编号： 2微机综合实践说明书题目：学院：专业：学生姓名：学号：指导教师单位：指导老师：目录一、摘要二、前言2.1、设计任务及功能简介 (1)2.2、设计项目应用及意义 (1)三、总体方案设计3.1、方案设计 (1)3.2、元器件清单 (2)四、电路原理图设计4.1、总体电路图 (2)4.2、复位电路设计 (3)4.3、晶振输入电路设计 (3)4.4、液晶显示电路 (4)4.5、开关电路 (4)五、系统硬件设计及说明5.1、硬件总体设计方案 (4)5.2、并行I/O口P0~P3结构与设计 (5)5.3、相关硬件说明 (6)5.4、定时/计数器工作原理 (10)六、系统软件设计及说明6.1、总体设计方案 (13)6.2、程序流程图 (13)6.3、系统程序 (15)七、我的工作---Proteus软件仿真7.1、软件仿真总体步骤 (15)7.2、在PROTEUS中设计出相应的硬件电路 (16)7.3、用keil软件生成HEX文件 (16)7.4、烧录程序仿真 (17)八、课程设计总结 (18)九、附录---秒表汇编程序 (19)一、摘要随着电子技术的飞速发展，电子技术在相关领域的运用也是越来越广泛，人们对它的认识也相应的增加。
常用于各种体育赛事以及各种要求精确时间的领域就要用到秒表计时器，秒表计时器开关的使用方法与传统的计时器相同，也就是按一下开关就开始计时，再按一下就停止，操作很是简单。
而复位开关可以在任何情况下使用，即使是正在计时，只要你按下复位键，计时就立即终止而且对秒表的时间清零。
这个课程设计就是利用所学到的电子元器件将脉冲源用液晶显示屏显示出来，以达到制作简易秒表的目的。
除此之外，此次设计还扩展了很多内容，比如倒计时设定，可以设定时间进行倒计时。
此设计可以应用到倒计时控制系统，进行定时控制等。
[关键词] 启/停开关复位按键液晶显示倒计时二、前言2.1、设计任务及功能简介 00-60秒表设计基础功能：用AT89S51单片机的定时/计数器T0产生一秒的定时时间，作为秒计数时间，当一秒产生时，秒计数加1，秒计数到60时，分计数加1。
拓展功能：(1)在秒表计数的基础上，实现类似跑步计时器的功能，用按键控制秒表的开始、暂停。
(2)可以执行按设定时间进行倒计时的功能。
2.2、设计项目应用及意义此次设计为秒表设计，故最大应用就是当秒表功能使用。
由于有扩展功能，因此还可以当倒计时器用途，可以设定倒计时时间等。
应用倒计时可以对机械实现定时控制等，对于定时控制方面有很大的帮助。
三、总体方案设计3.1、方案设计用AT89C51设计一个1602液晶显示的“秒表”，显示时间范围为0.00~655.36秒（此处可以通过设置两个变量进行进位操作来达到最大计数9999.99秒），计时精度达到0.01秒。
利用其定时器的原理，1602液晶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0.00~655.36秒的计时。
另外，通过独立按键的设计来对秒表进行控制。
key1键控制计时的开始与暂停、key3键控制“清零”和保存按下清零键前的最后一次所计时间。
（特别声明：每次处于“暂停状态”的时间都可以在此基础之上进行计时）。
总体设计方案框图开关MCS-51AT89C511602液晶显示3.2元器件清单序号元件名称数量1 AT89S51 12 1602液晶 13 30pf电容 24 12M晶振 15 按键 36 自锁开关 17 10u电容18 40p插座 19 LED指示灯110 10k电阻211 10k精密滑阻 112 排针四、电路原理图设计4.1、总体电路图如图所示：4.2、复位电路设计这个系统中的复位电路是采用上电加按钮来实现的。
因为MCS-51单片机的复位是靠外部电路实现的。
MCS-51单片机工作之后，只要在他的RST引线上加载10ms以上的高点平，单片机就能有效地进行复位。
MCS-51单片机通常采用上电自动复位、按键复位、以及上电加按键复位等，我们采用的是上电加按键复位方式，这样做的优点是上电后可以直接进入复位状态，当程序出现错误时，可以随时使电路复位。
复位电路4.3、晶振输入电路设计AT89C51单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器，引线XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。
单片机内部虽然有振荡电路，但要形成时钟，外部还需附加电路。
AT89C51的时钟产生方式有两种：内部时钟电方式和外部时钟方式。
由于外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中，所以此处选用内部时钟方式。
即利用其内部的振荡电路在XTAL1和XTAL2引线上外接定时元件，内部振荡电路产生自激振荡。
最常用的是在XTAL1和XTAL2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器，如图电路所示为单片机最常用的时钟振荡电路的接法，其中晶振可选用振荡频率为12MHz的石英晶体。
