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倒计时秒表课程设计

一.设计目的 (1)

二.设计要求 (1)

三.总体设计 (1)

3.1设计方案 (1)

3.2硬件电路设计 (1)

1）C P U部分 (1)

2）晶振电路部分 (2)

3）L C D显示 (3)

4）键盘及蜂鸣器部分 (3)

3.3软件程序设计 (4)

四.方案实施 (6)

4.1单片机简介 (6)

4. 2 动态LCD液晶显示器显示 (6)

4． 3 软件调试及调试方法 (8)

五.课程设计总结 (10)

六.参考文献 (10)

七.附件 (11)

7.1源程序 (12)

7.2总体电路图 (22)

一.设计目的

1熟悉整个项目的流程即单片机系统设计过程

2 学会使用各种仿真软件

3熟练的使用汇编语言编写小的应用程序

4 掌握系统的调试与安装

5提高学生的自学能力和动手能力

二.设计要求

1）可以实现正常秒表的所有功能，包括启动，暂停，复位等

2）可以自由设定倒计时时间（10s,20s,30s....)，并进行倒计时（10s,20s,30s....) 3）显示方式自选

4）任选一款51单片机

5)扩展功能：在秒表基础上增加时钟功能；倒计时完成时加入报警单元，如声音，灯光等

三.总体设计

3.1设计方案

1）方案讨论和设计：倒计时数字秒表的设计主要考虑以下几个问题：一，LCD液晶显示器如何显示数字0—9；二，如何用单片机来控制LCD的显示；三，单片机最小模式下的设计。处理好这些问题此设计才能完整，为此必须先了解LCD的显示原理和接线方法，再了解单片机的组成原理和控制方法。硬件电路的绘制和软件程序的编写是此次设计的关键和基础，只有硬件电路的设计是正确的、合理的，软件设计才可以根据硬件电路编程，以下的设计才能够进行。

2）主要任务：软件的调试和烧录

3.2硬件电路设计

1）CPU部分

P2.0口是“调模式”num 10,num20,num30,num50,num100

P2.1口是“开始”倒计时端口

P2.2口是“关闭”（返回）轰鸣器口，在定时可以返回到模式状态。

P2.3口是给轰鸣器送触发信号口

P2.4口是“暂停”口

主要有AT89C51,按键等构成

2）时钟振荡模块

时钟振荡电路用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号，电路由两个30pF的瓷片电容和一个12MHz的晶振组成，并接入到单片机的XTAL1和XTAL2引脚处，使单片机工作于内部振荡模式。此电路在加电后延迟大约10ms振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率决定。电路中两个电容C4、C5的作用使电路快速起振，提高电路的运行速度。

CRYSTAL

C4 30pf C5 30p

晶振电路模块

3）LCD显示部分

D1-D7口分别依次接单片机的P1.0-P1.7；

RS,RW,E分别接P3.0-P3.3口

LCD显示部分

4）键盘及蜂鸣器部分

键盘及轰鸣器部分

P2.0口是“调模式”num 10,num20,num30,num50,num100

P2.1口是“开始”倒计时端口

P2.2口是“关闭”（返回）轰鸣器口，在定时可以返回到模式状态。P2.3口是给轰鸣器送触发信号口

P2.4口是“暂停”口

3.3软件程序设计

程序流程图：开始

定时器T0,T1初始化

Y N

LCD 初始化启动T0定时

模式选择是否暂停是否倒计时到零关闭T0 启动T1驱动蜂鸣器

Y N

四．方案实施

4.1单片机简介

单片机是把中央处理器 (CPU)，存储器和输入输出接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上，因此称为单片机，主要用于测控领域。自从1976年Intel 公司推出第一代8位的MCS —48系列单片机，它以体积小、控制功能全、价格低等优点为单片机的发展打下了坚实的基础。随后单片机发生了深刻的变革，目前市面上最常用的51系列单片机也是8位的，因为其品种全、兼容性强、软硬件资料丰富的特点，因此历经几十年仍然是最常用的单片机系列。随着技术的进步和发展，16位单片机32位单片机相继产生，其性能也有了长足的提高，但是其基本组成仍然没有改变。

设计中应用到的STC89C51是Atmel 公司生产的51系列单片机中的一个典型代表，

是否返回关闭蜂鸣器

AT89C51引脚图

从图中可以看到AT89C51有P0、P1、P2、P3四个输出输入口，其中P2.1口接开关用来LCD数字显示的起停,其中+5V的高电平有电源电路提供。

4.2 动态LCD液晶显示器显示

液晶是人机交互最重要的通道，液晶不光要显示文字信息，还要显示波形信息，所以，编写一套完善的函数库是必不可少的，其中应该包括显示ASCII码、字符串、整型数字、浮点数、汉字、画点、画线等一系列函数。

