【正文】 元器件布局圖 圖見(jiàn)附錄 元器件清單 圖見(jiàn)附錄 6 3 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 使用單片機(jī)資源情況 本次電子鐘設(shè)計(jì)除了使用單片機(jī)工作所必須的硬件資源（如連接晶振的引腳XTAL1 和 XTAL2，復(fù)位引腳 RESET）外，對(duì)單片機(jī)的硬件資源還做了具體的安排。具體電路圖見(jiàn)附錄 PCB 圖 PCB 圖設(shè)計(jì)時(shí)，首先要使元器件盡量少，這樣既可以節(jié)約材料，又可以使布線更加短，減少干擾，同時(shí)還應(yīng)該注意盡量減少線路之間的寄生電容和電感，布線時(shí)需要將線寬設(shè)置得比較寬這樣可以提高腐蝕電路板時(shí)的成功率，焊盤大小也要設(shè)置的比較大，這樣在腐蝕環(huán)節(jié)和焊接環(huán)節(jié)比較容易成功。此處使用四位一體共陰極數(shù)碼管，由于驅(qū)動(dòng)電路決定了此處共陰極數(shù)碼管和共陽(yáng)極數(shù)碼管均可采用而且均采用共陽(yáng)極代碼來(lái)編寫顯示程序。上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 復(fù)位電路的選擇 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是把 PC 初始化為 0000H,使單片機(jī)從0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行程序。在 AT89S52 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 ATAL1，輸出端為引腳 XTAL2，在芯片的外部通過(guò)這兩個(gè)引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 它的價(jià)格便宜，功能強(qiáng)大，能耗低。 8 個(gè)獨(dú)立式鍵盤分別接在單片機(jī)的 P1 口上，以及其他部分構(gòu)成數(shù)字式秒表的硬件電路。為防止閃爍延時(shí)的時(shí)間在 1ms 左右，不能太長(zhǎng)，也 不能太短。通過(guò)分的時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。 鍵盤部分方案：鍵盤控制采用獨(dú)立式按鍵，每個(gè)按鍵的一端均接地，另一端直接和 P1 口相連，在按鍵和 P1 口之間通過(guò) 10K 電阻與 +5V 電源相連。 對(duì)于時(shí)鐘，它有兩方面的意義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)時(shí)鐘，即定時(shí)時(shí)間，它通常有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一是用 軟件實(shí)現(xiàn)，即用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但誤差很大，主要用在對(duì)時(shí)間精度要求不高的場(chǎng)合；二是用專門的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)，在對(duì)時(shí)間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法。 功能要求說(shuō)明 用 AT89S52 單片機(jī)作為主要控制芯片，以四位一體共陽(yáng)極數(shù)碼顯示管通過(guò)三極管驅(qū)動(dòng)作為顯示部分，設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的數(shù)字式秒表。 7 軟件系統(tǒng)程序清單 6 軟件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹 1 設(shè)計(jì)課題任務(wù) simulation I 目 錄 1 設(shè)計(jì)課題任務(wù)、功能要求說(shuō)明及總體方案介紹 本文結(jié)合單片計(jì)算機(jī) ， 實(shí)現(xiàn)了一種基于 AT89C52單片機(jī)的數(shù)字秒表的設(shè)計(jì) ， 并且利用 Proteus和 Keil軟件實(shí)現(xiàn)了仿真 。 秒表應(yīng)用于我們生活 、 工作 、 運(yùn)動(dòng)等需要計(jì)時(shí)的方面 。 對(duì)系統(tǒng)硬件電路和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì) ， 以 Proteus和 Keil軟件為開(kāi)發(fā)平臺(tái) ， 對(duì)數(shù)字秒表進(jìn)行了仿真 。 該數(shù)字秒表采用 C語(yǔ)言開(kāi)發(fā) ， 通過(guò)數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)結(jié)果 。 單片微型計(jì)算機(jī)具有體積小 、 價(jià)格低 、 功能強(qiáng)的特點(diǎn) ， 隨著性能不斷提高 ， 其適用范圍愈來(lái)愈寬 ， 在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域占有重要的地位 。 秒表的計(jì)時(shí)精度越來(lái)越 高 ， 功能越來(lái)越多 ， 構(gòu)造也日益復(fù)雜 。 SCM。 1 功能要求說(shuō)明 1 2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 3 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 設(shè)計(jì)課題的設(shè)計(jì)結(jié)論及使用說(shuō)明 15 致謝 17 附錄 A 電路原理圖 18 附錄 C 數(shù)字秒表布局圖畫出程序流程圖并編寫程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能。 