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1、西安航空职业技术学院西安航空职业技术学院 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 论文题目：论文题目： 所属系部：所属系部： 电子工程系电子工程系 指导老师：指导老师： 职职 称：称： 学生姓名：学生姓名： 班级、学号班级、学号: : 专专 业：业： 西安航空职业技术学院制西安航空职业技术学院制 年 月 日 2 西安航空职业技术学院西安航空职业技术学院 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 题目：题目： 任务与要求：任务与要求： 时间：时间： 年 月 日 至 年 月 日 共 周 所属系部：所属系部： 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 专业：专业： 指导单位或教研室：指导单位或教研
2、室： 指导教师：指导教师： 职职 称：称： 西安航空职业技术学院制西安航空职业技术学院制 年 月 日 毕业设计毕业设计( (论文论文) )进度计划表进度计划表 3 日日 期期工工 作作 内内 容容执执 行行 情情 况况 指导教师指导教师 签签 字字 教师对进教师对进 度计划实度计划实 施情况总施情况总 评评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一。 4 基于单片机数字秒表的设计基于单片机数字秒表的设计 【摘要】 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的走向深入。本文阐 述了基于单片机的数字电子秒表设计。本设计主要特点是计时精度达到 0.01s，解决了传统的由于计时精度不够造
3、成的误差和不公平性，是各种体育竞 赛的必备设备之一。 本设计的数字电子秒表系统采用 8051 单片机为中心器件，利用其定时器/计数 器定时和记数的原理，结合显示电路、LED 数码管以及外部中断电路来设计计 时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现两位 LED 显示，显示时 间为 099.9 秒，计时精度为 0.1 秒，能正确地进行计时，同时能记录一次时 间，并在下一次计时后对上一次计时时间进行查询。其中软件系统采用汇编语 言编写程序，包括显示程序，定时中断服务，外部中断服务程序，延时程序等， 并在 WAVE 中调试运行，硬件系统利用 PROTEUS 强大的功能来实现，简单切易于 观察，
4、在仿真中就可以观察到实际的工作状态。 关键字：单片机；数字电子秒表；仿真 I Abstract With the rapid development of science and technology in recent years, SCM applications are constant-depth manner. In this paper, based on single chip design of digital electronic stopwatch. The main characteristics of this design timing accuracy of 0.0
5、1s, to solve the traditional result of a lack accuracy due to timing errors and unfair, and is a variety of sports competitions, one of the essential equipment. In addition the hardware part of the set View button on the stopwatch can be the last time to save time for user queries. The design of the
6、 multi-function stopwatch system uses STC89C52 microcontroller as the central device, and use its timer / counter timing and the count principles, combined with display circuit, LED digital tube, as well as the external interrupt circuit to design a timer. The software and hardware together organica
7、lly, allowing the system to achieve two LED display shows the time from 0 to 99.99 seconds, Timing accuracy of 0.01 seconds, Be able to correctly time at the same time to record a time, and the next time after the last time the time to search automatically added a second in which software systems us
8、ing assembly language programming, including the display program, timing, interrupt service, external interrupt service routine, delay procedures, key consumer shaking procedures, and WAVE in the commissioning, operation, hardware system uses to achieve PROTEUS powerful, simple and easy to observe t
