单片机课程设计报告秒表设计

1、单片机课程设计报告设计课题：秒表设计专业班级：电子*班学生姓名：*学号：*指教教师：* 设计时间：2011年5月306月19日目录一、 设计任务和要求.3（1）设计任务.3(2)设计要求.3二、 设计方案与论证.3三、 单元电路设计与参数计算.4（1）时钟电路.4（2）按钮电路.4（3）显示电路.5（4）单片机.5四、 原理图及器件清单.6( 1 )总原理图.6（2）pcb图.7（3）proteus仿真图.7（4）元器件清单.8五、 安装与调试.8（1）安装.8（2）调试.8六、 性能测试和分析.9七、 结论和心得.9八、 参考文献.9秒表设计一、 设计任务和要求错误！未找到目录项。（1）设计

2、任务用at89c51设计一个3位的led数码作为“秒表”。（2）设计要求显示时间为0.0-99.9秒，每0.1秒自动加1，另外设计一个“开始”键、一个“复位”键和一个“停止”键。秒表可单独分别计时，且最多可计5次。二、方案设计与论证本设计分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四大部分，这些模块中单片机占主控地位。其模块电路如图2-1所示。时钟电路常用的有内部时钟方式和外部时钟方式，但因为本设计中只需要一片单片机，所以采用内部时钟方式比较简单。按钮电路中的“复位”按钮是按键手动复位，它有电平和脉冲两种方式，比较电路的复杂程度，本设计选择了按钮电平复位电路，其他几个按钮则是通过单片机判断高低电平

3、的不同来控制按钮。显示电路所用的数码管有共阴和共阳之分，不管使用何种数码管，p0口作为i/o使用时都是需要上拉电阻才能驱动数码管。另外，因为单片机的4个并行i/o口的输出电流一般是1ma,短路电流为4ma左右，而数码管的最少驱动电流也需要10ma，因而不管在使用共阴数码管时，单片机输出口也必须使用上拉电阻提高输出电流，才能驱动数码管。为了使电路简单化，本设计选用共阳数码管。 但根据显示方式的不同选择，我们可以有几种方案：方案一：使用静态显示方式。静态显示方式下的数码管的显示字符一经确定，相应锁存器锁存的断码输出將维持不变，直到送入另一个字符的断码为止。因而此设计中使用的显示位数使用了三个8位并

4、行i/0口。如果另外想扩展单片机功能，则能使用的输出管脚很是有限。方案二：使用动态显示方式。这个显示方式是将所有显示位的段码线的相应段并联在一起，由一个8位i/o口控制，而各位的共阴或共阴极分别由相应的i/o线控制，形成各位的分时选通。这种显示方式，简化了硬件电路，特别在多位数码管显示时尤为突出。本小组尝试了各种方案，在此报告中以静态显示方式为例说明。（动态显示方式省略）单片机at89c51显示电路按钮电路时钟电路 图2-1三、单元电路设计与参数计算注：/单元电路设计中的网络标号的数字即为单片机的管脚/（1）时钟电路 图3-1 时钟电路如图3-1所示，时钟电路的晶振频率越高，系统的时钟频率越高

5、，单片机的运行速度也就越快。晶振频率根据设计需要设为12mhz，又根据谐振性质，电路中的电容c1、c2选择为30pf左右。该电容的的大少会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。（2）按钮电路 图3-2a 图3-2ba、复位按钮根据计算容抗的公式以及并联电阻变小的性质，可以知道，当s13断开时，c3的容抗大，管脚9处的电位u9为电阻r3上的压降，因而u9为低电平，复位键无效。当s13按下时，r2与c3的并联阻抗变小，r3上的压降增大，u9为高电平，复位键有效，实现复位功能。本设计中c3取值22uf，电阻r2取值100欧姆，r3取值1k欧姆。具体电路如图3-2a所示。b、开始，停止、

6、翻页按钮 电路如图3-2b所示（3）显示电路p1口控制显示的是十位，p0口控制显示的是个位，p2口控制显示的是十分位。不同的数码管显示方式，对应的最适合的共阴或者共阳级的数码管也不同。静态显示的适宜选共阳的数码管，动态显示的适宜选共阴的数码管。如果动态显示方式下选择共阳的数码管，位选端直接用单片机驱动则数码管的亮度不够，因而应该在位选端使用上拉电阻以提高数码管的驱动电流，但因为显示那个的数据段选的数目不同，故而需要用电阻对各段进行限流，以保证显示的每个数据亮度相同。相同情况下，静态显示的数码管的亮度要比动态的亮。（4）单片机单片机的程序可用汇编语言也可用c语言，为了提高使用汇编语言的能力，本设

7、计特用了汇编语言了编写程序主程序流程图如下所示，具体程序见电子档。主程序流程图：程序开始程序初始化p1.7=？0开各中断p3.3=？0计五次？翻页调用显示子程序关定时器复位四、总原理图及元器件清单(1)总原理图（2）pcb图（3）proteus仿真图（4）元器件清单1) at89c51的引脚图和数码管5101bs的引脚图 图4-3a at89c51引脚图 图4-3b 5101引脚图2）元器件总清单元件名称数量备注元件名称数量备注5101b3块at89c511块按钮4个排阻1个8个引脚拨动开关1个电容2个33pf发光二极管1个红色电容1个100uf电阻2个1k晶振1个12mhz电阻1个100殴连