上层函数的建立离不开底层的驱动，最底层驱动应该是建立在液晶基本时序与指令的基础上。如图1，是液晶模块的基本时序图。

图1 DMF5001液晶模块基本时序图

根据时序图和控制指令，不难写出基本的读写函数。这些函数就是构建上层的基础。之后，还必须了解液晶的基本显示方式和充填方式。如图2，是液晶模块的缓冲区与显示屏的映射关系。T6963控制芯片内部有64KB的缓冲区，可以由程序划分为图形、文本、文本特征3类缓冲区，在不同缓冲区里写入不同数据，在液晶屏上将映射相应的信息，这也就是液晶模块显示信息的原理。

图2 DMF5001液晶映射方式

因为T6963内部含有ASCII码字库，所以要想显示字符信息，只需在文本区内填入相应的信息即可。

如果要显示汉字或图形，则必须先在单片机内部的ROM区建模，然后将这些信息写入液晶的图形缓冲区，在液晶控制模块的控制下，相应的信息就会映射在显示屏上，也就是我们看到的汉字或图形信息了。

如果要实时显示AD采集的波形图以及FF T处理后的频谱图，这里将就动态波形显示用到的技术加以详细介绍。

波形的显示离不开“点”的显示，所谓“点动成线”也就这个道理，对于只有黑白两级灰度的液晶来说，画一个“点”就是将一个像素点亮。所以我们根据时序图，先建立在LCD屏上显示“点”的底层函数。在液晶屏上绘制“点”，有两点需要注意，一是缓冲区空间的大小，二是像素的充填方式。在DMF5001液晶模块中，“点”的绘制需要在图形缓冲区中进行。对于160×128像素的显示屏，图形缓冲区一共占用

（160×128）/8=2560字节的空间，每一个字节对应一个地址，也就是一共有2560个地址。考虑到DMF5001图形的充填方式是从上到下，横向填充，加上控制指令本身就支持对一个像素亮灭的控制。所以很容易根据缓冲区的地址，控制液晶屏上某一个点的亮灭，也就是所谓的画“点”了。

4.3软件调试及调试方法

1) 启动keil uVision，编写倒计时汇编语言程序，然后点击Project菜单——〉New project ，新建一个工程，接着选择CPU类型，我们选择最常用的AT89C51。

2）在工程中加入文件。新建一个文件倒计时.C保存，汇编语言文件建好后把文件加入到工程中。仿真图形如下：

3）编译工程及文件，发现错误更改后再重新编译文件，直到没有错误并且产生了xxx.hex 的文件。

4）用单片机仿真软件ISIS7.4 Professional来仿真此次设计的单片机是否能够完成设计的要求。仿真显示电路图如下：

五. 课程设计总结

1）在单片机的课程设计中，我加深了对51系列单片机的认识，尤其是在定时计数器、中断系统、串行通信接口方面，我得到了很大的收获。

2）通过本次设计，使我认识和了解了基本的单片机设计的开发及仿真过程，我学到：经过理论联系实际，加深了对单片机和模拟电路基础知识的理解及应用，学会了液晶显示器接法，熟识了硬件驱动LCD动态显示的基本原理和程序编写，提高了将单个电子器件组合到一起构成所需电路系统的能力；

3）在绘制电路图和仿真图的过程中，巩固了电气专业最基本软件要求，提高了对Protues 单片机仿真软件及汇编程序编写软件keil uVision3的认识；

目前单片机在社会上应用很广泛，这使我相信所学的东西在以后的工作中会有用的。在本次设计过程中得到了指导老师的大力支持，在此表示感谢！

六. 参考文献

[1]李广弟单片机基础[M] 北京：航空航天大学出版社 2001年1月

[2]迟荣强单片机原理及接口技术[M] 北京:高等教育出版社 2004年9月

[3]张毅刚单片机原理及应用[M] 北京：高等教育出版社 2008年5月

七.附件

7.1源程序：

#include

#define uchar unsigned char

sbit rs=P3^0;

sbit rw=P3^1;

sbit en=P3^2;

sbit tiao=P2^0;

sbit kaishi=P2^1;

sbit fanhui=P2^2;

sbit fm=P2^3;触发蜂鸣器

sbit zanting=P3^4;

uchar num,miao,jishu;

uchar tmiao,zz=0;

//********************延时程序************************** void Delay1ms(uchar count)

{

uchar i,j;

for(i=0;i

for(j=0;j<120;j++);

}

//*********************写液晶命令程序**************** void write_com(uchar com)

{

rs=0;

rw=0;

en=0;

Delay1ms(2);

P1=com;

Delay1ms(4);

en=1;

Delay1ms(4);

en=0;

}

//*********************写液晶数据程序********************* void write_data(uchar dt)

