基于89C51单片机的秒表课程设计.doc
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《单片机技术》 课程设计报告 题 目: 基于MCU-51单片机的秒表设计 班 级: 学 号: 姓 名: 同组人员: 指导教师: 王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日 目 录 1 课程设计的目的 3 2 课程设计题目描述和要求 3 2.1实验题目 3 2.2设计指标 3 2.3设计要求 3 2.4增加功能 3 2.5课程设计的难点 3 2.6课程设计内容提要 4 3 课程设计报告内容 4 3.1设计思路 4 3.2设计过程 5 3.3 程序流程及实验效果 6 3.4 实验效果 12 4 心得体会 13 基于 MCS-51单片机的秒表设计 摘要:单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体 化高科技产品,具有功耗低,安全性高,使用方便等优点。本次设计内容为以 8051 单片机为核心的秒表,它采用键盘输入,单片机技术控制。设计内容以硬件电路设计, 软件设计和 PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,用集成电路芯片 、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使他拥有正确的计时、暂 停、清零、并同时可以用数码管显示,在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节,课程设计的 目的就是配合本课程的教学和平时实验,以达到巩固消化课程的内容,进一步加强综合 应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练,启发创新思维,使之具有独立单片 机产品和科研的基本技能,是以培养学生综合运用所学知识的过程,是知识转化为能力 和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求 2.1实验题目 开始时,显示"00.0",第一次按下按钮后开始从0- 99.9s计时,显示精度为0.1s;对用有4个功能按键,第1个按键复位00.0,第2个按键正 计时开始按钮,第3个按键复位99.9,第4个按钮倒计时开始。 2.2设计指标 了解8051芯片的的工作原理和工作方式,使用该芯片对 LED 数码管进行显示控制,实现用单片机的端口控制数码管,显示分、秒,并能用按钮实现 秒表起动、停止、99.9秒、倒计时清零等功能,精确到0.1秒。 要求选用定时器的工作方式,画出使用单片机控制LED 数码管显示的电路图,并实现其 硬件电路,并编程完成软件部分,最后调试秒表起动、停止、清零等功能。 2.3设计要求 (1) 画出电路原理图(或仿真电路图); (2) 软件编程与调试; 2.4增加功能 增加一个"复位 00.0"按键(即清零),一个"暂停"和"开始"按键,一个"复位 99.9" 按键(用来99.9秒倒计时),一个倒计时"逐渐自减"按键。 2.5课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题,一是有关单片机定时器(一个控制顺序计时 ,一个控制倒计时)的使用;二是如何实现 LED 的动态扫描显示;三是如何对键盘输入进行编程。 2.6课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,结合集成电路芯片8051、LE D 数码管以及实验箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正 确 地进行计时,数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有四个开关按键:其中key2 按键按下去时开始计时,即秒表开始键(同时也用作暂停键),key1按键按下去时数码管 清零,复位为"00.0",key3 按键按下去时数码管复位为"99.9"(用于倒计时),key4 按键按下去则是数码管开始"逐渐自减"倒计时。 3 课程设计报告内容 3.1设计思路 3.1.1 系统硬件方案设计 单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的 存 储器、I\O 接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。 在单片机应用系统中,单片机是整个系统的核心,对整个系统的信息输入、处理、信 息输出进行控制。与单片机配套的有相应的时钟电路如图3.1所示以及扩展的存储器和 I\O 接口,使单片机应用系统能够运行。 在一个单片机应用系统中,往往都会输入信息和显示信息,这就涉及键盘和显示器。 在单片机应用系统中,一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显 示器一般都没有统一的规定,有的系统功能复杂,需输入的信息和显示的信息量大,配 置的键盘 和显示器功能相对强大,而有些系统输入/输出的信息少,这时可能用几个按键和几个 LED 指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘,也可能 是矩阵键盘。这里我们选择独立键盘如图3.2所示。系统硬件结构整体如图3.3所示。 图3.1 时钟电路 图3.2 按键电路 图3.3 系统硬件结构框图 3.2设
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