設(shè)計(jì)課題總體方案介紹及工作原理說(shuō)明 使用 AT89S52 單片機(jī)作為核心控制部件，采用 12M 晶體振蕩器及微小電容構(gòu)成振蕩電路；用兩個(gè)四位一體共陽(yáng)極數(shù)碼顯示管作為顯示部分，構(gòu)成數(shù)字式秒表的主體結(jié)構(gòu)，配合獨(dú)立式鍵盤和復(fù)位電路完成此秒表的復(fù)位、計(jì)時(shí)、連續(xù)、清零、停止各項(xiàng)功能。每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻與輸入端相連。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆畫“ a,b,c,d,e,f,g,dp”的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出 字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字型碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所有我們只要將需要顯示數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。由于各數(shù)碼管輪流顯示的時(shí)間間隔短、節(jié)奏快，人的眼睛反應(yīng)不過(guò)來(lái)，因此看到的是連續(xù)顯示的現(xiàn)象。 此電路采用單片機(jī)的 P0 口作為數(shù)碼顯示管的段控，采用 P2 口作為數(shù)碼管的位控。 圖 1 數(shù)字式秒表的硬件結(jié)構(gòu)圖 復(fù)位電路 振蕩電路 電源 AT89S52 驅(qū)動(dòng)電路 數(shù) 碼 顯 示 限流 獨(dú)立式鍵盤 3 2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹 AT89S52 簡(jiǎn)介 （ 1）與 MCS51 產(chǎn)品相兼容； （ 2）具有 8KB 可改寫的 Flash 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，可擦寫 1000 次； （ 3） 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM； （ 4） 32 根可編程 I/O 口； （ 5） 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； （ 6） 8 個(gè)中斷源； （ 7）可編程中串行口； （ 8）低功耗空閑掉電方式。 圖 2 單片機(jī) AT89S52引腳圖 4 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。注意使用時(shí)只有在暫停狀態(tài)下才能繼續(xù)計(jì)時(shí)，在停止時(shí)不能繼續(xù)計(jì)時(shí)。復(fù)位操作上有電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。 驅(qū)動(dòng)及顯示電路 數(shù)碼管實(shí)際上是由二極管構(gòu)成發(fā)光二極管正常工作時(shí)，其兩端正向壓降約為，正向電流約為 10mA，為了使數(shù)碼管達(dá)到一定的亮度而又不至于由于電流過(guò)大而損壞，我們使用三極管 S8550 作為數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)在 P0 口和 P2 口上串上 470Ω的電阻。根據(jù)硬件接線要求設(shè)計(jì)繪制電路原理圖及 PCB。電路板 PCB 圖見(jiàn)附錄 。 （ 3） P2 口： 分別控制數(shù)碼管 LED0LED7 的位控碼驅(qū)動(dòng)。上電或復(fù)位 后顯示“ P.”提示符，此時(shí)按 對(duì)應(yīng)的鍵 S2 便可開(kāi)始計(jì)時(shí)。經(jīng)仿真修改和完善均已達(dá)到設(shè)計(jì)要求 .“ P.”顯示，電子鐘準(zhǔn)備狀態(tài)與電子鐘自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的仿真如下圖所示 (1). “ P.”顯示如圖 8 所示。 軟件原因：延時(shí)程序只能起到一個(gè)大概的延時(shí)，具體也與所有執(zhí)行了的程序所用時(shí)間也有關(guān)系，對(duì)于時(shí)間一長(zhǎng)，誤差就能明顯。硬件部分我們可以采用一些穩(wěn)定，精確度比較高的電子元件去完善，但是 在最后調(diào)試出的還是有誤差但我盡可能的減少差誤差。 上了一個(gè)學(xué)期單片機(jī)課后看了看這些課程設(shè)計(jì)題目，感覺(jué)壓力比較大，畢竟自己還是初學(xué)者，對(duì)各方面都不是了解的很透徹，因?yàn)槎伎瓷先ザ急容^有難度，于是選定了 一個(gè)覺(jué)得適合自己的課題，熟悉了單片機(jī)的內(nèi)容后覺(jué)得還是可以做的出來(lái)了，一開(kāi)始不知道從哪里開(kāi)始下手，于是問(wèn)了一些人上網(wǎng)查了點(diǎn)資料，有些是 c編還有些是匯編，于是參考了一下，也和別人一起探討了一下，一開(kāi)始在設(shè)計(jì)中覺(jué)得難點(diǎn)在顯示和秒表的不斷加時(shí)的地方，通過(guò)不斷翻閱書，于是編寫了一個(gè)符合的程序，于是開(kāi)始確定按鍵作用的編程，一開(kāi)始想像別人一樣弄幾個(gè)按鍵多功能，于是寫了一下但是還是程序有問(wèn)題，最終還是弄了多個(gè)按鍵，經(jīng)過(guò)一個(gè)整合于是程序就弄好了，感覺(jué)在編程的過(guò)程中，書本的總體知識(shí)運(yùn)用比較難，難在邏輯上的緊密結(jié)合，雖然弄好了一 個(gè)整體的程序也能執(zhí)行，但是覺(jué)得還是有些地方也可以改進(jìn)，條理還是得加強(qiáng)。在此謝謝王老師。本文是在指導(dǎo)老師王老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 感謝湖南工學(xué)院在實(shí)驗(yàn)儀器及器材上，為我們提供了最貼心的幫助，開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境對(duì)我們順利完成課題有莫大的幫助