秒表计时器设计报告.pdfVIP

1、实训任务目的

1.根据单片机课程所学内容，结合其他相关课程知识，设计电子秒表，以加深

对单片机知识的理解，锻炼实践动手能力，为以后的毕业设计和工作打下坚实基

础；

2.熟悉汇编语言或C语言的程序设计方法，熟悉51系列单片机的使用；

3.掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、I/O口、串行

口通讯等功能；

4.掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现。

2、设计方案

2.1系统总体设计方案

使用STC89C52单片机作为核心控制部件，采用12M晶体振荡器及30PF微小

电容构成振荡电路；用1个四位一体共阴极数码显示管作为显示部分，构成数字

式秒表的主体结构，配合独立式键盘和复位电路完成此秒表的计时、清零、停止、

增减初始时间等各项功能。

2.2系统总体整体框图

独立摁键控AT89C52单片机4位数码管显

制模块最小系统模块示模块

图2.2系统设计框图

3、电路设计

3.1硬件部分系统设计

3.1.1电路原理图

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图3.1.秒表计时器电路图

1.时钟电路

在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件（一个石英晶体和两个电容），

内部振荡器便能产生自激振荡。在本设计中采用的12M的石英晶振。和晶振并

联的两个电容的大小对振荡频率有微小影响，可以起到频率微调作用。当采用石

英晶振时，电容可以在20～40pF之间选择。

2.复位电路

复位操作通常有两种基本形式：上电自动复位和开关复位。上电瞬间，电容

两端电压不能突变，此时电容的负极和RESET相连，电压全部加在了电阻上，

RESET的输入为高，芯片被复位。随之+5V电源给电容充电，电阻上的电压逐

渐减小，最后约等于0，芯片正常工作。并联在电容的两端为复位按键，当复位

按键没有被按下的时候电路实现上电复位，在芯片正常工作后，通过按下按键使

RST管脚出现高电平达到手动复位的效果。

3.EA/VPP（31脚）的功能和接法

51单片机的EA/VPP（31脚）是内部和外部程序存储器的选择管脚。当EA保

持高电平时，单片机访问内部程序存储器；对于现今的绝大部分单片机来说，其

内部的程序存储器（一般为flash）容量都很大，因此基本上不需要外接程序存

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储器，而是直接使用内部的存储器。

4.P0口外接上拉电阻

51单片机的P0端口为开漏输出，内部无上拉电阻。所以在当做普通I/O输

出数据时，由于V2截止，输出级是漏极开路电路，要使“1”信号（即高电平）

正常输出，必须外接上拉电阻。

3.1.2数码管显示模块设计

显示部分采用动态显示。数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一

种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划个显示笔划个显示笔划的同

名端连在一起，另外为每个数码管的共阴极增加位选通控制电路，位选通由各自

独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，

但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通端电路的控制，所以

我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的

数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的位选通端，就使各个数码管轮

流受控显示，这就是动态驱动。动态显示是利用人眼视觉暂留特性来实现显示的。

事实上，显示器上任何时刻只有一个数码管有显示。由于各数码管轮流显示的时

间间隔短、节奏快，人的眼睛反应不过来，因此看到的是连续显示的现象。为防

止闪烁延时的时间在1ms左右，不能太长，也不能太短。

3.1.3焊接过程的问题和解决办法

因为对焊接技术的不熟练，所以在焊接的过程中也出现了一些问题。例如

出现虚