基于51單片機的時鐘秒表

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1、目錄摘要11設(shè)計目的及要求21.1設(shè)計目的21.2設(shè)計要求22設(shè)計方案選擇32.1芯片簡介32.2總體設(shè)計思路32.3單元電路設(shè)計42.3.1時鐘模塊42.3.2復(fù)位電路模塊42.3.3控制模塊52.3.4顯示模塊53軟件設(shè)計63.1整體程序設(shè)計思路63.2程序流圖63.3主要程序代碼84仿真調(diào)試114.1keil簡介114.1keil與protues聯(lián)調(diào)114.2仿真實現(xiàn)125硬件實現(xiàn)125.1程序下載步驟125.1硬件調(diào)試136拓展146.1設(shè)計原理146.2主要程序清單146.3仿真實現(xiàn)157心得體會16參考文獻1

2、719摘要本設(shè)計的數(shù)字秒表系統(tǒng)采用STC89C52單片機為中心器件，利用其定時器/計數(shù)器原理，結(jié)合LED數(shù)碼管以及按鍵電路來設(shè)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)四位LED顯示，顯示時間為00.00～99.99秒，計時精度為0.01秒，能正確地進行計時。同時，我在此基礎(chǔ)上，又設(shè)計了時鐘秒表定時器，可以顯示年、月、日、星期、時間進制、時、分、秒、、以及鬧鐘啟/停狀態(tài)，可以實現(xiàn)時間的調(diào)整，時鐘/秒表功能的轉(zhuǎn)換，鬧鐘的啟/停。其中軟件系統(tǒng)采用C語言編寫程序，包括顯示程序，定時中斷服務(wù)，延時程序等，并在keil中

3、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)，利用單片機開發(fā)板可下載程序，實現(xiàn)硬件實現(xiàn)。關(guān)鍵詞：秒表，時鐘，定時/計數(shù)器191設(shè)計目的及要求1.1設(shè)計目的本設(shè)計主要是應(yīng)用Proteus軟件和嵌入式C語言編程工具，結(jié)合單片機原理及應(yīng)用、微機原理與接口技術(shù)等專業(yè)課程，強化和鞏固專業(yè)理論基礎(chǔ)，掌握Proteus仿真的技巧和嵌入式C語言編程工具，提高單片機開發(fā)能力，并為嵌入式開發(fā)打下基礎(chǔ)。1.2設(shè)計要求試用定時器/計數(shù)器設(shè)計一個簡單的秒表，能顯示計時狀態(tài)和結(jié)果。要求進行

4、電路仿真實驗，并使用C語言進行程序的開發(fā)。192設(shè)計方案選擇2.1芯片簡介本設(shè)計選擇采用STC89C52單片機為核心。STC89C52是一個低電壓、高性能CMOS8位單片機帶有64K字節(jié)的可反復(fù)擦寫的程序存儲器。和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器RAM，這種器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丟失存儲技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與MCS-52系列的單片機兼容。片內(nèi)含有8位中央處理器和閃爍存儲單位，有較強的功能的STC89C52單片機能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中。STC89C52提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)：4K字節(jié)閃爍存儲器，128字節(jié)隨機存取數(shù)據(jù)存

5、儲器，32個I/O口，2個16位定時/計數(shù)器，1個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，1個串行通信口，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。另外，STC89C52還可以進行0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機存取數(shù)據(jù)存儲器、定時/計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。2.2總體設(shè)計思路本設(shè)計使用89C52芯片作為控制芯片，復(fù)位電路和時鐘電路構(gòu)成單片機最小系統(tǒng)。利用P1口8個引腳接上拉電阻，然后連接四位共陰極數(shù)碼管段選段即P0.0—P0.7分別連接共陰極數(shù)碼管的A—DP腳，P1.0—P1.3分別反相器

6、74HC04再與數(shù)碼管的位選端1—4腳連接，實現(xiàn)秒表的顯示。利用P3.2和P3.3分別連接了2個按鍵，分別用來控制秒表復(fù)位、開始/暫停。單片機控制原理圖如下：圖2.2單片機控制原理圖192.3單元電路設(shè)計本設(shè)計主要分為時鐘電路模塊，復(fù)位電路模塊，顯示模塊和控制模塊。設(shè)計方案如下：2.3.1時鐘模塊圖2.3時鐘電路如上圖所示，89C52單片機的時鐘信號通常用內(nèi)部振蕩方法得到，在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方法。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了

7、自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。晶振通常選擇6MHz、12MHz、24MHz。本設(shè)計采用12MHz晶振。圖中電容C1、C2起到穩(wěn)固振蕩頻率、快速起振的作用。電容值一般為5—30pF。本設(shè)計選用22pF電容。2.3.2復(fù)位電路模塊圖2.4復(fù)位電路復(fù)位操作完成電路的初始化，使單片機從一種確定的狀態(tài)開始運行。由上圖可知，控制模塊實際上就是單片機的最小系統(tǒng)。本設(shè)計采用常用的上電且開關(guān)復(fù)位電路。上電后，由于電容的充電，使RST持續(xù)一段高電平時間。當(dāng)單片機已在運行中時，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位

8、的操作。此處，C3電容取20uF，R1=1K。192.3.3控制模塊控制部分電路連接如下圖所示：圖2.5控制電路單片機檢測按鍵的原理是：單片機的I/O口既可作為輸出也可作為輸入使用，當(dāng)檢測按鍵時，用的是它的輸入功能，我們把按鍵的一端接地，另一端與單片機的某個I/O口相連，開始時先給該I/O口賦一高電平，然后讓單片機不