基于单片机实现的秒表课程设计.doc

2011~2012学年 第二学期 《》课 程 设 计 报 告 题 目： 专 业： 电子信息 班 级： 电子信息1 姓 名： 、 张开元、、 指导教师： 周珍艮 电气工程系 2012年月《数字系统设计》任务书课题名称 指导教师（职称） 周珍艮（副教授） 执行时间 201～201学年第二学期 第周 学生姓名 学号 承担任务 设计目的 1、综合运用所学的《单片机原理与应用》理论知识，通过实践加强对所学知识的理解，具备设计单片机应用系统的能力。2、。、该实验通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的计时、暂停、清零、快加功能，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义 设计要求 “秒表”：显示时间为00—99秒，每秒自动加1，另设计一个“开始”键和一个“复位”键。 摘 要 本实验利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，、LED数码管以及 关键词： 目 录 《单片机原理与应用》任务书 I 摘 要 II 目 录 III 第1章 秒表电路设计及原理 1 1.1 设计思路及描述 2 1.2 各部分单位电路程序的设计 3 第2章 原理图及PotelDXP的设计 6 2.1 电路原理图 8 2.2 PCB图的生成 8 2.3 元器件清单生成 8 第3章 仿真及结果分析 9 3.1 Proteus仿真图 9 3.2 结果分析 9 总结 10 参 考 文 献 11 附 录 12 答辩记录及评分表 13 “开始”按键按下，程序方将TR0置为1，从而开启中断，时钟开始走时；如“复位”按键按下，程序将TR0置为0，同时将存储时间的变量清零，从而中断停止，并实现复位。 本设计分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四大部分，这些模块中单片机占主控地位。其模块电路如图1-1所示。时钟电路常用的有内部时钟方式和外部时钟方式，但因为本设计中只需要一片单片机，所以采用内部时钟方式比较简单。按钮电路中的“复位”按钮是按键手动复位，它有电平和脉冲两种方式，比较电路的复杂程度，本设计选择了按钮电平复位电路，其他几个按钮则是通过单片机判断高低电平的不同来控制按钮。显示电路所用的数码管有共阴和共阳之分，不管使用何种数码管，P0口作为I/O使用时都是需要上拉电阻才能驱动数码管。另外，因为单片机的4个并行I/O口的输出电流一般是1mA,短路电流为4mA左右，而数码管的最少驱动电流也需要10mA，因而不管在使用共阴数码管时，单片机输出口也必须使用上拉电阻提高输出电流，才能驱动数码管。为了使电路简单化，本设计选用共阳数码管。 至于显示方式，我们使用动态显示方式。这个显示方式是将所有显示位的段码线的相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，而各位的共阴或共阴极分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。这种显示方式，简化了硬件电路，特别在多位数码管显示时尤为突出。 图1-1 模块电路 1.2 各部分单位电路的设计 1．时钟电路 图1-2时钟电路 时钟电路如图1-2所示，时钟电路的晶振频率越高，系统的时钟频率越高，单片机的运行速度也就越快。晶振频率根据设计需要设为12MHz，又根据谐振性质，电路中的电容C1、C2选择为30pF左右。该电容的的大少会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。 2.按钮电路 图1-3按钮电路 根据计算容抗的公式以及并联电阻变小的性质，可以知道，当S13断开时，C3的容抗大，管脚9处的电位U9为电阻R3上的压降，因而U9为低电平，复位键无效。当SW1按下时，R2与C3的并联阻抗变小，R3上的压降增大，U9为高电平，复位键有效，实现复位功能。本设计中C3取值22uF，电阻R2取值100欧姆，R3取值1K欧姆。具体电路如图1-3所示。还有开始，停止按钮。 3.显示电路 图1-4显示电路 P3口控制显示的是十位。不同的数码管显示方式，对应的最适合的共阴或者共阳级的数码管也不同。静态显示的适宜选共阳的数码管，动态显示的适宜选共阴的数码管。如果动态显示方式下选择共阳的数码管，位选端直接用单片机驱动则数码管的亮度不够，因而应该在位选端使用上拉电阻以提高数码管的驱动电流，但因为显示那个的数据段选的数目不同，故而需要用电阻对各段进行限流，以保证显示的每个数据亮度相同。相同情况下，静态显示的数码管的亮度要比动态的亮。 4.单片机 图1-5单片机 注：按键1指的是SW2，按键