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1、摘 要本文设计是一个单片机控制的秒表系统。我利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、LED数码管以及按键来设计。在设计时，我将软、硬件结合起来，使得系统能够正确地进行加计数、减(倒)计时、快加和快减等功能，并且数码管能够正确地显示时间，暂停和中断。同时，为了使我设计的秒表更加容易操作，我专门设置了两个指示灯，分别用来区分加减计数和快加/快减。另外，我设计的秒表还有同时记录四个数据的功能，在秒表的正常运行过程中，按下计数键，秒表会自动记录一个数据，按四次以后，秒表自动停止，等待翻页键的按下来查询所记录的成绩。为了节省I/O口，我在设计时将快加键和上翻键,快减键和下翻键分别用同一
2、个按键来实现，使用的时候，通过设置键的状态来区分按键的功能。秒表设有复位键，但秒表进入死循环时，按下复位键即可回到初始状态。关键词： 单片机；按键；多功能秒表 ABSTRACTThis paper is designed as a stopwatch system controlled by single chip microcomputer. I use the principle of the single-chip computer timer / counter timing and counting, combined with the display circuit, LED di
3、gital tube and key design. At the time of design, I combined the hardware and software to enable the system to perform the functions of counting, timing, timing, and timing correctly, and the digital tube can correctly display time, pause, and interrupt. At the same time, in order to make the stopwa
4、tch I designed easier to operate, I set up two special indicator lights to distinguish between addition and subtraction counts and fast increase/fast subtraction. In addition, the stopwatch I designed has the ability to record four data at the same time. During the normal operation of the stopwatch,
5、 when the count key is pressed, the stopwatch automatically records a data. After pressing four times, the stopwatch automatically stops. Waiting for the flip button to press down to query the recorded results. In order to save I/O mouth, I used the same key to add and flip keys at the time of desig
6、n. When I used the key, I used the same key to reduce the key and flip the key. When I used it, I used the key state to distinguish the function of the key. The stopwatch has a reset key, but when the stopwatch enters the dead loop, press the reset key to return to the initial state.Key words: Singl
7、e chip;key;Multifunction stopwatch;目录摘 要IABSTRACTII目录III1 引言11.1 设计背景及设计意义12 系统总体设计方案及硬件设计42.1总体方案设计42.1.1设计要求42.1.2功能步骤简介42.2硬件设计52.2.1电源电路52.2.2晶振电路72.2.3 复位电路82.2.4显示电路82.2.5 键盘电路93系统的软件设计103.1子程序模块设计103.1.1停止子程序103.1.2暂停记录子程序103.1.3加一子程序113.1.4延时子程序113.1.5按键消抖程序113.1.6中断服务程序123.2 程序流程图134 proteu
8、s软件仿真154.1 开机的仿真图154.2 正计时仿真图154.3 减计时仿真图154.4 快加快减计数仿真图154.5 暂停和计数仿真图154.6 仿真结果与分析155 设计体会175.1 设计中遇到的问题及分析175.2心得体会171 引言1.1 设计背景及设计意义 单片机自二十世纪七十年代以来，以及其良好的性价比受到人们的重视和关注，所以发展很快，应用广泛，单片机的特点是体积小，集成度高，重量强，抗干扰能力强，对环境的要求低，价格低廉，可靠性高，灵活性强，开发较为容易。正因为单片机已广泛的应用与工业自动化控制，自动检测，智能仪表，智能化家用电器，航空航天和军事技术领域等各个方面我们可以
