毕业设计（论文）电子秒表设计论文

1、wuhan textile universu y摘要本文对当前数字秒表开发与设计进行比较和分析最终确定采用at89c51单片 机实现数字秒表的设计。木设计以at89c51单片机为核心，采用两个3位led 数码管显示以及外部中断电路來实现数字秒表的基本功能。本文简e介绍了其系 统组成，重点讨论了其硬软件的实现过程，并对其计时精度进行了确定。最后通 过对硕件系统的仿真观察其实际运行情况，给我们以直观的认识。关键字：单片机、at89c5k数码管abstractin the era of information, people have been paying more and more attent

2、ion to computer data security than ever before. so study the reasons of the data loss, prevention methods and data recovery technology becomes more and more important. this thesis mainly does researchthis system based on the mcu assembly language for software design, the assembly language and scm un

3、derlying combination, make the logic relation of designing program more concise this program directly in the keil software compiler, using proteus simulation debugging, easy to modify the program.key words: hard drive, file system, data recovery, data loss, data security.目录摘要abstract目录引言第一章任务分析与方案确定

4、1.1设计任务要求及分析1.1.1计划安排表1. 1.2任务要求1.1.3任务分析1.2方案确定 1.3单片机概述1.3.1单片机的特点1.3.2单片机的应用第二章控制系统的硬件电路设计2.1硬件设计要遵循的原则 2.2单片机的选择2.2.1管脚说明 2.3电源电路 2.4 74hc245的功能结构2. 5晶体振荡电路2. 6复位电路2. 7显示电路2. 8系统总体控制电路的设计第三章系统软件的设计3.1程序设计的主要思想3. 2程序流程图设计 3.3软件程序的仿真第四章系统调试4.1硬件调试4.1.1硬件的安装与调试 4.2软件程序编译与调试 4.3系统联调4. 4现场调试结束语致谢参考文献

5、附录：附录一：仿真电路图附录二：系统总程序引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。 本文阐述了基于单片机的数字电子秒表设计。本设计主要特点是计时 精度达到0. 01s,解决了传统的由于计吋精度不够造成的误差和不公 平性，是各种体育竞赛的必备设备之一。另外硬件部分设置了查看按 键，可以对秒表上一次计时时间进行保存，供使用者查询。自首届现 代奥运会在希腊雅典举办以来，奥运计时技术一直在不断地向前发 展。一百多年过去了，首届现代奥运会上计时所用的跑表如今换成了 一系列高科技计时装置，如高速数码摄像机、电子触摸垫、红外光束、 无线应答器等等。鉴于当今计时技术的快速发展，即便千分之

6、一秒（为 眨眼的40倍）的毫微差距，也决定着冠军的归属。在现在的体育竞技 比赛屮，随着运动员的水平不断提高，差距也在不断缩小。有些运动 对时间精度的要求也越来越高，有时比赛冠亚军之间的差距只有几毫 秒，因此就需要高精度的秒表来记录成绩。有关计时钟表的发展历史, 大致可以分为三个演变阶段。一、从大型钟向小型钟演变。二、从小 型钟向袋表过渡。三、从袋表向腕表发展。从我国水运仪像台的发明 到现在各国都在研制的原子钟这儿百年的钟表演变过程中，我们可以 看到，各个不同时期的科学家和钟表工匠用他们的聪明的智慧和不断 的实践融合成了一座时间的隧道，同时也为我们勾勒了一条钟表文化 和科技发展的轨迹。本设计利用

7、at89c52单片机的定时器/计数器定时和记数的原理， 使其能精确计时。利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。p0 口 输岀段码数据,p2. 0-p2. 4 口作列扫描输出,p1. 1、p3.2、p3.3、p2. 5 分别接二个按钮开关，分别实现开始、暂停、清零的功能。显示电路 rti两个共阴极数码管组成。第一章任务分析与方案确定1.1设计任务要求及分析1.1.1计划安排表当我们小组确定毕业设计做“基于单片机的屯秒秒表设计”后，我们小组首先考虑到要安排好时间，做出计划安排表！如下表所示:时间计划安排2012年10月30日毕业小组成立，毕业设计正是启动！2012年11月01日小组讨论毕业设计任务

8、书，做出毕业设计计 划表，分析任务要求。2012年11月03日进图书馆进行毕业设计资料收集，并整合。2012年11月07日熟悉protues软件，进行仿真电路图设计2012年11月10日确定系统程序，进行程序编写2012年11月14日进行仿真电路图修改，并确定实物列表，在 网上进行购买。2012年11月15日开题报告撰写2012年11月18日进行实物制作2012年11刀30日实物调试，并进行修改。2012年12月02日开始撰写毕业论文2012年12月18日毕业论文上交指导老师2012年12月19日进行毕业论文修改2012年12月24日进行毕业设计答辩2012年12月28日结束毕业论文表1.1.

