单片机报告

Southwest University of Science and Technology

《计算机基础及实践》课程设计与制作

题目名称：
基于单片机的数显秒表设计与制作

学生姓名： XXX
专业班级： 自动XX
学 号： 51XXX
任课教师： 聂XX 教授
所在学院： 信息工程学院
完成时间： 2018 年 6 月 11 日

题目名称：
1基于单片机的数显秒表设计与制作
2基于单片机的5W直流电机控制器设计与制作
3基于单片机的简易脉冲计数与脉冲周期显示器设计与制作
4基于单片机的十字路口红绿灯切换控制器设计与制作

目录
1.设计任务和性能指标
1.1课题内容
1.2课题要求
1.3 课题目的…
2.设计方案
2.1 需求分析
2.2 方案论证
3.系统软件设计
3.1 系统软件流程图
3.2 实验程序清单
3.3 实验效果展示…
4.系统硬件设计
4.1调试步骤
4.2设计实验电路图
5.心得体会…

6.参考文献 …

1 设计任务和性能指标

1.1课题内容

用AT89C51 设计一个秒表，该秒表课可显示 0.0~99.9 秒的时间， 进行相应的单片机硬件电路的设计并进行软件编程利用单片机定时 器/计数器中断设计秒表，从而实现秒、十分之一秒的计时。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。通过本次系统设计加深对单片机掌握定时器、外部中断的设置和编程原理的全面认识复习和掌握。 本系统利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，通过采用proteus 仿真软件来模拟实现。模拟利用AT89C51 单片机、LED 数码管以及控件来控制秒表的计数以及计位！其中有三位数码管用来显示数据，显示秒（两位）和十分之一秒，十分之一秒的数码管计数从 0~9，满十进一后显示秒的数码管的数字加一，并且十分之一秒显示清零重新从零计数。计秒数码管采用三位的数码管，当计数超过范围是所有数码管全部清零重新计数。
1.2课题要求

本课题是基于单片机的秒表系统设计，它的具体要求有以下几

点：

（1）用单片机AT89C51 实现；

（2）以 0.1 秒为最小单位进行显示；

（3）秒表量程为 0.0-99.9 秒，用 LED 显示；

（4）有清零、开始、停止功能。

1.3课题目的

通过课程设计，进一步熟悉和掌握AT89C51 单片机的结构及工作原理，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，进一步了解开发一单片机应用系统的全过程，通过此综合训练, 为以后毕业设计打下一定的基础。
（1）利用单片机定时器计数器中断设计秒表，从而实现秒、十分之一秒的计时。
（2）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，加深对单片机课程的全面认识。
（3）通过本次课程设计能够对程序进行编辑，校验。

（4）通过本次系统设计加深对单片机掌握定时器、外部中断的设置和编程原理的全面认识复习和掌握，对单片机实际的应用作进一步的了解。
（5）通过本次系统设计，增强自己的动手能力。认识单片机在日常生活中的应用的广泛性，实用性。
（6）该实验通过单片机的软件延时设计，设计简单的计时器系统，能正确的计时.
2.设计方案

2.1需求分析

近年来，随着科学技术的进步和时代的发展，人们对秒表的功能和精度提出了越来越高的要求，各种秒表的设计也越来越重要。秒表计时器是在一种计时器上实现两种功能的一种器件。它广泛应用于各种场所，同时它的小巧，价格廉价，精确度高，使用方便，功能齐全，便于集成化。而受广大消费者的喜爱。

2.2方案论证

现今的计时器通常只能通过启/停按键实现断点计时的功能，即通过启/停按键来记录一段时间。这种计时器查看的时间只能为计时结束时刻。实际的应用中往往需要在不影响正常计时的基础上，能查看记录过程中的某些点的时间。
本课设即针对此问题，设计了一种能通过按键方式查看记录过程

中任一时刻值的计时器。这种计时器在查看中间值时不会影响整个记录过程，并且能把相应数据送入存储模块及显示模块，以便查看。 本系统采用AT89C51 单片机作控制器，LED 数码管,实现显示时、分、秒，以 24 小时计时方式。为了实现 LED 显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，结构较为复杂，考虑时钟显示只有六位，且系统没有其他复杂的处理任务，所以采用动态扫描法实现 LED 的显示。单片机采用 AT89C51 系列，有足够的空余硬件资源实现其它的扩充功能。

