单片机系统课程设计--数字秒表设计.docVIP

目 录 1 引言 4 2 总体方案设计 4 2.1硬件组成 4 2.2 方案论证 5 2.3 总体方案 5 3 硬件电路设计 6 3.1 单片机及其外围电路 6 3.2 按键电路 7 3.3 数码管显示电路 8 4 系统软件设计 10 4.1 主程序设计 10 4.2 中断服务程序设计 12 4.3 部分主要子程序的设计 13 5 系统调试与总结 13 5.1 系统功能测试 13 5.2 总结 13 参考文献 14 附录A 系统原理图 15 附录B 源程序 16 1 引言 随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，数字电路课题设计的进行使我们有了这个非常好的机会是一种应用非常广泛的计时工具，显示的钟显示清晰直观、走时准确，并且还可以扩展出多种功能，本设计利用数量较少的芯片研制了，主要功能2 总体方案设计 2.1硬件组成 1）控制器。作为控制系统的核心，。 2）键盘：需要四个按键，选用单片机实验板上的独立键盘即可，用于控制计时。 3）数码管：对于数字显示电路，通常采用液晶显示或数码管显示。本设计的显示电路采用8段数码管作为显示介质。数码管显示可以分为静态显示和动态显示两种，本设计采用动态显示。 图2. 硬件方框图 方案论证控制器的选择是确定整个系统硬件方案的关键，它关系到其它几个部分方案的确定，对于，控制器的可选方案有以下种： 总体方案 按照上述方案论证的结果，的总体方案框图如图2.所示。 图2.3 总体方案框图“秒表”，显示时间范围为00.00~99.99秒，计时精度达到0.01秒。利用其定时器的原理，数码管以及定时器中断来设计计时器。将软硬件结合起来，使得系统能实现0.00~99.99秒的计时。另外，通过独立按键的设计来对秒表进行控制。key1键控制计时的开始、key2键控制计时时的保存数据然后可以通过key4键控制数据的输出（可以保存十个，该功能可用于赛跑中的计时）、key3键控制“清零”。 3 硬件电路设计 3.1 单片机 图3.1.1 单片机最小系统 3.2 按键电路 本设计中有四个按键，分别实现开始、保存、复位和查看功能。这四个键采用中断的方法。对于复位键和查看键，主要功能在于数值复位和对上次计时时间的查看，对于时间的要求不是很严格，而开始和暂停键主要用于时间的锁定，需要比较准确的控制。对复位键和查看键采用查询的方式，而对于开始和暂停键采用外部中断。四个按键均采用低电平有效，具体电路连接图如图3.2.1所示。 图3.2.1 按键电路 当按键没有按下时，单片机的I/O口直接连接电源，因此需要接上拉电阻来进行限流，本设计中选取阻值为2kΩ 的电阻作为上拉电阻，根据计算可知此时的灌电流为2.5mA，查看8052的资料得知次电流在安全范围内，符合安全设计要求。 按键电路中由于采用了外部中断，所以需要用到P3口的第二功能。P3口引脚的第二功能如表3.2.2所示。 表3.2.2 P3口引脚第二功能表 P3口引脚 特殊功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 INT0（外部中断0请求输入端） P3.3 INT1（外部中断1请求输入端） P3.4 T0（定时器/计数器0计数脉冲输入端） P3.5 T1（定时器/计数器1计数脉冲输入端） P3.6 WR(片外数据存储器写选通信号输出端) P3.7 RD（片内数据存储器读选通信号输出端） 3.3 数码管显示电路 对于数字显示电路，通常采用液晶显示或数码管显示。本设计的显示电路采用8段数码管作为显示介质。具体电路连接图如图3.3.1所示。数码管显示可以分为静态显示和动态显示两种。由于本设计需要采用4位数码管显示时间，如果静态显示则占用的口线多，硬件电路复杂。所以采用动态显示。 动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。通常各位数码管的段选线相应并联在一起，由一个8位的I/O口控制；各位的公共阴极位选线由另外的I/O口线控制。动态方式显示时，各数码管分时轮流选通，要使其稳定显示必须采用扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管，并送出相应的段码，在另一时刻选通另一位数码管，并送出相应的段码，依此规律循环，即可使各位数码管显示将要显示的字符，虽然这些字符是在不同的时刻分别显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间隔足够短就可以给人同时显示的感觉。 图3.3.1 数码管电路 数码显示管分为共阳数码管和共阴数码管两种，本设计采用共阳极数码管显示。 共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起，通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种