【正文】 字時鐘 ，可以 實現(xiàn)秒表、時鐘 以及復位等 基本 功能 。早期常用的一些時間控制單元都使用模擬電路設計制作的， 其定時準確性和重復精度都不是很理想，現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術的新一代產(chǎn)品，隨著單片機性能價格比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應用也越來越廣泛，大可構成復雜的工業(yè)過程 控制系統(tǒng)，完成復雜的控制功能。提高動手實踐能力、提高科學的思維能力。在教師指導下，運用工程的方法，通過一個較簡單 課題的設計練習，可使我們通過綜合的系統(tǒng)設計，熟悉設計過程、設計要求、完成的工作內容和具體的設計方法，掌握必須提交的各項工程文件。 具有復位功能。要求有以下功能： 開機時，顯示 時鐘 ； 按下菜單鍵與選擇鍵能進行時鐘與秒表的切換 。 4 主 要 設 計 條 件 MCS51 單片機實驗操作臺 1 臺； PC 機及單片機調試軟件； 單片機應用系統(tǒng)板 1 套； 制作工具 1 套； 系統(tǒng)設計所需的元器件。 有復位電路。 課 程 設 計 報 告 課程名稱 單片機原理與應用 課題名稱 電子秒表 設計 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 電氣 1101 班 學 號 202101010124 姓 名 劉精菁 指導教師 尋大勇 2021 年 6 月 19 日 2 湖南工程學院 課 程 設 計 任 務 書 課程名稱 單片機原理與應用 課 題 電子秒表 設計 專業(yè)班級 電氣工程及其自動化 學生姓名 劉精菁 學 號 202101010124 指導老師 尋大勇 審 批 任務書下達日期 2021 年 6 月 9 日 任務完成日期 2021 年 6 月 19 日 3 設計內容與設計要求 設計內容： 本課題以單片機為核心，利用其定時器和 6 段數(shù)碼管，設計一個電子秒表 。 有以下功能： 開機時，顯示時鐘 ； 按下菜單鍵與選擇鍵時進行時鐘 /秒表切換選擇； 能夠實現(xiàn) 30 個秒表成績的記錄。 設計要求： 1）確定系統(tǒng)設計方案； 2）進行系統(tǒng)的硬件設計； 3）完成必要的參數(shù)計算與元器件選擇 ； 4）完成應用程序設計； 5）進行單元電路及應用程序的調試； 6）寫出使用說明書。 說 明 書 格 式 1. 課程設計任務書 2. 目錄 3. 說明書內容 1）課題的設計要求、目的、意義 2）系統(tǒng)總體方案選擇與說明 3）系統(tǒng)結構框圖與工作原理 4）各單元硬件設計說明及計算方法 5）軟件設計與說明（包括流程圖） 6）調試結果與必要的調試 說明 7）使用說明 8）程序清單 9）總結 10）參考文獻 附錄 附錄 A 系統(tǒng)原理圖 附錄 B 程序清單 評分表 5 進 度 安 排 設計時間為兩周 第一周 星期一、上午：布置課題任務，講課及課題介紹 下午：借閱有關資料，總體方案討論 星期二、確定總體設計方案 星期三、硬件模塊方案設計 星期四、軟件模塊方案設計 星期五、各硬件模塊設計 第二周 星期一、各硬件模塊設計 星期二、各軟件模塊設計 星期三、各軟件模塊設計 星期四、寫說明書 星期五、上午：寫說明書，整理資料 下午：交設計資 料，答辯 參 考 文 獻 [1]王迎旭 .《單片機原理與應用》 .機械工業(yè)出版社 .2021年 7 月 [2]胡漢才 .《單片機原理及系統(tǒng)設計》 .清華大學出版社 .2021年 1 月 [3]潘永雄 .《新編單片機原理與應用》 .西安電子科技大學出版社 .2021 年 2 月 [4]張迎新 .《單片微型計算機原理、應用及接口技術》 .國防工業(yè)出版社 目 錄 6 第一章 概述 ......................................................................................... 7 1． 1 課題的設計要求 .................................................................. 7 1． 2 課題設計的目的和意義 ...................................................... 7 第二章 總體設計方案 ........................................................................ 8 2． 1 課題設計說明 ...................................................................... 8 2． 2 總體設計思路 ...................................................................... 8 第三章 結構框圖及工作原理 ............................................................ 9 3． 1 系統(tǒng)結構框架圖 .................................................................. 9 3． 2 電路組成及工作原理 .......................................................... 9 3． 2． 1 總體設計原理 ......................................................... 9 3． 