单片机课程设计之秒表_单片机课程设计秒表

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单片机课程设计报告

题目：基于stc89c52rc的秒表设计

学生：唐伟轩 11071339

指导老师：

日期：2013年12月8日

基于stc89c52rc的秒表设计

此设计中硬件部分由王华杲完成，软件由唐伟轩完成一、设计要求

使用STC89C52RC单片机设计一个2位LED数码管显示的秒表，显示时间为00—99秒，每秒自动加1，设计开始、停止、复位键。

二、设计思路

为了功能拓展，本设计硬件部分采用了四位一体共阳数码管作为显示单元，采用三极管进行阳极位选驱动，阴极直接接限流电阻接单片机P0口；采用“4+1”按键，分别为“系统复位”、“计数停止”、“复位秒表”、“翻页”、“预留”功能，“系统复位”为系统总复位按键；“计数停止”和“复位秒表”按键接到单片机中断口（即INT0引脚与INT1引脚）。单片机的时钟晶振为12M。

软件部分设计采用“动态刷新”和“定时器精确计时”的方式实现秒表功能，时间最小刻度为0.01s，同时采用外部按键中断的方式实现“计数停止”、“复位秒表”功能，采用按键扫描实现“翻页”功能。

本设计秒表可在一次计时钟保存最多十次计时值。

三、硬件设计与分析

1.单片机最小系统

51单片机最小系统由复位电路和时钟电路组成。

51单片机的Reset引脚为单片机的复位引脚，在该引脚上保持两个机器周期的高电平，单片机复位，PC值复位至0000H，并在Reset引脚恢复至低电平时重新开始执行ROM中的程序，由此可设计典型单片机上电复位与手动复位一体的复位电路，该自动复位电路能在上电后在单片机Reset引脚上保持ms级的高电平时间，满足设计要求，电路如图3.1所示。

51单片机的时钟系统可选择使用外部时钟或内部RC时钟（不准确），xtal1与xtal2引脚为单片机外部时钟引脚，51单片机的机器周期为12个时钟周期，采用12M晶体振荡器时，机器周期为1us，外部晶振电路如图3.2所示。

图3.1图3.22.数码管显示电路设计

本设计中采用4位一体共阳数码管，4个共阳极使用三极管s9012进行控电平的电流放大，8个共阴极接限流电阻接到单片机P0口；51单片机P0属于漏极开路结构，在老式51单片机中作为外部数据总线使用，可在较高输入输出频率下使用，在本设计中，使用了P0的该特点，作为数码管的段码数据控制。

3.中断按键与按键扫描

51单片机支持两路外部中断，分别为INT0引脚和INT1引脚，恰当使用外部中断功能可极大地提高外部触发信号的响应速度。本设计中，共使用了4个按键，其中两个接在两个外部中断引脚上以提高其响应速度实现高级功能，另外两个按键接普通IO实现一般功能。

4.电路图

图3.3四、软件设计与分析

1.刷新显示程序

数码管显示部分由于其公共端共接结构，需采用刷新显示的方式驱动，驱动部分C语言程序如下：

P1=0xFE;//四位数码管扫描

P0=codetab[one];

delay(3);

P1=0xFD;

P0=codetab[two];

delay(3);

P1=0xFB;

P0=0X7F;//显示小数点

delay(3);

P0=codetab[three];

delay(3);

P1=0xF7;

P0=codetab[four];

delay(3);

2.定时器的应用

51单片机中含有两个定时器，分别为T0和T1，共有13位计数定时、16位计数定时、8位自动重装计数定时三种工作模式，每个定时器可产生独立的中断信号。51单片机定时器采用“向上计数”的方式，即加满溢出后产生中断，定时时钟源为系统时钟，每1个机器周期加1，本设计中采用12M外部时钟，对应定时器时钟为1us，要实现0.01s精度显示，即定时最大为10ms，这里采用定时20us，C语言程序设计如下：

void time0()

{//定时器初始化，定时20us

TMOD=0X01;

TH0 =0XF8;

TL0 =0X30;

//TR0 =1;

EA=1;

ET0 =1;

}

3.程序流程图

图4.1五、数据测试

1.秒表计时误差：小于0.1% 2.各按键触发功能是否正常：正常 3.最大单次计时记录次数：10次