8、接器con2五、安装与调试（1）安装制板的顺序依次是：画原理图、做封装、在原理图中添加元器件对应的封装、布pcb板、改焊盘大少、打印pcb图、用快速制板机将pcb图烤制到铜板上、腐蚀铜板、钻孔、放置元器件、烙铁焊好器件。一块电路板就安装完毕了。（2）调试将外部电源接至电路板上，检验电路板是否完全实现设计要求。本设计中，发现按钮功能完全符合设计要求，但是数码管的显示中有些段码不亮，从而显示的数据乱码，用万用表检测对应的管脚是否有电压，发现焊盘有虚焊，引脚与引脚之间有短路，排查后电路板实现设计要求。六、性能测试与分析所制电路板虽然能实现设计中要求的功能，但是在实际使用中还是存在着许多缺陷。这块电路

9、板不能随意查看记录的数据，而是必须在计完五次数据后才能依次的翻页查看，复位后所计数据便会丢失，不能翻看历史，所计数据组数不能满足现实需要。七、结论与心得在这三周的课程设计中，不管是在软件方面还是硬件方面我都有了更深入的学习。八、参考文献（1）单片机原理及接口技术 张毅刚 彭喜元著 人民邮电出版社（2）单片机课程设计实例指导 李光飞等编著 北京航空航天大学出版社（3）51系列单片机原理、开发与应用实例 孙进平等编著 （4）单片机程序设计实例 先锋工作室编著 清华大学出版社（5）电子工程师之家 、豆丁网 、百度、搜狗、电子工程专辑 等等附程序如下： d equ 60h e equ 61h f eq

10、u 62h g equ 63h h equ 64h i equ 65h org 0000h ljmp main org 000bh ;定时器t0的入口地址ljmp dingshiorg 0013h ;外部中断1的入口地址ljmp stop1 org 0030h ;主程序入口地址main: mov p0,#0c0h ;置初值mov p2,#0c0h mov p1,#0c0hmov dptr,#table ;数据指针指向表头地址setb ea ;开中断 setb ex0 setb ex1 setb et0setb px0 ;设中断优先级setb px1mov tmod,#01h ;工作方式为方式1

11、;*;开始及计数程序;*start: mov r0,#40h mov r1,#50h mov r2,#00hclr p1.0 mov th0,#0d8h ;置计数初始值 mov tl0,#0f0h mov r3,#00h mov r4,#00hmov r7,#00h mov b,#10 mov sp,#30hmov d,#60hmov e,#61hmov f,#62hmov g,#63hmov i,#65hmov r5,#05xunhuan: jb p1.7,start1 ;p1.7=0是开始 lcall delay10;按键消抖 jb p1.7,xunhuan jnb p1.7,$ ljmp

12、 gn1 ljmp xunhuan start1: jb p3.0,xunhuan lcall delay10 jb p3.0,xunhuan jnb p3.0,$ lcall fanye ljmp xunhuan ;* ;翻页模块;*fanye: mov a,r0 mov r3,a mov a,r1 mov r4,adec r5 cjne r5,#04,lop1 mov a,d mov r7,aljmp l1lop1:cjne r5,#03,lop2mov a,e mov r7,aljmp l1lop2:cjne r5,#02,lop3mov a,f mov r7,aljmp l1lop3:

13、cjne r5,#01,lop4mov a,g mov r7,aljmp l1lop4:cjne r5,#00,fanyemov a,i mov r7,aljmp l1l1: inc r0 inc r1 inc r2 cjne r2,#5,loop2 mov r0,#40h mov r1,#50h mov r2,#00h loop2:lcall xianshi ret ;*;数码管记录程序;*gn1: setb tr0 loop:cjne r2,#05h,loop mov r0,#40h mov r1,#50h mov r2,#00h clr ea ajmp xunhuan ;*;1毫秒延时子

14、程序;*delay1: mov r6,#2dl1: mov h,#248 djnz h,$ djnz r6,dl1 ret;*;10毫秒延时子程序;*delay10: mov r6,#20dl2: mov h,#248 djnz h,$ djnz r6,dl2 ret;*;外部中断1中断程序，停止模块;*stop1 : push acc push psw lcall delay10;延时10毫秒消抖 jb p3.3, fan1 jnb p3.3,$ mov a, r3 mov r0 , a mov a, r4 mov r1, adec r5cjne r5, #04, lop5 mov a, r

15、7 mov d, aljmp l4lop5: cjne r5, #03, lop6 mov a, r7 mov e, a ljmp l4lop6: cjne r5, #02, lop7 mov a, r7 mov f, a ljmp l4lop7: cjne r5, #01, lop8 mov a, r7 mov g, a ljmp l4lop8: cjne r5, #00, stop1 mov a, r7 mov i,a ljmp l4 l4: inc r0 inc r1 inc r2fan1: pop psw pop acc reti;*;显示子程序;*xianshi: mov a ,r3 ;扫描十分位上的数字 mov dptr ,#table movc a ,a+dptr mov p2 ,a mov a ,r4 ;扫描个位上的数字 mov dptr ,#table movc a ,a+dptr mov p0 ,a mov a ,r7 ;扫描十位上的数字 mov dptr ,#table movc a ,a+dptr mov p1 ,a ret;*;定时器t0中断程序;*dingshi:push acc push psw djnz b,dh1 mov b,#10 ajmp countcoun