3.系统软件设计

3.1 软件程序流程图
3.2 实验程序清单
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit wei1=P1^0;
sbit wei2=P1^1;
sbit wei3=P1^2;
sbit wei4=P1^3;
uint num=0;
uint time=0;
uchar WEI[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};
void delay_ms(uint i)
{
uint j=120;
for(;i>0;i–)
{
for(;j>0;j–)
{
;
}
}
}
void display(uint x)
{
uchar ge,shi,bai,qian;
ge=x%10;
shi=x%100/10;
bai=x%1000/100;
qian=x/1000;
P2=WEI[ge];
wei1=1;wei2=1;wei3=1;wei4=0;
delay_ms(1);
P2=WEI[shi];
wei1=1;wei2=1;wei3=0;wei4=1;
delay_ms(1);
P2=WEI[bai];
wei1=1;wei2=0;wei3=1;wei4=1;
delay_ms(1);
P2=WEI[qian];
wei1=0;wei2=1;wei3=1;wei4=1;
delay_ms(1);
}
void main()
{ TMOD=0x01;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;

  while(1)
  {
   display(time);
	  if(num==20)
    {
        num=0;
		time++;
		display(time);

}
}
}
void T0_time()interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
num++;
}
3.3 效果展示

2根据课题内容，可作出主流程序树状图如图 3.1 所示：系统硬件设计

AT89C51 单片机简介

AT89C51 是一种低功耗、高性能的片内含有 4KB 快闪可编程/擦除只读存储 器（FPEROM-Flash Programmable and Eraseable Read Only Memory）的 8 位CMOS 微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，并且与 89C51 引脚和指令系统完全兼容。引脚分别如图 2.1 所示。

图 2.1

图 2.1 所示的单片机是引脚双列直插封装方式，电源引脚 40 脚与接地脚 20。 P0 口作输入口使用时，应先向口锁存器写入 1。P1 口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向I/O 端口。P1 的输出缓存可驱动 4 个TTL 输入。P2 口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。P3 口也是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向I/O 端口， P3 端口还用于一些复用功能。
4.系统硬件设计

4.1调试步骤

(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；

4.2设计实验电路图

设 计 的 实 验 原 理 图 如 下 所 示 ：

5.心得体会

计算机课程设计，主要是以上机操作为主，在实验室查资料，编程序，焊电路板。
设计语言主要是采用c语言和汇编语言的自上而下的设计方法。

Proteus中，自上向下的设计，就是在整个设计流程中各设计环节逐

步精益求精的过程，应用Proteus运行自上而下的设计，就是使用

Proteus模型在所有综合级别上对硬件进行说明和仿真测试。顶层文件采用了原理图的方法设计，使各模块之间的层次关系清晰。
在秒表计时器实际设计过程中，所有的模块都是通过不同进制的计数器来实现其主要功能的，各模块之间是通过进位信号连接在一起的。一开始由于没有一定的合理的思路，走了不少弯路。在查阅了相关资料之后，解决了相关的问题，使我的程序更加优化。
通过这次课程设计，我进一步熟悉了Proteus软件的使用和操作方法。对c语言和汇编语言的自上向下的设计方法有了进一步的认识，在底层文件具备的条件下，使原理图可以使设置更加简单，使程序清晰， 增加可读性。当然这次课程设计也存在着不足之处，计时不够足够的精确等。
单片机课程设计，是对单片机知识的验证，可以帮助我们理解巩固所学知识，激发我们对单片机课程的兴趣，更锻炼了我们独立思考、开拓创新的能力。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处， 虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣， 我想这将对我以后的学习产生积极的影响。 其次，这次课程设计让我充分认识到合作的重要性，只有合作才能保证整个项目的有条不絮。在设计过程中，非常感谢同学们的指导，才使设计进展的比较顺利。 另外在课程设计的过程中，当我们碰到不明白的问题时，指导老师总是耐心的讲解，给我的设计以极大的帮助，使我获益匪浅。因

此非常感谢王苏敏老师的教导。 通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。

6.参考文献：

1、单片机原理及应用；

2、数字电子技术基础；
3、模拟电子技术基础；
4、高频电子线路；

设计报告撰写提纲
1）封面（含题目名称，学生姓名，专业班级，学号，任课教师，学院名称，完成时间）；
2）本设计的题目要求；
3）系统方案设计（或设计思想），含系统总体结构框图；
4）硬件设计，含硬件选型和系统硬件电路原理详图或实际连线详图；
5）软件设计，含软件功能设计、软件流程设计和程序清单；
6）调试记录及结论，含硬件及软件单元调试和系统调试记录；
7）参考资料；
8）心得体会。