毕业设计（论文）-基于单片机的电子秒表设计.docVIP

福建电力职业技术学院 毕业设计报告 题 目 基于单片机的电子秒表设计 自动化工程 系 电气自动化 专业 2008 级 2 班 学 号 姓 名 指导教师 完成日期 2010 年 12 月 摘 要 电子秒表在生活中的应用,它可广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量实验,还可用来验证牛顿第二定律、机械能守恒等物理实验,同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合.测定短时间间隔的仪表。有机械秒表和电子秒表两类。机械秒表与机械手表相仿，但具有制动装置，可精确至百分之一秒；电子秒表用微型电池作能源，电子元件测量显示，可精确至千分之一秒。广泛应用于科学研究、体育运动及国防等方面在当今非常注重工作效率的社会环境中，定时器能给我们的工作、生活以及娱乐带来很大的方便，充分利用定时器，能有效的加强我们的工作效率。 数字电子秒表是利用数字电子技术把模拟信号转换成数字信号来完成的，具有直观、准确性高的特点。 本设计的数字电子秒表系统采用AT89C51单片机为中心器件，利用其定时器/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、LED数码管以及外部中断电路来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现LED显示，显示时间为0～59秒，计时精度为0.1秒，能正确地进行计时。其中软件系统采用C语言编写程序，包括显示程序，定时中断服务，外部中断服务程序，延时程序等，并在WAVE中调试运行，硬件系统利用PROTEUS强大的功能来实现，简单且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。 [关键词] AT89C51单片机；电子秒表；C语言 目 录 第一章 绪论 1 1.1 秒表及其发展现状 1 1.2 设计目的及意义 1 1.3 设计内容 1 1.4 课题设计要求 1 第二章 硬件设计 2 2.1 总体方案的设计 2 2.2 单片机的选择 3 2.2.1 AT89C51单片机性能介绍 4 2.2.2 单片机最小系统 6 2.3 显示电路的选择与设计 8 2.4 按键电路的选择与设计 9 2.5 时钟电路的选择与设计 9 2.6 系统总电路的设计 9 第三章 软件设计 9 3.1 程序设计思想 9 3.2 程序框 9 3.3 源程序及说明 9 第四章 系统的仿真与调试 9 4.1 硬件的调试 9 4.1.1 排除元器件失效 9 4.1.2 排除电源故障 9 4.1.3 联机仿真调试 9 4.2 软件的仿真与调试 9 4.2.1 Proteus简介 9 4.2.2 软件的仿真 9 4.2.3 软件的调试 9 结 论 9 致 谢 9 参考文献 9 附录 源程序及说明 9 第一章 绪论 1.1 秒表及其发展现状 时间是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。测量时间的基本方法是使用秒表直接测量。其中秒表的精度是人们最关心的，这就要求它的计时最小单位足够小，显示模块的灵敏度足够高。目前人们所能测量的最小计时单位是毫秒级。 1.2 设计目的及意义 本设计要使时间的测量准确,就必须使系统有更小的计时单位和更灵敏的按键。本设计还加入了报警电路，每次清零都会报警。设计采用的元件功能较强，省去了很多复杂的电路降低了设计成本。 1.3 设计内容 本课题是基于单片机的数字秒表系统设计，其利用单片机作为系统的主要控制器，通过单片机自身的定时计数器溢出标志产生最小计时单元，经过变量的累加和判断后，通过LED数码管显示。本人的主要是运用AT89C51单片机作为主控制单元及数据处理单元。 1.4 课题设计要求 课题需要以MCS-51系列单片机为核心，结合外围电路，制作一款时间参数测量系统。 具体要求如下： (1)提出基于单片机的时间测量系统实现方案。 (2)制作完整的硬件电路图并编写完整的源程序，实现时间参数的测量。 (3)误差要求小于1%。 第二章 硬件设计 2.1 总体方案的设计 数字电子秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点，在计时中广泛使用。本设计用单片机组成数字电子秒表，力求结构简单、精度高为目标。 本设计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、LED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。 方框图如下图： 图2.1 数字秒表设计导向图 本设计用AT89C51设计一个3位LED数码显示“秒表”，显示时间为00.0~59.9秒。增加一个“复位00.0”按键（即清零）key1，一个“暂停/开始”按键key2，一个“复位60.0”按键（用来60秒倒计时）key3，一个“倒计时”按键key4。 方框图如下图： 图2