【正文】 畢業(yè)論文 基于單片機的數(shù)字電子秒表的設計與實現(xiàn) 摘 要 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)字電子秒表設計本設計主要特點是計時精度達到 001s 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備之一 本設計的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用 8051 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(jié)合顯示電路 LED 數(shù)碼管以及外部中斷電路來設計計時器將軟硬件有機地結(jié)合起來使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)五位 LED 顯 示顯示時間為 0～ 能正確地進行計時同時能記錄一次時間并在下一次計時后對上一次計時時間進行查詢其中軟件系統(tǒng)采用匯編語言編寫程序包括顯示程序定時中斷服務外部中斷服務程序延時程序等并在 WAVE 中調(diào)試運行硬件系統(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) 關(guān)鍵字單片機數(shù)字電子秒表仿真 Abstract With the rapid development of science and technology in recent years SCM applications are constantdepth manner In this paper based on single chip design of digital electronic stopwatch The main characteristics of this design timing accuracy of 001s to solve the traditional result of a lack accuracy due to timing errors and unfair and is a variety of sports petitions one of the essential equipment In addition the hardware part of the set View button on the stopwatch can be the last time to save time for user queries The design of the multifunction stopwatch system uses STC89C52 microcontroller as the central device and use its timer counter timing and the count principles bined with display circuit LED digital tube as well as the external interrupt circuit to design a timer The software and hardware together anically allowing the system to achieve two LED display shows the time from 0 to 9999 seconds Timing accuracy of 001 seconds Be able to correctly time at the same time to record a time and the next time after the last time the time to search automatically added a second in which software systems using assembly language programming including the display program timing interrupt service external interrupt service routine delay procedures key consumer shaking procedures and WAVE in the missioning operation hardware system uses to achieve PROTEUS powerful simple and easy to observe the cut in the simulation can be observed on the actual working condition KeywordLED displayHighprecision stopwatch8051目 錄 摘 要 I Abstract II 緒 論 1 1 硬件設計 3 11 總體方案的設計 3 12 單片機的選擇 4 13 顯示電路的選擇與設計 7 14 按鍵電路的選擇與設計 10 15 時鐘電路的選擇與設計 11 16 復位電路的選擇與設計 13 17 系統(tǒng)總電路的設計 15 2 軟件設計 17 21 程序設計思想 17 22 系統(tǒng)資源的分配 17 23 主程序設計 18 24 中斷程序設計 19 3 數(shù)字電子秒表的安裝與調(diào)試 25 31 軟件的仿真與調(diào)試 25 32 硬件的安裝與調(diào)試 25 33 系統(tǒng)程序的燒錄 26 34 數(shù)字電子秒表的精度調(diào)試 27 結(jié) 論 28 參考文獻 28 附錄 A 程序 30 附錄 B 電路原理圖 35 緒 論 秒表計時器是電器制造工業(yè)自動化控制國防實驗室及科研單位理想的計時儀器它廣泛應用于各種繼電器電磁開關(guān)控制器延時器定時器等的時間測試 2020 年 8 月 28 日 15 點 15 分中國選手孟關(guān)良楊文軍在雅典奧運會男子 500米劃艇決賽中以 1分 40秒 278的成績獲得中國在雅典奧運會的第 28金這是中國皮劃艇項目的第一枚奧運金牌也是中國水上項目在歷屆奧運會上所獲得的第一枚金牌孟關(guān)良楊文軍的成績比獲得銀牌的古巴選手只快了 0072 秒以至于兩人在奪冠之后還不敢相信本利用單片機的定時器計數(shù)器定時和記數(shù)的原理 0000 當按下開始鍵時外部中斷 INT1 向 CPU 發(fā)出中斷請求 CPU 轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部中斷 1 服務程序即開啟定時器 T0計時采用定時器 T0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直到 9999秒重新復位在計時過程中只要按下暫停鍵外部中斷 INT0 向 CPU 發(fā)出中斷請求 CPU 轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部中斷 0服務程序即關(guān)閉定時器 T0 調(diào)用顯示程序?qū)崿F(xiàn)暫停功能同時將此次計時時間存入寄存區(qū)然后對 P11 進行掃描當 P11 按下時就跳轉(zhuǎn)回主程序等待下一次計時開始 在按下暫停鍵時將此時的計時時間存入中間緩存區(qū)當再次按下開始鍵時則講中間緩存區(qū)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入最終緩存區(qū)秒表停止后對查看鍵 P25進行掃描 P25按下為低電平時調(diào)用最終緩存區(qū)的數(shù)據(jù)進行顯示即顯示上一次計時成績當 P25 位高電平時調(diào)用顯示緩存區(qū)的數(shù)據(jù)進行顯示 即顯示當此計時的成績根據(jù)以上設計思路從而實現(xiàn)數(shù)字電子秒表的計時和查看上一次計時時間的功能 本文主要內(nèi)容包括三部分第一部分介紹硬件部分設計思路及方案第二部分介紹了軟件部分的設計思路和設計最后一部分則是整個系統(tǒng)的安裝與調(diào)試過程 1 硬件設計 11 總體方案的設計 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(jié)構(gòu)簡單精度高為目標 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控制器顯示電路和等主控制器采用單片機顯示電路采用共極 LED 數(shù)碼管顯示本利用單片 機的定時器計數(shù)器定時和記數(shù)的原理 P0 口輸出段碼數(shù)據(jù) P20P24 口作列掃描輸出P11P32P33 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 圖 11 數(shù)字秒表硬件電路基本原理圖 根據(jù)要求知道秒表設計主要實現(xiàn)的功能是計時和顯示本設計中數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存單元 79H－ 7H中其中 79H存放毫秒位數(shù)據(jù) 7AH存放十毫秒位數(shù)據(jù) 7BH存放百毫秒位數(shù)據(jù) 7CH存放秒位數(shù)據(jù) 7DH存放十秒位數(shù)據(jù)每一地址單元內(nèi)均為十進制 BCD 碼由于采用軟件動態(tài)掃描實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能顯示用十進制 BCD碼 數(shù)據(jù)的對應段碼存放在 ROM表中顯示時先取出 79H7dH某一地址中的數(shù)據(jù)然后查得對應的顯示用段碼并從 P0口輸出 P2口將對應的數(shù)碼管選中供電就能顯示該地址單元的數(shù)據(jù)值 最終緩存區(qū)則設置為 59H5DH數(shù)據(jù)存放規(guī)則和 79H7DH一樣分別對應存放毫秒位至十秒位數(shù)據(jù)與 79H7DH存儲區(qū)不一樣的是 59H5DH存儲的內(nèi)容為數(shù)字秒表上一次計時顯示的時間而 79H7DH 為當前計時時間存儲區(qū) 計時采用定時器 T0 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直到 9999 秒重新復位 再看按鍵的處理這四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和查看主要功能在于數(shù)值復位和查詢上次計時時間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和查看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控制器顯示電路和等主控制器采用單片機顯示電路采用共極 LED 數(shù)碼管顯示 圖 12 8051 單片機引腳圖 控制或與其它電源復用引腳 RSTVPDALE 和 Vpp ① RSTVPD 當振蕩器運行時