9、he cut in the simulation can be observed on the actual working condition. Keyword：LED display；High-precision stopwatch；8051 1 目 录 绪绪 论论 .2 1 1 引言引言 3 1.11.1 秒表及其发展现状秒表及其发展现状3 1.21.2 设计方案设计方案3 1.2.1设计内容3 1.2.2设计要求4 1.2.3 系统方案.4 2 2 元器件的概述及选择元器件的概述及选择 .5 2.12.1 单片机的选择单片机的选择5 2.1.1 AT89C51单片机介绍5 2.1.2
10、74LS164的介绍6 2.1.3两位LED数码管显示7 3 3 数字秒表硬件设计数字秒表硬件设计 .9 3.13.1 单片机硬件设计单片机硬件设计9 3.1.1数字秒表电路设计9 3.1.2 电源电路.10 3.1.3晶振电路的选择与设计10 3.1.4复位电路的选择与设计11 3.23.2 系统总电路的设计系统总电路的设计12 4 4 软件设计软件设计 .12 4.14.1 程序设计思想程序设计思想12 4.1.1 程序设计流程图.13 4.1.2 数字秒表主程序设计.16 4.24.2 数字秒表仿真图数字秒表仿真图20 5 5 数字秒表的系统调试数字秒表的系统调试 .21 5.15.1
11、测试仪器测试仪器21 5.25.2 软件调试软件调试21 5.35.3 硬件测试硬件测试21 结束语结束语 .23 谢辞谢辞 .24 参考文献参考文献 .25 2 绪绪 论论 秒表计时器是电器制造，工业自动化控制、国防、实验室及科研单位理想的计 时仪器，它广泛应用于各种继电器、电磁开关，控制器、延时器、定时器等的 时间测试。 2004 年 8 月 28 日 15 点 15 分，中国选手孟关良/杨文军在雅典奥运会男子 500 米划艇决赛中，以 1 分 40 秒 278 的成绩获得中国在雅典奥运会的第 28 金。这 是中国皮划艇项目的第一枚奥运金牌，也是中国水上项目在历届奥运会上所获 得的第一枚金
12、牌。孟关良/杨文军的成绩比获得银牌的古巴选手只快了 0.072 秒，以至于两人在夺冠之后还不敢相信。 在现在的体育竞技比赛中，随着运动员的水平不断提高，差距也在不断缩小。 有些运动对时间精度的要求也越来越高，有时比赛冠亚军之间的差距只有几毫 秒，因此就需要高精度的秒表来记录成绩。 本设计利用 8051 单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，使其能精确计时。 利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。P0 口输出段码数据，P2.0-P2.4 口 作列扫描输出，P1.1、P3.2、P3.3、P2.5 分别接四个按钮开关，分别实现开始、 暂停、清零和查看上次时间的功能。显示电路由两位共阴极数码管组成。
13、 初始状态下计时器显示 00，当按下开始键时，外部中断 INT1 向 CPU 发出中断 请求，CPU 转去执行外部中断 1 服务程序，即开启定时器 T0。计时采用定时器 T0 中断完成，定时溢出中断周期为 1ms，当一处中断后向 CPU 发出溢出中断请 求，每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行加一，达到 10 次就对十毫秒位 进行加一，依次类推，直到 99 秒重新复位。在计时过程中，只要按下暂停键， 外部中断 INT0 向 CPU 发出中断请求，CPU 转去执行外部中断 0 服务程序,即关 闭定时器 T0，调用显示程序，实现暂停功能，同时将此次计时时间存入寄存区。 然后对 P1.1 进行扫描
14、。当 P1.1 按下时就跳转回主程序。等待下一次计时开始。 在按下暂停键时，将此时的计时时间存入中间缓存区，当再次按下开始键时， 则讲中间缓存区的数据转入最终缓存区。秒表停止后对查看键 P2.5 进行扫描， P2.5 按下为低电平时，调用最终缓存区的数据进行显示，即显示上一次计时成 绩。当 P2.5 位高电平时，调用显示缓存区的数据进行显示，即显示当此计时的 成绩。根据以上设计思路从而实现数字电子秒表的计时和查看上一次计时时间 的功能。 本文主要内容包括三部分：第一部分介绍硬件部分设计思路及方案；第二部分 介绍了软件部分的设计思路和设计；最后一部分则是整个系统的安装与调试过 程。 3 1 1
15、引言引言 1.11.1 秒表及其发展现状秒表及其发展现状 时间是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的 一个物理量。测量时间的基本方法是使用秒表直接测量。其中秒表的精度是人 们最关心的，这就要求它的计时最小单位足够小，显示模块的灵敏度足够高。 目前人们所能测量的最小计时单位是毫秒级。 1.21.2 设计设计方案方案 1.2.1 设计内容设计内容 该实验要求进行计时并在数码管上显示时间，则可利用 MCS 系列单片机微 机仿真实验系统中的芯片 8051 中的 P3.2 管脚作为外部中断 0 的入口地址，并 实现“开始”按键的功能；将 P3.3 作为外部中断 1 的入口地址，并实
16、现“清零” 按键的功能；使用 P0 口作为段码数据输出控制口，74LS164 用作驱动输出控制， P1.1、P1.2 口分别实现暂停、快加的功能。显示电路由两位共阴极数码管组成。 使用定时器 T0 实现 10ms 的定时，进行快加延时；当想实现正常计数时的 1s 延 时，只需要实现 40 次 25ms 的定时器 T1 控制延时就可以实现。其中“开始”按 键当开关由 1 拨向 0 时开始计时；“清零”按键当开关由 1 拨向 0 时数码管清 零，此时若再拨“开始”按键则又可重新开始计时。 初始状态下计时器显示 00，当按下开始键时，外部中断 INT0 向 CPU 发出 中断请求，CPU 转去执行外部中断 0 服务程序，即开启定时器 T0，并且进行 100 次计数，当到 100 次时，即延时 1s 时，产生一个中断信号，向 CPU 发出请 求，执行计数器加一且
