XXXXXX学院51单片机系统设计课程设计报告题目：秒表系统设计专业、班级：学生姓名：学号：指导教师：分数:[摘要]本设计是一个秒表计时器，采用51单片机实现。
电路包括以下几部分：单片机最小系统部分，数码管显示部分，摁键开关部分部分。
电路选用共阴型4位数码管组成时钟显示电路；时钟的增减控制以及清零部分主要由轻触开关构成的摁键系统组成；信号接收和处理部分主要由单片机来执行。
接通电源后，秒表计时器处于初始状态，4位数码管显示000.0。
当摁下“开始”开关时，秒表开始计时，数码管显示当前状态的时间。
当再次摁下开关时，数码管停止计时。
摁下“清零”键后，系统重新回到初始状态。
[关键词]单片机最小系统秒表计时摁键控制1、任务设计一个秒表计时器，在51单片机的控制作用下，采用4个LED数码管显示时间，计时范围设置为00.0~60.0秒，即精确到0.1秒，用按键控制秒表的“开始”、“暂停”、“复位”，按“开始”按键，开始计时；按“暂停”按键，系统暂停计时；再按“开始”键，系统继续计时；数码管显示当前计时值；按“复位”按键，系统清零。
2、设计要求（1）开始时显示00.0。
每按下S1键一次，数值加1s；（2）每按下S2键一次，数值减1s；（3）每按下S3键一次，数值清零；（4）每按下S4键一次，启动定时器使数值开始自动每秒加1，再次按下S4键，数值停止自动加1，保持显示原数。
3、发挥部分（1）开关按键3：“复位60.0”按键（用来60秒倒计时）。
按键按下去时数码管复位为“60.0”（用于倒计时）。
（2）开关按键4：倒计时“逐渐自减”按键。
按键按下去则是数码管开始“逐渐自减”倒计时。
（3）开关按键5：倒计时初始值“增加”按键。
（4）开关按键6：倒计时初始值“减小”按键。
4、课程设计的难点单片机电子秒表需要解决三个主要问题，一是有关单片机定时器（一个控制顺序计时，一个控制倒计时）的使用；二是如何实现LED 的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程。
5、课程设计仪器集成电路芯片STC89C52，八段数码管，MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件（keil uvision2）。
摘要 (2)关键词 (2)任务书 (3)1、设计任务目的 (5)2、设计方案选取与论证 (5)2.1 系统总体设计方案 (5)2.2 系统整体框图 (5)3、电路设计 (6)3.1 单片机最小系统设计 (6)3.2 数码管显示模块设计 (6)3.3 摁键控制系统模块设计 (6)3.4 程序设计 (6)4、制作及调试过程 (11)5、结果分析和总结 (12)参考文献 (12)附录a 秒表计时器原理图 (13)附录b 元器件清单 (14)附录c 秒表计时器实物图 (15)1、设计任务目的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、 设计方案选取与论证2.1系统总体设计方案使用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。
2.2 系统总体整体框图图2.2 系统设计框图3、 电路设计3.1 单片机最小系统设计图3.1 单片机最小系统STC89C52单片机最小系统模块独立摁键控制模块4位数码管显示模块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。
3.2 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"a,b,c,d,e,f,g,dp"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。
3.3 摁键控制系统模块设计由P1口作为独立摁键信号的输入端控制时钟的加1s、减1s、复位60.0s等操作。
用外部中断0作为秒表计时器的开启和暂停的操作。
且所有摁键均为低电平有效。
其中部分摁键为单刀双掷开关用于控制增计时或减计时以及限60.0s计时和60.0s外计时。
3.4 程序设计如下：#include<reg52.h> //包含52单片机寄存器定义的头文件unsigned char Tab1[ ]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //段码表unsigned char Tab2[ ]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}; //个位段码表unsigned int x;unsigned char k;sbit int0=P3^2;sbit int1=P3^3;sbit SUB60=P1^1;sbit S60=P1^2;sbit K5=P1^3;sbit K6=P1^4;sbit K7=P1^5;sbit K8=P1^6;/***************************延时1ms基准******************************************/void delay1ms(unsigned int i){unsigned char j;while(i--){for(j=0;j<125;j++) //1ms基准延时程序12MHZ晶振{;}}}/******************************************************************** ******************************数码管显示程序***********************************************/void Display(unsigned int