浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目秒表設(shè)計(jì)姓名*學(xué)號(hào)*專業(yè)班級(jí)*系別機(jī)電工程學(xué)院指導(dǎo)教師*年*月*日浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1秒表設(shè)計(jì)摘要：單片機(jī)控制秒表是集于單片機(jī)技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)為一體的機(jī)電一體化高科技產(chǎn)品，具有功耗低，安全性高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為以AT89C51單片機(jī)為核心的秒表，它采用鍵盤輸入，單片機(jī)技術(shù)控制。設(shè)計(jì)內(nèi)容以硬件電路設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)和PCB板制作三部分來設(shè)計(jì)。利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)的原理，用集成電路芯片、LED數(shù)碼管以及按鍵來設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)器。將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使他擁有正確的計(jì)時(shí)、暫停、清零、并同時(shí)可以用數(shù)碼管顯示，在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用廣泛。關(guān)鍵詞：秒表；89C51；定時(shí)器；計(jì)數(shù)器浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2目錄摘要11緒論32設(shè)計(jì)方案論證32.1設(shè)計(jì)要求32.2方案論證33系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)43.1電路設(shè)計(jì)43.1.1晶振電路53.1.2復(fù)位電路63.1.3核心控制元件的確定與介紹63.1.4數(shù)碼管簡介73.1.5鍵盤輸入部分83.1.6芯片擦除84系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)84.1主程序84.2顯示子程序94.3定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序105調(diào)試125.1硬件調(diào)試125.2軟件調(diào)試125.3軟硬件聯(lián)調(diào)125.4性能分析126系統(tǒng)調(diào)試127結(jié)束語13謝辭13參考文獻(xiàn)13附表A元器件清單14附錄B程序15附錄C實(shí)物圖19附錄DPCB圖20附錄E原理圖21浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)31緒論最早的計(jì)時(shí)工具為水漏和沙漏，時(shí)間以時(shí)辰計(jì)，雖然中國在唐朝最早發(fā)明了機(jī)械鐘表，但是并沒有產(chǎn)生更精確的計(jì)時(shí)量度。秒表的發(fā)明是西方科技進(jìn)步的結(jié)果更是里程碑的意義。由于有了秒表，才有了瞬時(shí)速度的概念，才能夠誕生物理學(xué)。由于要求的提高,能精確定時(shí)對(duì)于AT89C51在實(shí)際應(yīng)用有著重要的意義.但是傳統(tǒng)的軟件定時(shí)方式由于時(shí)鐘周期考慮不全容易引起累積誤差,而采用定時(shí)器中斷方式定時(shí)由于中斷響應(yīng)周期不確定性而產(chǎn)生的誤差更具有非固定性的特點(diǎn).文中從合理考慮各種指令執(zhí)行周期、巧妙設(shè)置計(jì)數(shù)器初值、巧妙利用計(jì)數(shù)器溢出值、適時(shí)開關(guān)中斷的角度出發(fā)給出了4種糾正各種誤差方法。單片機(jī)把我們帶入了智能化的電子領(lǐng)域，許多繁瑣的系統(tǒng)若由單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，便能做到電路更簡單、功能更齊全的良好效果。若把經(jīng)典的電子系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)僵死的電子系統(tǒng)，那么智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)則是一個(gè)具有“生命”的電子系統(tǒng)。而隨著技術(shù)的進(jìn)步，單片機(jī)與串口通信的結(jié)合更多地應(yīng)用到各個(gè)電子系統(tǒng)中已成一種趨勢。本設(shè)計(jì)就集于單片機(jī)來設(shè)計(jì)秒表。，通過串口通信動(dòng)態(tài)傳輸數(shù)據(jù)，使秒表有了更多更完善的功能。單片機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)給予了秒表“身軀”，而單片機(jī)的應(yīng)用程序賦予了其新的“生命”，使其在秒表面前具有電路簡單、成本低、運(yùn)行可靠等特色。所以這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們來說應(yīng)該是很好的鍛煉機(jī)會(huì)，這一課題讓我對(duì)秒表的制作過程有了更深的了解。在硬件或軟件方面更加熟悉其中的步驟和捷徑,并且開發(fā)了自己的動(dòng)手能力和對(duì)軟件組織的思維方式。2設(shè)計(jì)方案論證2.1設(shè)計(jì)要求：1)秒表最大計(jì)時(shí)值為98.9999秒。2)六位數(shù)碼管顯示，分辨率為0.0001秒。3)通過單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)原理，設(shè)計(jì)簡單的計(jì)時(shí)器系統(tǒng)擁有正確的計(jì)時(shí)、暫停、清零功能。4)操作控制鍵三個(gè)。2.2方案論證：方案1：可以用分立元件來做，成本高、反而來的復(fù)雜些。方案2：可以用單片機(jī)來做，只要一塊心片編寫程序就可以。利用單片機(jī)來的簡單。為了實(shí)現(xiàn)LED顯示器的數(shù)字顯示，可以采用靜態(tài)顯示法和動(dòng)態(tài)顯示法。由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件，接口復(fù)雜一些。顯示只有6位，且系統(tǒng)沒有其他復(fù)雜的處理任務(wù)，所以決定采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)LED的顯示。單片機(jī)用AT89C51系列。硬件系統(tǒng)的總體構(gòu)成框架如圖2.1所示。浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4圖2-1硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)31系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)秒表的硬件電路如圖3.1所示，采用AT89C51單片機(jī)，最小化應(yīng)用設(shè)計(jì)；采用共陰七段LED顯示器，P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，P2.0-P2.5口作列掃描輸出，P1.1；P1.2口接三個(gè)按鈕開關(guān)，用以功能設(shè)置。為了提供共陰LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電壓，用74HC541作電源驅(qū)動(dòng)輸出。采用12MHZ晶振，有利于提高秒表計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性。圖3-1硬件顯示電路AT89C51P0單片機(jī)控制器P2P0ppp2六位LED顯示器列驅(qū)動(dòng)浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5圖3-2硬件控制電路3.1.1晶振電路單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是由時(shí)鐘電路提供的。在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2兩個(gè)管腳，接一只晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路。電路中，電容器C1和C2對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用，通常取（3010）pF。石英晶體選擇6MHz或12MHz都可以。如圖3-3：圖3-3電路中的晶振即石英晶體震蕩器。由于石英晶體震蕩器具有非常好的頻率穩(wěn)定性和抗外界干擾的能力，所以，石英晶體震蕩器是用來產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率的。通過基準(zhǔn)頻率來控制電路中的頻率的準(zhǔn)確性。浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)63.1.2復(fù)位電路復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分-合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。如圖3-4所示：圖3-43.1.3核心控制元件的確定與介紹以89C51為CPU,設(shè)計(jì)方案的析，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)簡單的應(yīng)用系統(tǒng)，可選擇帶有EPROM的單片機(jī)，應(yīng)用程序直接存儲(chǔ)在片內(nèi)，不用在外部擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，電路可以簡化。ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C系列單片機(jī)。采用MSC-51系列的單片機(jī)相比有兩大優(yōu)勢：（1）片內(nèi)程序存儲(chǔ)器采用閃速存儲(chǔ)器，使程序得寫入方