9、1-1计划安排表1.1.2任务要求1、设计基于at89c51数码管显示的电子秒表2、通过按键控制开始、清零、暂停和停止能够准确计时并显示3、开始显示0000. 004、方便做出实物5、最大计时9999.99、最大精确到0. 01秒1.1.3任务分析基于设计要求，我们做出合理的分析和选择。首先要显示0000. 00, 那么就要考虑到是用一个六位的数码管或者两个三位数码管，当然也 可以用一个四位数码管和一个两位数码管，但是为了方便设计实物制 作我们采用两个三位共阴极数码管进行显示。要达到0.01的验证所 设计的电子秒表是否合理正确，单单靠理论说明还不够充分，我就相 应地制作了硬件实物，这对理论就有

10、精确度，可以用定时器定时wins 作为基数，计时就可以在这个基础上累加起來。并把秒和小数后两位 的数据用两个单元暂存，然后通过处理程序来处理两个单元，并送到 1/0 口来显示，这样就能够显示到0. 01秒。在实现清零、暂停、计 时功能，可以考虑用两个按钮来实现，一个按钮是复位来清零；一个 按钮是暂停和停止。1.2方案确定根据我们自己专业对应所学知识，而且对基本理论知识进行相应 的巩固、扩展，我选择了电子秒表作为设计内容，其特点是融合了多 方面的基本理论知识，无论是硬件或软件上都属于比较典型的设计。 在选择单片机和收发器选择时，我们根据自己所学的专业知识选择了 我们熟知的stc89c51和74i

11、ic245,方便我们进行实物制作。本电路 直接采用单片机配合数码管和按键，直接实现功能，主耍决定于软件 程序的设计。利用单片机的定吋中断产生10ms定吋来更新数据，再 利用数制转换更新显示。主要的难度在于控制部分的程序编写。在此 利用了2个按键分别对各个功能进行控制，显示部分用数码管，用的 是2个三位数码管，主要是为了方便实物制作。在此要考虑硬件的设 计以及整体电路的可靠性，因此选用了这个方案，使得本电路的硬件 设计难度不高，便于检查排错。在软件程序上利用空闲及参数变化 时对显示进行及时更新，从而保证了显示的连续性与实时性。1.3单片机概述电子计算机是20世界纪40年代发展起来的新技术它的出

12、现是科学技术产生了一场深刻的革命。特别是自1971年以来，随着 大规模集成电路的发展，乂出现了微型计算机。它对发展现代化的t 业、农业、国防和科学技术具有极其巨大的推动作用。作为微型机控 制系统的组成，主要分为两大部分，硬件和软件。硬件是指微型计算 机本身及其外围设备；软件是指管理计算机的程序以及过程控制应用 程序。1.3.1单片机的特点1、有优异的性能价格比。2、集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成 在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大 提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场 环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。3、控

13、制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统 中均有极丰富的转移指令、i/o 口的逻辑操作以及位处理功能。单片 机的逻辑控制功能及运行速度均高丁同一档次的微机。4、低功耗、低电压，便于生产便携式产品。5、外部总线增加了 i2c( inter-integrated circuit)及 spi (serial peripheral interface)等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化 了结构。6、单片机的系统扩展和系统配置较典烈、规范，容易构成各种规模 的应用系统。1.3.2单片机的应用由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人 类&活的得力助手。它的应用遍及

14、各个领域，主要表现在以下儿个方 面：1、单片机在智能仪表中的应用武汉纺织大学毕业设计(毕业论文)2、单片机在机电一体化中的应用3、单片机在实时控制中的应用4、单片机在分布式多机系统屮的应用5、单片机在人类生活中的应用单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，另一方面，单 片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计 思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功 能，现在已能通过单片机来实现了。这种用软件代替硬件的控制技术 也称为微控制技术，是对传统控制技术的一次革命。此外，单片机成本低、集成度高、控制功能多，可灵活地组装成 各种智能控制装置，并能有针对性设计成专

