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51单片机系统设计课程设计报告

题 目：秒表系统设计

专业、班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

分数：

［摘要］本设计是一个秒表计时器，采用51单片机实现。电路包括以下儿部分：单 片机最小系统部分，数码管显示部分，擅键开关部分部分。电路选用共阴型4位数 码管组成时钟显示电路；时钟的增减控制以及清零部分主要山轻触开关构成的理键 系统组成；信号接收和处理部分主要山单片机来执行。接通电源后，秒表计时器处 于初始状态，4位数码管显示000.0。当据下“开始”开关时，秒表开始计时，数 码管显示当前状态的时间。当再次理下开关时，数码管停止计时。想下“清零”键 后，系统重新回到初始状态。

［关键词］单片机最小系统秒表计时槻键控制

任务书

1、任务

设计一个秒表计时器，在51单片机的控制作用下，采用4个LED数码管显 示时间，计时范围设置为00.0~60. 0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。

2、设计要求

(1)开始时显示00.0。每按下S1键一次，数值加Is；

(2)每按下S2键一次，数值减Is；

(3)每按下S3键一次，数值清零；

(4)每按下S4键一次，启动定时器使数值开始自动每秒加1,

再次按下S4键，数值停止自动加1,保持显示原数。

3、发挥部分

(1)开关按键3： “复位60.0” 按键(用来60秒倒计时)。按键按下去 时数码管复位为“60.0”(用于倒计时)。

(2)开关按键4：倒计时“逐渐自减”按键。按键按下去则是数码管开始 “逐渐自减”倒计时。

(3)开关按键5：倒计时初始值“增加”按键。

(4)开关按键6：倒计时初始值“减小”按键。

4、课程设计的难点

单片机电子秒表需要解决三个主要问题，一是有关单片机定时器(一个控制顺 序计时，一个控制倒计时)的使用；二是如何实现LED的动态扫描显示；三是 如何对键盘输入进行编程。

5、课程设计仪器

集成电路芯片STC89C52,八段数码管，MCS-51系列单片机微机仿真课程系统 中的软件(keil uvision2)。

目 录

TOC \o "1-5" \h \z 摘要2

关键词2

任务书3

1、设计任务目的5

2、设计方案选取与论证5

2. 1系统总体设计方案5

2.2系统整体框图5

3、电路设计6

3. 1单片机最小系统设计6

3. 2数码管显示模块设计6

3. 3趣键控制系统模块设计6

3. 4程序设计6

4、制作及调试过程11

5、结果分析和总结12

参考文献12

附录。秒表计时器原理图 13

附录b元器件清单 14

附录c秒表计时器实物图 15

1、设计任务目的

根据单片机课程所学内容，结合其他相关课程知识，设计电子秒表，以加 深对单片机知识的理解，锻炼实践动手能力，为以后的毕业设讣和工作打下坚 实基础；

熟悉汇编语言或C语言的程序设计方法，熟悉51系列单片机的使用；

掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、I/O 口、审 行口通讯等功能；

掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现。

2、设计方案选取与论证

1系统总体设计方案

使用STC89C51单片机作为核心控制部件，采用12M晶体振荡器及30PF微小电 容构成振荡电路；用1个四位一体共阴极数码显示管作为显示部分，构成数字式秒 表的主体结构，配合独立式键盘和复位电路完成此秒表的计时、清零、停止、增减 初始时间等各项功能。

2.2系统总体整体框图

4位数码管显示模块

STC89C52单片机最小系统模块 独立据键控制模块

图2. 2系统设计框图

3、电路设计

1单片机最小系统设计

图3. 1单片机最小系统

1.时钟电路

在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件(一个石英晶体和两个电容)，内 部振荡器便能产生自激振荡。在本设讣中采用的12M的石英晶振。和晶振并联的 两个电容的大小对振荡频率有微小影响，可以起到频率微调作用。当釆用石英晶振 时，电容可以在20?40pF 之间选择。

复位电路

复位操作通常有两种基本形式：上电自动复位和开关复位。上电瞬间，电容两 端电压不能突变，此时电容的负极和RESET相连，电压全部加在了电阻上， RESET的输入为高，芯片被复位。随之+5V电源给电容充电，电阻上的电压逐渐 减小，最后约等于0,芯片正常工作。并联在电容的两端为复位按键，当复位按键 没有被按下的时候电路实现上电复位，在芯片正常工作后，通过按下按键使RST管 脚出现高电平达到手动复位的效果。

EA/VPP (31脚)