单片机设计99秒马表.doc

单片机设计99秒马表是一个典型的单片机应用项目，旨在让学生深入理解单片机的工作原理、接口技术和程序设计。在这个设计中，学生需要使用AT89S51单片机为核心，构建一个能够计时99秒的装置，并具备开始、暂停和重置功能。 1. AT89S51单片机： AT89S51是一款8位的微处理器，由Intel公司的MCS-51系列发展而来。它包含了运算器、控制器、寄存器、内部RAM、程序存储器（Flash ROM）、定时器/计数器、串行通信接口等主要组件。该单片机具有4KB的可编程Flash存储器，可以存储用户程序，并且支持在线编程。 2. 时钟脉冲设计： 单片机的运行速度取决于时钟脉冲，通常需要一个外部晶体振荡器（如12MHz晶振）与两个电容（如30pF）构成振荡电路，提供稳定的时钟信号给CPU。时钟频率除以12得到机器周期，即单片机执行一条指令所需的最短时间。 3. 显示设计： 使用共阴极数码管进行时间显示，通常需要译码电路将单片机的输出转换为数码管的段驱动信号。在这个设计中，可能需要两个数码管分别显示十位和个位，以展示00到99的计时范围。 4. 独立式键盘： 一个按键用于启动计时，一个用于暂停，另一个用于重置。按键连接到单片机的I/O口，通过读取I/O口状态来识别按键操作。 5. 硬件原理图和PCB设计： 使用Protel等电子设计自动化（EDA）软件绘制硬件电路原理图，然后生成PCB布局，确保电路板上元件的布线合理，避免信号干扰。 6. 系统设计： - 设计流程图：描述了计时器的工作流程，包括初始状态、开始计时、暂停计时、重置计时等步骤。 - 程序设计：用汇编或C语言编写程序，实现对硬件的控制，包括计时器的初始化、计时逻辑、按键响应等功能。程序设计应遵循模块化原则，便于调试和维护。 7. 软硬件联机调试： 完成硬件和软件设计后，使用仿真器或烧录器将程序下载到单片机中，通过示波器、逻辑分析仪等工具进行联调，验证计时器功能的正确性。 8. 技术要求： 设计的马表在开始时显示“00”，首次按键开始计时，第二次按键暂停计时，第三次按键将计时清零。这要求单片机程序能够正确处理按键输入，并实时更新数码管的显示。 通过这个课程设计，学生不仅可以提升对单片机硬件和软件设计的理解，还能学习到电路设计、程序调试以及系统集成的方法，为未来从事相关领域的工作奠定基础。