15、用系统，解决从简单到复 杂的各种需要，实现最佳的性价比。特别是单片机与传统机械产品相 结合，使原有机械产品的结构简化、控制智能化。如数控机床就是典 型实例。近年来，单片机发展极快，其产量占微机产量的70%以上。冃前，至少有50个系列400余种机型，性能和结构各不相同,intel.motorola. z订eg等公司都有系列单片微型计算机。国内普及的几乎 都是intel公司的产品。第二章控制系统的硬件电路设计2.1硬件电路的设计要遵循以下原则:(1) 在性价比满足应用系统要求的基础上，选择更可靠、更熟悉的单片机，缩短研制周期。(2) 尽可能选择较成熟的典型应用电路，以提高系统的可靠性。武汉纺织大学

16、毕业设计(毕业论文)(3) 单片机内部的资源与外部扩展资源应在满足应用系统设计要求的 基础上留有余地，为进一步升级和扩展其功能提供方便。(4) 应充分结合软件方案统筹考虑硬件结构，通常硬件功能较完善， 其相应的软件就简单，但硬件成本较高；而硬件功能略低，其相应的 软件就复杂。实际中应尽量以软件替代硬件來降低成木。(5) 整个系统的相关器件应尽叮能做到性能匹配，如电平、速度的匹 配等。(6) 充分考虑整个系统的抗干扰设计，如选择具有抗干扰设计的单片 机并充分筛选芯片与器件，在电路中采取隔离和屏蔽措施等。根据以上原则，通过分析与比对，我们选用较熟悉的具有内部程序存储器的at89c51单片机作为主控

17、电路，选用两个三位共阴极数码管作为显示电路来组成硬件电路。总体设计方案如下所示图2. 1-1总体设计方案本设计屮，数码管显示的数据存放在内存单元31h33h屮。其屮31h存放分钟变量，32h存放秒钟变量，33h存放10ms计数值，即存武汉纺织大学毕业设计(毕业论文)放毫秒位数据，每一地址单元内均为十进制bcd码。市于采用软件动 态扫描实现数据显示功能，显示用十进制bcd码数据的对应段码存放 在rom表屮。显示时，先取出31h-33h某一地址屮的数据，然后查 得对应的显示位，并从p1 口输出，就能显示该地址单元的数据值。 计吋通过而中断完成，定吋溢出中断周期为1ms,当一处中断后向 cpu发出溢

18、出中断请求，每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行 加一，达到10次就对十毫秒位进行加一，依次类推，直到99. 99. 99 秒重新复位。再看按键的处理。这两个键可以采用中断的方法，也可以采用扫 描的方法來识别。复位键主要功能在于数值定，需要比较准确的控制。 因此可以对复位按键采取扫描的方式。而对开始复位，对丁时间的要 求不是很严格。而开始和停止键则是用于对时间的锁和停止键采用外 部中断的方式。设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主耍 有主控制器，显示电路和回零、启动、查看、停表电路等。主控制器 采用单片机stc89c51,显示电路采用lcd显示计时时间，两个按键 均采用触点式

19、按键。2. 2单片机的选择本设计在选取单片机时，我们根据我们的专业知识所熟知的基础 上选用了 at89c51o at89c51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只 读存储器(fperom一falsh programmable and erasable read only memory)的低电压，高性能cm0s8位微处理器，俗称单片机。该器件米用atmel咼密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的mcs-51 指令集和输岀管脚相兼容。由于将多功能8位cpu和闪烁存储器组合 在单个芯片屮，atmel的at89c51是一种高效微控制器，为很多嵌入 式控制系统提供了一种灵活性高口价廉的方案。下图为at

20、89c51opi qp1.1 pu2匚pl.3 l p1.4pl cpl-6 c p vf匚 rst c<wxd) p3 0 匸 (txd> p3 1 f <nmr> pa. 1intt> t(to) p3 <t1) pj (wit) p3. ws p3*xtal2 c xtal1 gnovccp<jq |adq) pc jaol) po.j 1a02) 卩03 1a01) p0.4 1ad4) po.s 4aod) po.fr山0盯 p0.? 4ao7) cajvpp aleprog psent 4ai 5> 6 < a14 > 4

21、 4ai3> .j 4a12> .j <a1 1 » 卫(a10i| -1 (*9) ,0 iasfat89c51图2. 2-1单片机引脚图at89c51主要特性：与mcs-51兼容 4k字节叮编程flash存储器寿命:1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0h刁-24mh刁三级程序存储器锁定 128x8位内部ram 32可编程i/o线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路2. 2.1管脚说明：vcc：供电电压。 gnd：接地。p0 口： p0 口为一个8位漏级开路双向i/o 口，每脚可吸收8ttl门