9、开发利用单片机系统以获得很高的经济效应，更重要的意义是单片机的应用改变了控制系统的设计思想和方法。这种以软件结合硬件或取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为控制技术，随着科技的发展以及对体育事业的重视，机械秒表开始在早期的运动会上大放异彩，充当记录运动员成绩的工具。本秒表设计就是利用单片机体积小，成本低，抗干扰能力强，面向控制，可以实现分机各分布式控制的特点，采用目前市场上性价比比较简单的STC89C52单片机设计而成的最小系统，在实际生活中具有广泛的应用。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，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
10、测试。奥运男子百米飞人大战中，牙买加飞人博尔特以9秒69的成绩夺得冠军。而博尔特冲过终点的瞬间，荧屏显示其成绩为9秒68。相差的这个0.01秒，是由电子计时系统确认。奥运会男子100米蝶泳决赛上，美国选手菲尔普斯以50秒58的成绩惊险夺冠，距离“八金梦想仅一步之遥。塞尔维亚选手查维奇以50.59秒获得银牌，只比菲尔普斯慢0.01秒。这种细敞的差距，即使是现场大屏幕用经典超慢镜头回放，也无法分辨。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
11、历届奥运会上所获得的第一枚金牌。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。自首届现代奥运会在希腊雅典举办以来，奥运计时技术一 直在不断地向前发展。一百多年过去了，首届现代奥运会上计时所用的跑表如今换成了一系列高科技计时装置，如高速数码摄像机、电子触摸垫、红外光束、无线应答器等等。鉴于当今计时技术的快速发展，即便千分之一秒(为眨眼的40倍)的毫微差距，也决定着冠军的归属。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。有关
12、计时钟表的发展历史，大致可以分为三个演变阶段。一、从大型钟向小型钟演变。二、从小型钟向袋表过渡。三、从袋表向腕表发展。每一阶段的发展都是和当时的技术发明分不开的。 1088年，当时我国宋朝的科学家苏颂和韩工廉等人制造了水运仪象台，它是把浑仪、浑象和机械计时器组合起来的装置。它以水力作为动力来源，具有科学的擒纵机构,虽然几十年后毁于战乱，但它在世界钟表史上具有极其重要的意义。 1656年，荷兰的科学家惠更斯应用伽利略的理论设计了钟摆，第二年，在他的指导下年轻钟匠S.Coster制造成功了第一个摆钟。1675年，他又用游丝取代了原始的钟摆，这样就形成了以发条为动力、以游丝为调速机构的小型钟，同时也
13、为制造便于携带的袋表提供了条件。 18世纪期间发明了各种各样的擒纵机构，为袋表的进步产生与发展奠定了基础。英国人George Graham在1726年完善了工字轮擒纵机构，它和之前发明的垂直放置的机轴擒纵机构不同，所以使得袋表机芯相对变薄。 20世纪初，尤其是第一次世界 大战的爆发，袋表已经不能适应作战军人的需要，腕表的生产成为大势所趋。许多新的设计和技术也被应用在腕表上，成为真正意义上的带在手腕上的计时工具。紧接着的二战使腕表的生产量大幅度增加，价格也随之下降，使普通大众也可以拥有它。腕表的年代到来了! 1998年:建立超冷艳原子钟，比微秒又要精确10万倍。 从我国水运仪像台的发明到现在各国
14、都在研制的原子钟这几百年的钟表演变过程中，我们可以看到，各个不同时期的科学家和钟表工匠用他们的聪明的智慧和不断的实践融合成了一座时间的隧道,同时也为我们勾勒了-条钟表文化和科技发展的轨迹。 本设计利用STC89C52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，实现开始、暂停、清零和查看上次时间的功能。显示电路由五位共阴极数码管组成。 初始状态下计时器显示0.0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
15、1服务程序，即开启定时器TO。计时采用定时器TO中断完成，定时溢出中断周期为1ms,当处中断后向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99.0秒重新复位。在计时过程中，只要按下暂停键，外部中断INTO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TO,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。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-次计时时间的功能。2 系统总体设计方案及硬件设计2.1总体方案设计本设计主要是设计一个单片机控制的秒表系统。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，结合显示电路、LED数码管以及按键来设计定时器。在设计时，我们应该将软、硬件有机的结合起来，使得系统能够正确地进行加计数和减（倒）计时、快加和快减等功能，并且结合相应的显示驱动程序，使数码管能够正确的
