【正文】 畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 電子秒表的設(shè)計 系 別 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2013年 4 月無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）電子秒表的設(shè)計電子秒表的設(shè)計摘要：電子秒表是一種較先進的電子計時器，目前國產(chǎn)的電子秒表一般都是利用石英振蕩器的振蕩頻率作為時間基準，采用6位液晶數(shù)字顯示時間。電子秒表的使用功能比機械秒表要多，它不僅能顯示分、秒，還能顯示時、日、月及星期，并且有1／l00s的功能。一般的電子秒表連續(xù)累計時間為59min ，可讀到1／l00s，平均日差177。 該設(shè)計對當前數(shù)字秒表開發(fā)與設(shè)計進行比較和分析，最終確定采用AT89C51單片機實現(xiàn)數(shù)字秒表的設(shè)計。設(shè)計以AT89C51單片機為核心，采用兩個3位LED數(shù)碼管顯示以及外部中斷電路來實現(xiàn)數(shù)字秒表的基本功能。簡單介紹了其系統(tǒng)組成，重點討論了其硬軟件的實現(xiàn)過程，并對其計時精度進行了確定。最后通過對硬件系統(tǒng)的仿真觀察其實際運行情況，給人們以直觀的認識。關(guān)鍵詞：單片機、AT89C5數(shù)碼管The design of Electronic StopwatchAbstract：Electronic stopwatch is a stateoftheart electronic timer, the domestic electronic stopwatch generally the oscillation frequency of the quartz oscillator as a time reference, 6 LCD digital display time. The electronic stopwatch function more than the mechanical stopwatch, it can not only show minutes and seconds, but also show the date, month and week, and have 1/l00s function. General electronic stopwatch continuous cumulative time 59min , read 1/l00s, average daily difference 177。 .This system based on the MCU assembly language for software design, the assembly language and SCM underlying bination, make the logic relation of designing program more concise. This program directly in the Keil software piler, using Proteus simulation debugging, easy to modify the program.Key Words: MCU 、AT89C51 、digital tube目錄前言 1第一章 概論 2 設(shè)計內(nèi)容 2 單片機概述 2 AT89C51單片機的特點 2 3第二章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 4 4 單片機的選擇 5 74HC245的功能結(jié)構(gòu) 8 晶體振蕩電路 9 復位電路 9 10 電源電路 11 12第三章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 14 14 程序流程圖設(shè)計 15 16第四章 系統(tǒng)調(diào)試 18 軟件程序編譯與調(diào)試 18 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 18致謝 19參考文獻 20附錄 21iii前言 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷的走向深入。本文闡述了基于單片機的數(shù)字電子秒表設(shè)計。，解決了傳統(tǒng)的由于計時精度不夠造成的誤差和不公平性，是各種體育競賽的必備設(shè)備之一。另外硬件部分設(shè)置了查看按鍵，可以對秒表上一次計時時間進行保存，供使用者查詢。自首屆現(xiàn)代奧運會在希臘雅典舉辦以來，奧運計時技術(shù)一直在不斷地向前發(fā)展。一百多年過去了，首屆現(xiàn)代奧運會上計時所用的跑表如今換成了一系列高科技計時裝置，如高速數(shù)碼攝像機、電子觸摸墊、紅外光束、無線應答器等等。鑒于當今計時技術(shù)的快速發(fā)展，即便千分之一秒(為眨眼的40倍)的毫微差距，也決定著冠軍的歸屬。在現(xiàn)在的體育競技比賽中，隨著運動員的水平不斷提高，差距也在不斷縮小。有些運動對時間精度的要求也越來越高，有時比賽冠亞軍之間的差距只有幾毫秒，因此就需要高精度的秒表來記錄成績。有關(guān)計時鐘表的發(fā)展歷史，大致可以分為三個演變階段。一、從大型鐘向小型鐘演變。二、從小型鐘向袋表過渡。三、從袋表向腕表發(fā)展。從我國水運儀像臺的發(fā)明到現(xiàn)在各國都在研制的原子鐘這幾百年的鐘表演變過程中，我們可以看到，各個不同時期的科學家和鐘表工匠用他們的聰明的智慧和不斷的實踐融合成了一座時間的隧道，同時也為我們勾勒了一條鐘表文化和科技發(fā)展的軌跡。本設(shè)計利用AT89C51單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，使其能精確計時。