22、 电流。当p1 口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。p0能够用 于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 fiasii编程时，p0 口作为原码输入口，当fiasii进行校验时，p0输 出原码，此时p0外部必须被拉高。p1 口： p1 口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o 口，p1 口 缓冲器能接收输出4ttl门电流。p1 口管脚写入1后，被内部上拉为 高，可用作输入，p1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流，这是 由于内部上拉的缘故。在flash编程和校验吋，p1 口作为第八位地 址接收。p2 口： p2 口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o 口，p2 口缓冲 器对接

23、收，输出4个ttl n电流，当p2 口被写“1”时，其管脚被内 部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2 口的管脚被 外部拉低，将输出电流。这是市于内部上拉的缘故。p2 口当用于外 部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，p2 口输出地 址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部 八位地址数据存储器进行读写时，p2 口输出苴特殊功能寄存器的内 容。p2 口在flash编程和校验吋接收高八位地址信号和控制信号。p3 口： p3 口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o 口，可接收输 出4个ttl f j电流。当p3 口写入后，它们被内部上拉为高电平, 并用作输

24、入。作为输入，由于外部下拉为低电平，p3 口将输出电流 （ill）这是市于上拉的缘故。p3 口也可作为at89c51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能p3. 0 rxd （串行输入口）p3. 1 txd （串行输出口）p3. 2 /into （外部中断0）p3. 3 /int1 （外部中断1）p3.4 t0 （记时器0外部输入）p3. 5 t1 （记时器1外部输入）p3.6 /wr （外部数据存储器写选通）p3. 7 /rd （外部数据存储器读选通）p3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。rst：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持rst脚两个机器周期 的高电平时间。ale

25、/prog：当访问外部存储器时，地址锁存允许武汉纺织大学毕业设计(毕业论文)的输出电平用于锁存地址的低位字节。在flash编程期间，此引脚用 于输入编程脉冲。在平时，ale端以不变的频率周期输出止脉冲信号, 此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输岀的脉冲或用于 定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一 个ale脉冲。如想禁止ale的输出可在sfr8eh地址上置0。此吋，ale 只有在执行movx, m0vc指令是ale才起作用。另外，该引脚被略微 拉高。如果微处理器在外部执行状态ale禁止，置位无效。 /psen： 外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指

26、期间，每个机 器周期两次/psen有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /psen信号将不出现。 /ea/vpp：当/ea保持低电平吋，则在此 期间外部程序存储器(0000h-ffffh),不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式1时，/ea将内部锁定为reset；当/ea端保持高电平 时，此间内部程序存储器。在flash编程期间，此引脚也用于施加 12v编程电源(vpp)o xtal1：反向振荡放人器的输入及内部时 钟工作电路的输入。xtal2：来自反向振荡器的输出。2.3电源电路电源电路是系统最基本的部分，任何电路都离不开电源部分，由 于三端集成稳压器件所组成的稳压电源线路简单，性

27、能稳定，工作可 靠，调整方便，已逐渐取代分立元件，在生产中被广泛采用。2.4 74hc245的功能结构74hc245名叫总线收发器(bus transceiver),典型的cmos型三态缓冲门电路。由于单片机或cpu的数据/地址/控制总线端口都有一定的负载能 力，如果负载超过其负载能力，一般应加驱动器。其引脚的定义为：第1脚dir,为输入输出端口转换用，dir二''1高电平吋信号 端输入、'b"端输出,dir二、0"低电平时信号由、b"端输入、a 端输出。第29脚、'a"信号输入输出端,a0二bo、a7=b7, ao与bo

28、 是一组，如果dir二、'1oe二''0则a1输入b1输出，其它类同。如 果dir二、0oe二'、0则b1输入a1输出,其它类同。第1118脚、'b”信号输入输出端，功能与''a端一样，不再描 述。第19脚0e,使能端，若该脚为、:ta/b端的信号将不导通， 只有为''0时a/b端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。第10脚gnd,电源地。第20脚vcc,电源正极。2. 5晶体振荡电路mcs-51单片机内部的振荡电路是一个高增益反相放大器，引线 xtal1和xtal2分别为反向振荡放人器的输入及内部时钟工作电路的 输入和來