晶振输入电路原理图4.4、液晶显示电路液晶显示电路4.5、开关电路开关电路五、系统硬件设计及说明5.1、硬件总体设计方案最小系统应符合以下要求：（1）引出4个I/O端口，便于硬件拓展，同时接入排阻以满足更多的使用要求；（2）在上电自动复位的基础上添加按键复位功能，以提高系统的可控性；（3）采用按钮开关、继电器与稳压二极管构成电源电路，以提高系统的稳定性；（4）具有专门的编程端口；（5）采用内部时钟电路。
5.2、并行I/O口P0~P3结构与设计（1）P0口（P0.0~P0.7）P0口是一个8位漏极开路型双向I/O端口。
P0口可做通用I/O口使用，但在端口进行输入操作前，应先向端口的输出锁存器写“1”。
在CPU访问片外存储器时，P0口自动作为地址/数据复用总线。
在编程时，由P0口输入指令字节，而在验证程序时，P0口输出指令字节（验证时应外接上拉电阻）。
P0口能以吸收电流的方式驱动8个LS型TTL负载。
(2)P1口（P1.0~P1.7）P1口是一个内部带上拉电阻的8为准双向I/O端口。
当P1输出高电平是，能向外部提供拉电流负载，因此，不需再外接上拉电阻。
当端口用作输入时，也应先向端口的输出锁存器写入“1”。
在编程和验证程序时，P1口用来输入低8位地址。
P1口能驱动4个LS型TTL负载。
(3)P2口（P2.0~P2.7）P2口也是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O端口。
当CPU访问外部存储器时，P2口自动用作输出高8位地址，与P0低8位地址一起形成外部存储器的16位地址总线。
此时，P2口不再作为通用I/O口使用。
P2口可驱动4个LS型TTL负载。
在编程和验证程序时，P2口用作接收高8为地址。
(4)P3口（P3.0~P3.7）P3口是一个内部带上拉电阻的8位多功能双向I/O端口。
P3口除了作通用I/O端口外，其主要功能是它的各位还具有第二功能。
无论P3口作通用输入框还是作第二输入功能口使用，相应位的输出锁存器和第二输出功能段都应置“1”。
P3口能驱动4个LS型TTL负载。
P3口作为第二功能使用时各引脚定义如下：P3.0 ——RXD：串行口输入端；P3.1 ——TXD：串行口输出端；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/计数器0外部信号输入端；P3.5 ——T1：定时/计数器1外部信号输入端；P3.6 ——WR：外RAM写选通信号输出端；P3.7 ——RD：外RAM读选通信号输出端。
5.3、相关硬件说明（1）1602液晶显示器简介液晶显示器各种图形的显示原理:字符的显示用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。
这样一来就组成某个字符。
但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD 上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。
1602LCD主要技术参数：显示容量:16×2个字符芯片工作电压:4.5—5.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表10-13所示:编号符号引脚说明编号符号引脚说明1 VSS 电源地9 D2 数据2 VDD 电源正极10 D3 数据3 VL 液晶显示偏压11 D4 数据4 RS 数据/命令选择12 D5 数据5 R/W 读/写选择13 D6 数据6 E 使能信号14 D7 数据7 D0 数据15 BLA 背光源正极8 D1 数据16 BLK 背光源负极表10-13：引脚接口说明表第1脚：VSS为地电源。
第2脚：VDD接5V正电源。
第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。
第15脚：背光源正极。
第16脚：背光源负极。
（2）AT89C51部分系统功能与引脚说明1）AT89C51单片机各引脚图如下所示：P1.0 ┫1 40┣ VccP1.1 ┫2 39┣ P0.0P1.2 ┫3 38┣ P0.1P1.3 ┫4 37┣ P0.2P1.4 ┫5 36┣ P0.3P1.5 ┫6 35┣ P0.4P1.6 ┫7 34┣ P0.5P1.7 ┫8 33┣ P0.6RST/Vpd ┫9 AT89C51 32┣ P0.7RXD P3.0 ┫10 31┣ -EA/Vpp（内1/外0 程序地址选择） TXD P3.1 ┫11 30┣ ALE/-P （地址锁存输出）-INT0 P3.2 ┫12 29┣ -PSEN （外部程序读选通输出）-INT1 P3.3 ┫13 28┣ P2.7T0 P3.4 ┫14 27┣ P2.6T1 P3.5 ┫15 26┣ P2.5-WR P3.6 ┫16 25┣ P2.4-RD P3.7 ┫17 24┣ P2.3X2 ┫18 23┣ P2.2X1 ┫19 22┣ P2.1GND ┫20 21┣ P2.0AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。