{

rs=1;

rw=0;

en=0;

Delay1ms(2);

P1=dt;

Delay1ms(4);

en=1;

Delay1ms(4);

en=0;

}

//**********************液晶初始化程序*********************** void initial_lcd()//hen yong yiwang ji gai bufen

{

Delay1ms(20);

write_com(0x38);

Delay1ms(5);

write_com(0x0c);

Delay1ms(5);

write_com(0x06);

Delay1ms(5);

write_com(0x01) ;

}

//***********************定时器0定时1S****时钟程序************************ void time0(void) interrupt 1 using 0

{

TH0=0x3c;

TL0=0xb0;

jishu++;

if(jishu==20)

{

jishu=0;

miao++;

}

//***********************定时器1蜂鸣器************************

void time1(void) interrupt 3 using 0

{

TH1=0xff;

TL1=0x44;

fm=~fm;

}

//**********************拆分显示显示程序*************

void chaixian(uchar xmiao)

{

uchar xmiao1,xmiao2,xmiao3;

xmiao1=xmiao/100;定时最大是一个三位数

xmiao2=xmiao%100/10;

xmiao3=xmiao%10;

write_com(0x80+0x0a);液晶定位

if(xmiao==100)

{

write_data(0x30+xmiao1);

write_data(0x30+xmiao2);

write_data(0x30+xmiao3);

}

if(xmiao<100)

{

write_com(0x80+0x0c);

write_data(0x00);

write_com(0x80+0x0a);

write_data(0x30+xmiao2);

write_data(0x30+xmiao3);

}

//******************************定时程序******************************* void dingshi(uchar i)

{

TR0=1;

while(miao-1!=i)

{

tmiao=i-miao;

chaixian(tmiao);

if(zz==1)//是否暂停

{

break;

}

if(fanhui==0)

{

miao=0;

jishu=0;

数字电子秒表课程设计

西安航空职业技术学院电子技术实践课程设计报告课设题目：数字电子秒表所属系部：电子工程系指导老师：作者：专业：电子信息工程技术西安航空职业技术学院制西安航空职业技术学院课程设计任务书题目：数字电子秒表任务与要求： 1、设计数字电子秒表原理图。 2、用6个数码管显示分、秒、毫秒。 3、计时误差不得超过1s;具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能。 4、画出总体电路图。 5、安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象。 6、调试电路。时间：2010年11月29 日至 2010年12 月10 日共2周

所属系部：电子工程系指导单位或教研室：电子信息教研室西安航空职业技术学院制摘要：采用现代数字电路设计方法和EDA技术，即自顶向下的设计方法，应用protues开发平台进行设计并仿真验证和硬件测试。从总体设计框图开始，将设计任务逐步分解，直到可以用标准的集成电路部件实现，然后将各部件联结成系统，通过protues集成开发平台进行设计的分析综合和时序仿真验证。最后，在分析时序仿真结果的基础上，对设计进行进一步的修改和完善，已达到对设计电路正确运行且学会运用protues电路设计与仿真的目的。关键词： 555定时器；LED；暂停计时 Abstract： Adopt modern digital circuit design method and EDA technique, namely the top-down design methods, application protues development platform design and simulation validation and hardware test. From the beginning, overall design diagram design task decomposed step by step, until can use standard of integrated circuit components, and then will realize connecting components into system, through protues integrated development platform design of comprehensive analysis and time-series simulation prove. Finally, by analyzing the timing simulation results, on the basis of design for further revised and perfected, reached the correct operation of circuit design and learn to use protues circuit design and simulation of purpose. Key words: 555 timing, Leds, Suspended timing 目录 1 设计方案的选择 (1) 2 总体框架设计 (2) 3 分步电路设计 (3) 3.1控制电路的设计 (3) (3) (3) 3.2数码管显示电路 (4)

单片机课程设计秒表计时器(DOC)

课程设计名称：单片机原理及接口技术题目：基于单片机的秒表计时器设计学期：2014-2015学年第一学期专业：电气技术班级：姓名：学号：指导教师：

辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表

课程设计任务书一、设计题目秒表计时器二、设计任务本课题以单片机为核心，设计和制作一个秒表计时器。三、设计计划课程设计一周第1天：查找资料，方案论证。第2天：各部分方案设计。第3天：各部分方案设计。第4天：撰写设计说明书。第5天：校订修改，上交说明书。四、设计要求 1、绘制软件流程图并利用汇编语言编写软件程序； 2、绘制系统硬件原理图； 3、形成设计报告。指导教师：教研室主任： 2014年5月26 日

本设计利用89C51单片机设计秒表计时器，通过LED显示秒十位和个位，在设计过程中用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒到来时，就让秒计数单元加一，通过控制使单片机秒表计时，暂停，归零。设计任务包括控制系统硬件设计和应用程序设计。关键词：51单片机；74HC573；LED数码管

