电子计时器综合系统解决方案.doc

吉林建筑大学 电气与计算机学院 单片机原理与应用A课程设计报告 设计题目： 电子计时器综合系统 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 设计时间： 2015.09.07－2015.09.18 第一章绪论 2 第二章 设计方案与论证 3 一、总体设计方案 4 二、最小系统设计 4 2.1时钟电路设计 4 2.2复位电路设计 4 2.3最小系统设计 4 三、数码管显示模块设计 5 四、按键控制模块设计 5 第三章 程序制作 6 3.1编程软件介绍 6 3.2程序框图设计 7 第四章 仿真调试 9 第五章 现象与收获 11 第六章 参考文献 12 附 录 13 附件1：原理图 14 附件2：仿真图 15 附件3：程序 16 第一章 绪论 一、课程设计目的及内容 1、目的：本次课程设计是对理论讲授的一个应用的过程，通过此次课程设计一方面使学生对课堂所学单片机原理知识进一步巩固和验证，另一方面也增加学生的感性认识，有助于加深对所学知识的理解，同时锻炼学生的实际动手能力和分析问题解决问题的能力。 2、内容：利用AT89C51单片机的定时器，中断，串行口，内存等内部资源扩展外部4个键盘，4位LED8段数码管，设计一个具有多种I/O接口的综合性功能电路，并编写出有个性有特色的应用软件用以实现电子计时器的功能。 二、课程设计要求： （1）有上电指示灯。 （2）能正确手动复位。 （3）能产生12MHz的振荡信号供单片机使用。 （4）4位LED显示：动态扫描方式显示，要求无闪烁，能正确显示程序送显的数据，可以使用液晶屏。 （5） 能按照分秒进制规则显示，其中两位LED显示秒，两位LED显示分，每一秒钟秒加一，加到60产生进位同时分加一，当分位加至60则全清零，从零开始重新计时。 （6）外扩4个按键，能够正确识别键值，当某些键按下时，能正确调整LED显示，能实现计时秒表功能，精确到0.01秒，可以使用键盘。 三、提交设计报告一份要求如下： （1）．简述设计目的； （2）．阐述设计原理； （3）．按步骤设计； （4）．绘制硬件原理图； （5）．用protues仿真； （6）．给出程序清单； （7）．字迹工整，文句通顺，内容涉及公式部分一律用公式编辑器编辑， 正文用宋体小四字，标题一律用黑体四号字。同时写出课程设计过程中的运行结果，现象，体验与收获。 第二章 设计方案选择与设计 一、总体设计方案 使用STC89C51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。 系统框图： 图1.1系统框图 二、单片机最小系统设计 2.1、 时钟电路设计 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。 图2.2.1时钟电路设计 2.2、 复位电路设计 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。 图2.2.2复位电路设计 2.3、最小系统设计 图2.2.3最小系统 2.4、 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储器，而是直接使用内部的存储器。 2.5.、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