利用中斷系統(tǒng)使其能實現(xiàn)開始暫停的功能。P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，、分別實現(xiàn)開始、暫停、清零的功能。顯示電路由兩個共陰極數(shù)碼管組成。 第一章 概論 設(shè)計內(nèi)容根據(jù)專業(yè)對應知識，而且對基本理論知識進行相應的鞏固、擴展，選擇電子秒表作為設(shè)計內(nèi)容，其特點是融合了多方面的基本理論知識，無論是硬件或軟件上都屬于比較典型的設(shè)計。本電路直接采用單片機配合數(shù)碼管和按鍵，直接實現(xiàn)功能，主要決定于軟件程序的設(shè)計。利用單片機的定時中斷產(chǎn)生10ms定時來更新數(shù)據(jù)，再利用數(shù)制轉(zhuǎn)換更新顯示。主要的難度在于控制部分的程序編寫。在此利用了2個按鍵分別對各個功能進行控制，顯示部分用數(shù)碼管，用的是2個三位數(shù)碼管，主要是為了方便實物制作。在此要考慮硬件的設(shè)計以及整體電路的可靠性，因此選用了這個方案，使得本電路的硬件設(shè)計難度不高，便于檢查排錯。 在軟件程序上利用空閑及參數(shù)變化時對顯示進行及時更新，從而保證了顯示的連續(xù)性與實時性。 單片機概述電子計算機是20世界紀40年代發(fā)展起來的新技術(shù)之一，它的出現(xiàn)是科學技術(shù)產(chǎn)生了一場深刻的革命。特別是自1971年以來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，又出現(xiàn)了微型計算機。它對發(fā)展現(xiàn)代化的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術(shù)具有極其巨大的推動作用。作為微型機控制系統(tǒng)的組成，主要分為兩大部分，硬件和軟件。硬件是指微型計算機本身及其外圍設(shè)備；軟件是指管理計算機的程序以及過程控制應用程序。 AT89C51單片機的特點有優(yōu)異的性能價格比。集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作?？刂乒δ軓?。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。外部總線增加了I2C（InterIntegrated Circuit）及SPI（Serial Peripheral Interface）等串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。單片機的系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)。由于單片機具有顯著的優(yōu)點，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應用遍及各個領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：單片機在智能儀表中的應用單片機在機電一體化中的應用單片機在實時控制中的應用單片機在分布式多機系統(tǒng)中的應用單片機在人類生活中的應用單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面，另一方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能通過單片機來實現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。此外，單片機成本低、集成度高、控制功能多，可靈活地組裝成各種智能控制裝置，并能有針對性設(shè)計成專用系統(tǒng)，解決從簡單到復雜的各種需要，實現(xiàn)最佳的性價比。特別是單片機與傳統(tǒng)機械產(chǎn)品相結(jié)合，使原有機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡化、控制智能化。如數(shù)控機床就是典型實例。近年來，單片機發(fā)展極快，其產(chǎn)量占微機產(chǎn)量的70%以上。目前，至少有50個系列400余種機型，性能和結(jié)構(gòu)各不相同，Intel、Motorola、Zilcg等公司都有系列單片微型計算機。國內(nèi)普及的幾乎都是Intel公司的產(chǎn)品。第二章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(1)在性價比滿足應用系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)上，選擇更可靠、更熟悉的單片機，縮短研制周期。(2)盡可能選擇較成熟的典型應用電路，以提高系統(tǒng)的可靠性。(3)單片機內(nèi)部的資源與外部擴展資源應在滿足應用系統(tǒng)設(shè)計要求的基礎(chǔ)上留有余地，為進一步升級和擴展其功能提供方便。(4)應充分結(jié)合軟件方案統(tǒng)籌考慮硬件結(jié)構(gòu)，通常硬件功能較完善，其相應的軟件就簡單，但硬件成本較高；而硬件功能略低，其相應的軟件就復雜。實際中應盡量以軟件替代硬件來降低成本。(5)整個系統(tǒng)的相關(guān)器件應盡可能做到性能匹配，如電平、速度的匹配等。(6)充分考慮整個系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計，如選擇具有抗干擾設(shè)計的單片機并充分篩選芯片與器件，在電路中采取隔離和屏蔽措施等。根據(jù)以上原則，通過分析與比對，我們選用較熟悉的具有內(nèi)部程序存儲器的AT89C51單片機作為主控電路，選用兩個三位共陰極數(shù)碼管作為顯示電路來組成硬件電路?？傮w設(shè)計方案如圖21所示 圖21 總體設(shè)計方案 數(shù)碼管顯示的