29、自反向振荡器的输出，该反向放大器可以配置为片内振荡 器。这里，我们选用51单片机12mhz的内部振荡方式，电路图2. 5-1 如下：电容器cl, c2起稳定振荡频率，快速起振的作用，c1和c2 可在20-100pf之间取，这里取30p,接线时要使晶体振荡器xi尽可 能接近单片机。c222lvi1xi1cf<y：stalc1db22pt1图2. 5-1晶振电路2.6复位电路采用上电+按键复位电路，上电后，市于电容充电，使rst持续一 段高电平时间。当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使用使 rst持续一段时间的高电平，从而实现上电加开关复位的操作。这不 仅能使单片机复位，而且还能使单片机

30、的外围芯片也同吋复位。当程序出现错误时，可以随时使 电路复位。电路图如图2. 6-1：k91 111l、»svf-tbioc3rrrl+v juli图2.6-1复位电路2.7显示电路对于数字显示电路而言，通常采用lcd显示或led显示。对于一 般的段式lcd,需要专门的驱动电路，而且可视性差；对于具有驱动 电路和单片机接口的lcd显示模块，一般多采用并行接口，对单片机 的接口要求较高，占用资源多；另外，at89c51单片机本身没有专门 的lcd驱动接口。而led数码管作为一种主动显示器件，具有结构简 单、亮度高、响应速度快、价格便宜、易于购买等优点，而且有远距 离视觉效果，很适合夜间

31、或者远距离操作。因此在本设计中，我们采 用两个3位数码管作为显示介质。数码管显示可以分为静态显示和动态显示两种。由于本设计需要 采用两个三位数码管显示时间，如果静态显示则占用的口线多，硬件 电路复杂，所以采用动态显示。动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。通常各位数码管的段选线相应并联在一起，由 一个8位的i/o 口控制；各位的公共阴极位选线由另外的i/o 口线控 制。动态方式显示时，各数码管轮流选通，要使其稳定显示必须采用 扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管并送出相应的段码，在另 一时刻选通另一数码管，并送出相应的段码，依次规律循环，即可以 使各位数

32、码管显示将要显示的字符，虽然这些字符是在不同时刻分别 显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间隔足够短就可 以给人同吋显示的感觉。数码管的结构及字形码表如下图2.8-1所 示：b0r c o在设计中，我们采用led动态显示，用p0 口驱动显示。由于p0 口的 输岀级是开漏电路，用它驱动时需要外接上拉电阻才能输出高电平。电路图如图4：图4显示电路28系统总体控制电路的设计系统总电路由以上设计的显示电路，吋钟电路，按键电路和复位 电路组成，只要将单片机与以上各部分电路合理的连接就组成了系统 总电路。系统总电路图如图2.8. 1所示。at89c52单片机为主电路的核心部分，各个电路均和单片机

33、和连 接，由单片机统筹和协调各个电路的运行工作。at89c52单片机提供了 xtal1和xtal2两个专用引脚接晶振电路, 因此只要将晶振电路接到两个专用引脚即可为单片机提供时钟脉冲， 但在焊接晶振电路时要尽量使晶振电路靠近单片机，这样可以为单片机提供稳定的始终脉冲。xfmixfju2rwp!ctm£pin p«.l p'2 pi 3 p«a p«± pil p«.r tjosta5-;4=-r-于-u1romro rjjiw pdjw2pd9w3po/mq po,gpdajtb en 口p2hup2jimp2ja(d p23

34、a«i p2xai2 刃人攻 p2jiai<p2wr£l闘pgjingf3j1pd rfl"wn paxm re jin psjrtw! ra.nw»a-9r-ap-*2p_ 2|2f五u21-1帝r'19ioii23>3图2.8-1系统总电路图复位电路同晶振电路，单片机设有一个专用的硬件复位接口，并 设置为高电平有效。按键电路与单片机的端口连接可以由用户自己设定，本设计中软 件复位键和查看键分别接单片机的pl. 1和p2. 5,均设为低电平有效。 而另外的开始键和暂停键两键使用了外部中断，所以需要连接到单片 机的特殊接口 p3. 3

35、和p3. 2,这两个i/o 口的第二功能分别为单片机 的外部中断1端口和外部中断0端口。同样设置为位低电平有效。 显示电路rti五位数码管组成，采用动态显示方式，因此有8位段控制 端和5位位控制端，八位段控制接p0 口，po. 0p07分别控制数码 显示管的a、b、c、d、e、f、g、dp显示，at89c52的po 口没有集 成上拉电阻，高电平的驱动能力很弱，所以需耍接上拉电阻来提高 p0的高电平驱动能力。五位位控制则由低位到高位分别接到 p2. 0p24 口, npn三极管9013做为位控制端的开关，当p2. 0p24 端口任意一个端口为高电平时，与其相对应的三极管就导通，对应的 数码管导通

