方法大同小异，其中二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器是三种最典型，使用十分广泛的译码电路。