【正文】 《測控儀器設計》課程設計說明書設計題目： 基于單片機電子秒表系統(tǒng)設計 院 系： 機械與材料工程學院 專 業(yè)： 測控技術與儀器 班 級： A1121 班 學 號： X X 姓 名： X X 指導教師： X X 二零一四 年 十一月目錄一、設計要求 ............................................................................................1二、設計方案分析 ……………………………………….……………..1 …………………………………………………….…1 ……………………………………………....….2三、硬件分析 ……………………………………….…………….……..5 …………………………………………………….5 …………………………………………………...…..5 ………………………………………………….5 ………………………………………………….……5 ……………………………………………………….6 ………………………………………………...……..6四、硬件主電路圖設計 ………………….………………….…….……7五、軟件設計 ……………………………………………………………7 ……………………………….…………………7 ……………………………………….…………7六、測試數(shù)據及設計結果 …………………………………….………..8七、總結 …………………………………………………….……..……8附錄1 程序 ………………..…………………………………..….…….9附錄2 protues電路圖 ………………………..…………...…………..16附錄3仿真圖 ………………………………………………...………..17參考文獻 ………………………………………………………...…….18課程設計 電子秒表系統(tǒng)設計 薛萍一、設計要求設計一個電子秒表，與通用秒表功能類似，有啟動，暫停、復位等鍵。計時長長度為300秒，需顯示百分秒。二、 設計方案分析數(shù)字電子秒表具有顯示直觀、讀取方便、精度高等優(yōu)點，在計時中廣泛使用。本設計用單片機組成數(shù)字電子秒表，力求結構簡單、精度高為目標。本系統(tǒng)采用C51系列單片機為中心器件，利用其定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，結合硬件電路如電源電路，晶振電路，復位電路，顯示電路，以及一些按鍵電路等來設計計時器，將軟、硬件有機地結合起來。其中軟件系統(tǒng)采用匯編語言編寫程序，硬件系統(tǒng)利用PROTEUS強大的功能來實現(xiàn)，簡單切易于觀察，在仿真中就可以觀察到實際的工作狀態(tài)。本設計利用AT89C51單片機的定時器/計數(shù)器定時和計數(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。根據要求知道秒表設計主要實現(xiàn)的功能是計時和顯示。因此設置了兩個按鍵和LCD顯示時間，兩個按鍵分別是開始、停止和復位按鍵。利用這兩個建來實現(xiàn)秒表的全部功能。電路原理圖設計最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最后在正確性和布局合理的前提下力求美觀。AT89C51單片機控制器復位電路開關電路LCD顯示 數(shù)字秒表硬件電路基本原理圖本設計中，數(shù)碼管顯示的數(shù)據存放在內存單元31H－33H中。其中31H存放分鐘變量，32H存放秒鐘變量，33H存放10ms計數(shù)值，即存放毫秒位數(shù)據，每一地址單元內均為十進制BCD碼。由于采用軟件動態(tài)掃描實現(xiàn)數(shù)據顯示功能，顯示用十進制BCD碼數(shù)據的對應段碼存放在ROM表中。顯示時，先取出31H－33H某一地址中的數(shù)據，然后查得對應的顯示位，并從P1口輸出，就能顯示該地址單元的數(shù)據值。計時通過中斷完成，定時溢出中斷周期為1ms，當一處中斷后向CPU發(fā)出溢出中斷請求，每發(fā)出一次中斷請求就對毫秒計數(shù)單元進行加一，達到10次就對十毫秒位進行加一，依次類推。 再看按鍵的處理。這兩個鍵可以采用中斷的方法，也可以采用掃描的方法來識別。復位鍵主要功能在于數(shù)值復位，對于時間的要求不是很嚴格。而開始和停止鍵則是用于對時間的鎖定，需要比較準確的控制。因此可以對復位按鍵采取掃描的方式。而對開始和停止鍵采用外部中斷的方式。設計中包括硬件電路的設計和系統(tǒng)程序的設計。其硬件電路主要有主控制器，顯示電路和回零、啟動、查看、停表電路等。主控制器采用單片機STC89C52，顯示電路采用LCD顯示計時時間，兩個按鍵均采用觸點式按鍵。 單片機相關知識本課題在選取單片機時，充分借鑒了許多成形產品使用單片機的經驗，并根據自己的實際情況， 選擇了AT89C51。AT89C51單片機采用40引腳的雙列直插封裝方式。， 40條引腳說明如下：主電源引腳Vss和Vcc① Vss接地② Vcc正常操作時為+5伏電源外接晶振引腳XTAL1和XTAL2① XTAL1內部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個引腳。當采用外部振蕩器時，此引腳接地。 ② XTAL2內部振蕩電路反相放大器的輸出端。是外接晶體的另一端。當采用外部振蕩器時，此引腳接外部振蕩源。 STC89C51單片機引腳圖控制或與其它電源復用引腳RST/VPD，ALE/，和/Vpp① RST/VPD 當振蕩器運行時，在此引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平（由低到高跳變），將使單片機復位在Vcc掉電期間，此引腳可接上備用電源，由VPD向內部提供備用電源，以保持內部RAM中的數(shù)據。② ALE/正常操作時為ALE功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器，ALE 引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的1/6）周期性地發(fā)出正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。但要注意，每當訪問外部數(shù)據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖，ALE 端可以驅動（吸收或輸出電流）八個LSTTL電路。對于EPROM型單片機，在EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（功能）③ 外部程序存儲器讀選通信號輸出端，在從外部程序存儲取指令（或數(shù)據）期間，在每個機器周期內兩次有效。同樣可以驅動八LSTTL輸入。④ /Vpp、/Vpp為內部程序存儲器和外部程序存儲器選擇端。當/Vpp為高電平時，訪問內部程序存儲器，當/Vpp為低電平時，則訪問外部程序存儲器。對于EPROM型單片機，在EPROM編程期間，此引腳上加21伏EPROM編程電源（Vpp）。輸入/ ， ， ， 。① P0口（ ）是一個8位漏極開路型雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它是分時傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據總線，P0口能以吸收電流的方式驅動八個LSTTL負載。② P1口（ ）是一個帶有內部提升電阻的8位準雙向I/O口。能驅動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。③ P2口（ ）是一個帶有內部提升電阻的8位準雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它輸出高8位地址。