36、显示。通过以上设计已经将各部分电路与单片机有机的结合到一起，硬 件部分的设计以大功告成，剩下的部分就是对单片机的编程，使单片 机按程序运行，实现数字电子秒表的全部功能。第三章系统软件的设计待硬件电路接线完成后，通常可先编写简单的测试程序对硬件电 路进行测试，排除硬件电路设计中存在的错误。然后根据设计任务的 要求确定系统程序的整体结构，尽可能采用模块化程序设计的方法， 将任务划分为相对独立的功能模块，明确各模块的功能、时间顺序和 相互关系，并画出各程序模块的流程图，根据流程图逐一编写程序， 最后将各个模块连接成完整的程序。3.1程序设计的主要思想本设计经组员讨论研究后决定采用c语言进行编写。首先

37、是考虑 到我们对c语言程序的编写比汇编要熟识的多，当然对于程序的编写 c语言也会方便简单易懂的多。c语言的特点：(1) 程序结构简洁、紧凑、规整，表达式简练、使用灵活。(2) 编写的程序可读性强，编译效率高。(3) 具有丰富的运算符，多达34种。丰富的数据类型与丰富的运算 符相结合，使c语言具有表达灵活和效率高等特点。(4) 数据类型种类繁多。c语言具有5种基本的数据类型和多种构 造数据类型以及复合的导出类型，同时还提供了与地址密切和关的指 针机器运算符。指针可以指向各种类型的简单变量、数组、结构和联 合，乃至函数等。此外，c语言还允许用户口己定义数据类型。(5) 是一种结构化程序设计语言，特

38、别适合大型程序的模块化设计。 c语言具有编写结构化程序所必需的基本流程控制语句，c语言程序 是由函数集合构成的，函数各自独立，并且作为模块化设计的基本单 位。说明：c语言的源文件，可以分割成多个源程序，分别进行编译，然后连 接起来构成可知性的目标文件，为开发大型软件提供了极大的方便。 c语言还提供了多种存储属性，使数据可以按其需要在相应的作用域 起作用，从而提高了程序的可靠性。(6) 语法限制不太严格，程序设计自由度大。例如，对数组下标越 界不作检查，由程序编写者自己保证程序的正确。一般的高级语言语 法检查比较严，能检测出几乎所有的语法错误，而c语言允许程序编 写者有较大的自rti度，因此放宽

39、了语法的检查。程序员应当仔细检查 程序，保证其止确，而不要过分依赖c语言编译程序去查错。（7）允许直接访问物理地址，能进行位（bil）操作，能实现汇编语 言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。因此，c语言既具有高 级语言的功能，又兼容低级语言的许多功能，可用来编写系统软件。（8）生成的目标代码质量高，程序执行效率高。它一般只比汇编程 序生成的冃标代码率低10%20%。（9）具有较高的可移植性。它的语句基本上无须修改就能用于各种 型号的计算机和各种操作系统。c语言是处于汇编语言和高级语言之间的一种中间型程序设计语 言，常被称为中级语言。它既有高级语言的基本特点，又具有汇编语 言面向硬件和系统，

40、可以直接访问硬件的功能3. 2程序流程设计这里采用顺序结构，通过对按键的扫描，判断要实现什么功能。如下所示:是心武汉纺织大学毕业设计(毕业论文)3. 3软件程序的仿真proteus isis是英国labcenter公司开发的电路分析与实物仿真 软件，它可以仿真、分析(spice)各种模拟器件和集成电路。该软件 的主耍特点总结后有以下四点：实现了单片机仿真和spice电路仿 真相结合的功能。支持目前主流单片机系统的仿真。提供了软件 调试功能，并可以与wave联合仿真调试。具有强大的原理图绘制 功能。总之，该软件是一款集单片机和spice分析于一身的仿真软件, 功能极其强大。在电子领域中也起到了很

41、大的作用，它的出现仿真不 需要先焊接电路，可以先仿真调试通过后在焊电路，节省了不少在硬 件调试上所花的时间。proteus isis的工作界而是一种标准的windows界面。它包括标 题栏、主菜单、状态栏、标准工具栏、绘图工具栏、对象选择按钮、 预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器 窗口、图形编辑窗口等十几个工具，方便了使用者的使用。proteus sisi绘制原理图的操作与protel 99se绘制原理图的操 作基本相同，在这里就不再作赘述。下面拿本设计屮的一个仿真例子 作简述说明。运行proteus sisi后，绘制病床呼叫系统的原理图。 首先打开已经画好的prot