x){P2=0xfe; //P2.0引脚输出低电平，DS6点亮P0=Tab1[x/1000]; //显示百位delay1ms(6);P2=0xfd; //P2.1引脚输出低电平，DS6点亮P0=Tab1[x%1000/100]; //显示十位delay1ms(6);P2=0xfb; //P2.2引脚输出低电平，DS6点亮P0=Tab2[x%100/10]; //显示个位delay1ms(6);P2=0xf7; //P2.3引脚输出低电平，DS7点亮P0=Tab1[x%10]; //显示0.1位delay1ms(6);P2=0xff;}/*******************************************函数功能：主函数******************************************/void main(void){x=0;TMOD=0x01; // TMOD=0000 0001B,使用计数器T0的工作方式1EA=1; //开起总中断ET0=1; //允许定时器T0的中断EX0=1; //允许外中断INT0IT0=1; //INT0为下负脉冲触发方式TH0=(65536-50000)/256; //计数器T0高8位赋初值TL0=(65536-50000)%256; //计数器T0低8位赋初值TF0=0; //溢出标志位清零while(1){/****************************************************************************K5 P1.3按一次加1开关S1***************************/ if(K5==0){delay1ms(20);if(K5==0){x=x+10;}while(!K5); //摁键关断摁一次触发一次}/***********************************************************************K6 P1.4按一次减1开关S2**************************/ if(K6==0){delay1ms(20);if(K6==0){if(x==0){x=10; //在00.0的时候停止}x=x-10;}while(!K6); //摁键关断摁一次触发一次}/******************************************************************** *******************K7 P1.5初始值赋值为60.0秒开关S5********************/if(K7==0){delay1ms(20);if(K7==0){x=600; //赋初值60.0秒}while(!K7); //摁键关断摁一次触发一次}/******************************************************************** *******************S60 控制60S停止开关P1.2****************************/if(x==600){if(S60==0) //如果P1.2口是低电平，秒表变化范围00.0~60.0{TR0=0;}}/******************************************************************** ******************K8 P1.6清零clear0摁键开关S3************************/ if(K8==0){delay1ms(20); //延时消震if(K8==0){x=0; //数据清0 数码管显示000.0TR0=0; //溢出标志位清0}}/************数码管显示***************************************/ Display(x);}}/**********INT0中断函数用于开始或暂停开关S4****************** **************************************************************/ void begin_stop() interrupt 0{if(int0==0){delay1ms(30); //延时消震if(int0==0){TR0=~TR0; //按键摁一次读秒开始或暂停if(x==0&&SUB60==0){TR0=0;}}}}/***************************************************************T0 计数器中断控制每隔加0.1秒***********************/ void add_one0() interrupt 1{k++;if(k==2){k=0;TF0=0;if(SUB60==1) //当P1.1口是高电平时秒表加0.1s//当P1.1口是低电平时秒表减0.1s{x=x+1; //秒表加0.1s}else{x=x-1; //秒表减0.1s}if(x==0){TR0=0;}if(x==9999){TR0=0;}}TH0=(65536-50000)/256; //计数器T0高8位赋初值TL0=(65536-50000)%256; //计数器T0低8位赋初值}4、制作及调试过程4.1 电路的制作(1) 分析各单元电路图，并分析其各部分的功能；(2) 用仿真软件仿真电路的功能，并检查是否有错，无误后进行下步工作；(3) 查找有关文献了解各元件的功能及引脚和有关的资料；(4) 分别焊接单片机最小系统、数码管显示电路和摁键控制电路，与此同时检查各元器件是否可用，并分辨其引脚；(5) 对照事先设计好的原理图仔细检查在实物中是否有接错的地方(主要检查集成电路的引脚与导线是否出错接错和是否出现了短路)，若发现有，就立即改正。