2． 2 單機片的最小系統(tǒng)硬件電路原理圖 ................... 10 第 4 章 各單元硬件設計及計算方法 .............................................. 12 4． 1 硬件設計 ............................................................................ 12 4． 1． 1 最小系統(tǒng)設計 ....................................................... 12 4． 1． 2 數(shù)字鐘外圍電路設計 ........................................... 16 4． 2 計算方法 ............................................................................ 18 第五章 軟件設計及說明 .................................................................. 20 1 軟件設計 ............................................................................ 20 5． 2 流程圖 ................................................................................ 21 第六章 調試結果與調試說明 .......................................................... 22 6． 1 調試步驟 ............................................................................ 22 6． 2 調試結果 ............................................................................ 22 總 結 ................................................................................................. 23 參考文獻 ............................................................................................. 24 附 錄 ............................................................................................... 25 程序原理圖 ............................................................................ 26 程序清單 ................................................................................ 26 7 第一章 概述 1． 1 課題的設計要求 本課題以單片機為核心，利用其定時器和 6 段 數(shù)碼管，設計一個電子時鐘。 能夠實現(xiàn) 30個秒表成績的記錄 。 1． 2 課題設計的目的和意義 目的：通過課程設計的教學實踐，進一步學習、掌握單片機應用系統(tǒng)的有關知識，加深了 解單片機的工作原理。初步掌握簡單單片機應用系統(tǒng)的設計、制作、調試的方法。 意義：在日常生活和工作中，我們常常用到定時控制，如擴印過程中的曝光定時等。 它功能強大，體積小，質量輕，靈活好用，配以適當?shù)慕涌谛酒?，可以構造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。 2． 2 總體設計思路 主要設計思想是： 整個 系統(tǒng)用單片機為中央控制器，由單片機執(zhí)行采集時鐘芯片的時間信號并通過顯示模塊來輸出信號及相關的控制功能。系統(tǒng)設有 6個按鍵可以對秒表的開始 ，計數(shù)、停止、查看成績以及秒表與時鐘的切換 還可以復位時鐘。由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件，接口復雜一些。單片機采用 AT89S51 系列 ，這種 單片機可具有足夠的空余硬件資源實現(xiàn)其它的擴充功能。主控器為一塊 AT80C51 單片機，分別用 ~ 六個功能按鍵， P20~P24在秒表中為開始、計數(shù)、停止、查看成績的功能；在倒計時鐘表示為數(shù)位切換、數(shù)值加、減、倒計時開始的功能；在時間調整中為數(shù)位切換、數(shù)值加、減、確定的功能。 本設計總共利用了單片機一個時鐘（ T0）資源，一個定時器 0中斷。因此在正常使用中，為了保證發(fā)光二極管在電源電壓 V的作用下管子的工作電流不超過額定值，必須給發(fā)光二極管串聯(lián)一只限流電阻 R， R 的阻值可由下式算出： R＝（ VVF） /IF。 從上面原理圖 1可知，當單片機 的 輸出低電平（ 0V）時，有正向工作電流流過發(fā)光二極管，發(fā)光二極管就亮；相反，當 輸出高電平（ 5V）時，發(fā)光二極管沒有足夠電壓差產(chǎn)生工作電流，此時發(fā)光二極管不亮。 12 第 4 章 各單元硬件設計及計算方法 4． 1 硬件設計 4． 1． 1 最小系統(tǒng)設計