42、eus dsn文件，双击图中的at89s52芯片， 就弹出一个窗口，在program file项中通过路径选择在wave中生成 的hex文件，双击选中后确定，这样仿真图中的at89s52芯片就已经 读取了本设计中的hex文件。单击''三角形按钮进行仿真。通过对 仿真结果的观察来对程序进行修改，最终使程序到达设计要求。仿真<t«c51 button mot ph<2492 acs m111mhmin vchm2w ”*cnrmtnl wmiz 2 刃2伽fh刃m£w4za1eaw.4/a1wr/aiu1fl 1p) 2»1n1h jp)

43、jlffflw 4f3 4hpt 5"vipi afl ?oii oammating 0001 49 900000 |cpuk»d 23x|f 0 ul.tim2r pw, c«a4ins2500 0 dzooo ih歹3图如下所示。r. 7seg2 isis professional (仿負中第四章系统调试4.1硬件调试硬件调试一般分为四步骤:第一个是目测法。这个方法是我们最常用的方法之一，只要是检查一些很明显的错误，如电解电容的电极是否连错、焊点否光亮饱满无虚焊，用万用板连的线是否连好了、焊盘有否脱落。对单片机应用系统中所用的器件与设备，要仔细核对型号，检查它

44、们对外连线（包括集成芯片引脚）是否完整无损。通过目测查出一些明显的器件、设备故障并及时排除。第二个是万用表测试。目测检查后，可进行万用表测试。先用万 用表复核目测中认为町疑的连接或接点，检查它们的通断状态是否与 设计规定相符。再检查各种电源线与地线之间是否有短路现象，如有 再仔细查出并排除。第三个是上电检查。首先检查所有插座或器件的电源端是否有符 合要求的电压，接地端电压是否接近于零，接固定电平的引脚端是否 电平正确。在对各芯片、器件加电过程中，是否出现打火、过热、变 色、冒烟、异味的现象。如出现这些现象，应立即断电，仔细检查电 源加载的情况、各个芯片是否插反等，找出产生异常的原因并加以解 决

45、；并且用万用表测各芯片的引脚电平是否合理。再有就是，在加电 期间，通过给合逻辑功能简单的芯片加载固定输入电平，用万用表测 其输出电平的方法来判定该芯片的好坏。在调试过程中，没有注意 stc89c52与之对应的连接以及要注意的地方，最后结果功能不可以 实现，经过查找电路，发现应该是读取片内的内容，31引脚ea/vpp 要接高电平，结果在设计的时候没有注意，功能就实现不了。第四个是复位检查。在上电检查后，按一下复位按钮，看实验板 上的led灯是否闪烁。如果不闪烁，那么说明复位有问题。就耍仔细 检查复位的电容是否接错了电极，线是否连错。刚开始时，我就把复 位按键给接错了，把它和开始、停止键同吋接地了

46、，应该是并联电容 接的。4.1.1硬件的安装与调试按照之前设计好的数字电子秒表原理图，详细计算系统中各个元 件的参数，选择相应器件，制作实际电路板。由于考虑到万能板大小武汉纺织大学毕业设计(毕业论文)的问题及元件之间连线的方便，在焊接元器件前必须考虑元件的布局 然后进行实际操作。制作好的电路板可以用万用表(200欧姆档)的红、黑表笔测试 电路板的每条走线，当其电阻非常小时，证明走线没有断开，当其电 阻很大时，证明该条走线断了，应该重新走线，使电路板在电气上得 到正确地连接。选用万用表的20k欧姆档，检测电路中是否存在短路。 因为系统采用的是共阴极数码管作为显示电路，必须确保数码管的公 共端接的

47、是低电平。(1) 品振电路的测试在单片机止常运行的必要条件是单片机系统的时钟稳定止常。实 际中，因为各种原因导致系统时钟不正常而出现系统无法正常运行的 情况时有，因此系统时钟是否振是通电检查的首要环节。在系统通电 的状况下，用万用表的直流电压档(20v),分别测量xtal1和xtal2 引脚的电压，看是否正常，在调试过程中，测得电压xtal1引脚应为 2. 05v, xtat2 应为 2. 15v。(2) 复位电路的测试复位不正常也会导致系统不能工作。如果复位引脚始终为高电平, 系统将始终处于复位状态；如果始终为低电平，不能产生复位所需的 高电平信号脉冲，则系统也可能无法正常工作。单片机正常工

48、作时， rst复位引脚应为0v,按下复位按键时，复位引脚为高电平5v左右。(3) 显示电路的测试显示电路是数字电子秒表正常运行最直观的观察窗口，我们可以通过观察显示电路的显示结果观察系统能否正常运行。当显示电路按 照电路图焊接好后，用万用表的测二极管档位，将黑表笔接共阴数码 管的公共段，然后将红表笔接数码管的各段，当数码管的段能正常显 示，说明各点焊接正常。4.2软件程序编译与调试（1）输入源程序打开ke订软件，输入源程序，输入时应以西文方式输入字母和符 号，且中文注释前要加分号。（2）对源程序进行编译和纠错根据自动编译提供的错误信息逐条纠正错误，直至编译信息提示“错误（0）”，编译结束。（3

49、）确定调试方案在调试程序前一定要认真分析源程序，明确各功能程序运行的预 期结果。然后结合源程序应达到的结果，确定出如何通过某些关键参 数和实验现象检验程序运行结果止确与否。（4）调试程序调试程序时首先要明确程序的具体功能，对程序做认真分析。程 序运行后，观察有无显示，时钟是否工作，运行结果是否正确。若运 行结果不正确，首先应根据程序运行的实际现彖分析判断哪些因素可 引起相关故障，再通过调试方法逐一认证和排除。通过反复调试，发 现并排除软件与硬件存在的各类问题，以满足系统设计的预期目的。 在编译调试通过以后，生成hex文件以待仿真之用。4. 3系统联调系统联调就是把程序加载到单片机上去进行调试。

50、首先是把显示程序加载上去，进行调试时，看数码管的显示是否 正确，还要看显示的亮度是否太暗或太亮，是否出现了闪烁现象，如 果显示不正确，就检查一下数码管的引脚和单片机的连线是否接错 to如果有太暗或太亮的问题，说明限流的电阻的电阻值不合理，应 适当调整。如果出现闪烁现象，就要改变一下延时时间，直到合理为 止。然后把整个的设计程序都加载到单片机上去调试。把单片机放到 电路板上，进行整个系统程序的调试。接上电源，按一下开始按钮。 看一下显示是否正确，时间运行是否符合运行轨迹。也对照一下数码 管显示的次序是否止确。运行一段时间后，按一下停止按钮，让秒表 停止。4. 4现场调试一般情况下，通过系统联调后

51、，就可以按照设计目标正常t作了。 但在某些情况下，在实际现场工作之前，环境对系统的影响无法预料, 只能通过现场运行调试来发现问题，找出相应的解决方法；或者虽然 在系统设计时考虑到抗干扰的对策，但是否行之有效，还必须通过在 实际现场的运行来加以验证。首先，上电后，让系统一直运行一天。看看是否都能正常运行，并触摸芯片等器件是否有过度的发热或其他不正常的现象，并进行检查与相应的处理。我的系统通电一天后都没有什么不正常的现象，看来设计得还合理。其次，在通电运行中，对系统进行相应的干扰，比如在电话来电 或者在通电话过程中对系统是否有一定影响，是否有停顿、闪烁现象。 如果有受干扰现象，证明抗干扰电路的抗干

52、扰性不够强。经过验证， 系统都正常运行，抗干扰较强。最后，检验误差性。拿来一个真正的秒表与系统同时开始计时， 并随时观看系统的稳定性。然后，设定不同的时间段进行检验，这样 正确性才会更加准确。经过验证，系统的稳定很好，误差较小，精确 度高。结束语本次设计的电子秒表其预期目的基本达到，各项测试结果还比较 令人满意，系统设计注重基础，系统的阐述了设计过程。以单片机为 核心对硬件和软件的设计做了深入的探索，各部分都实现了其功能。 通过本次毕业设计，我从中学习到许多知识，也对以前所学知识进行 了巩固，并成功使用了 keil、proteus两款软件，使理论知识系统化、 实用化。同时也认识到，作为新时代的大学生，在竞争如此激烈的社 会环境里，动手实践和创新能力显得尤为重要，通过这次毕业设计我 还发现自己还存在诸多方面的不足。理论知识终究不是实践能力，在 实践面前一系列问题就会突然被发现，但是没有扎实的理论知识实