综述 (1) 1 程序方案 (2) 1.1方案论证 (2) 1.2总体方案 (2) 2部分设计 (3) 2.1 89C51单片机 (3) 2.2晶体振荡电路 (4) 2.3硬件复位电路 (5) 2.4显示电路 (6) 2.5整体电路图 (7) 3程序设计 (8) 3.1程序流程框图 (8) 3.2显示程序流程图 (9) 3.3汇编源程序 (10) 4调试说明 (13) 4.1概述 (13) 4.2电路原理图 (13) 心得体会 (15) 参考文献 (16)

实验二60秒倒计时电路设计的实验报告

实验二60秒倒计时电路设计的实验报告一、实验目的 1.进一步熟悉Quartus II混合层次化设计方法。 2.学习7段数码管的驱动设计方法。二、实验内容 60秒倒计时电路如图1所示。其中，模块cnt_d60完成60倒计数，输出结果为2位十进制BCD码。模块SCNA_LED完成BCD码到7段数码管显示译码功能。图1 60秒倒计时电路图2 60秒倒计时底层电路 60倒计数模块cnt_d60底层电路如图2所示。主要由2片74192（双向十进制计数器）

构成。模块cnt_d60和SCNA_LED的源设计文档（cnt_d60.bdf和SCAN_LED.vhd）提供给大家。要求大家建立新工程，为模块cnt_d60和SCNA_LED新建封装（*.bsf），并根据图1完成顶层60秒倒计时电路设计。完成以上程序设计，编译时器件选择Cyclone系列的EP1C12Q240C8。引脚锁定参考表1内容。注意：应把未分配管脚置为三态输入，切记！！表1 实验连线 1.原理图设计输入（1）首先将模块cnt_d60和SCNA_LED的源文件放在等一下需要建立的文件中，打开QuartusII软件。（2）选择路径。选择File/New Project Wizard。添写后以后，单击“NEXT”进入下一步。（3）添加设计文件，在File name中选择路径然后添加模块cnt_d60和SCNA_LED的源文件，点击“Next”。（4）选择FPGA器件。Family选择Cyclone，先在Packge选择Any QFP，Pin Count 选择240，Speed grade选择8；然后在Available device中选择EP1C12Q240C8，点击“Next”。（5）选择外部综合器、仿真器和时序分析器。设置好后，单击“NEXT”进入下一步。（6）结束设置。“工程设置统计”窗口，列出了工程的相关设置情况。最后单击“Finish”，结束工程设置。（7）建立原理图文件。点击cnt_d60文件，然后点击File/Crete/Update/Create Symbol Files For Current file以新建原理图封装文件方式，然后以同样的方式创建原理图SCNA_LED封装文件，文件格式都为*bdf。保存原理图文件。选择File/Save As…菜单，存为testone文件，选择Edit/Insert Symbol…（或直接双击原理图空白处）打开元器件库窗口，选择合理的器件（封装好的cnt_d60文件和SCNA_LED文件都在里面）按图1完成60秒倒计时电路原理图设计，完成后选择File/Save…保存原理图。（8）综合编译。编译之前，打开原理图文件，选择Project/Set as Top-Level Entity，以确保当前编译的文件为顶层的实体文件。然后选择Processing/Start Compilation，进行综合分析，直至编译通过为止。（9）保护设计中没有使用到的引脚。对于FPGA芯片（包括EP1C12Q240C8），在做Quartus II工程时必须将未分配的管脚置为三态输入。选择Assignments\Device… 打开工程设置窗口。在Category中选择Device项，然后在Available Devices栏中，选中EP1C12Q240器件，再单击Device & Pin Options…按钮，在弹出窗口（中选择Unused Pins栏，然后设置Reserve all unused pins为AS input tri-stated。推荐把未分配管脚置为三态输入。如未将未分配管脚置为三态输入，将可能导致主芯片或外围芯片损坏，切记！！

电子秒表课程设计

课程设计题目学院专业班级姓名指导教师年月日

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：电子秒表的设计与制作初始条件：（1）计数精度可达1/100秒（2）可显示时间99.99秒（3）具有开关可启动，暂停，清零功能选作：设计可改变计时时间（最大59.99秒）的电路要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计任务及要求（2）方案比较及认证（3）系统框图，原理说明（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明（5）调试记录及结果分析（6）对成果的评价及改进方法（7）总结（收获及体会）（8）参考资料（9）附录：器件表，芯片资料时间安排： 6月16日~6月19日：明确课题，收集资料，方案确定 6月19日~1月21日：整体设计，硬件电路调试 6月21日~6月24日；报告撰写，交设计报告，答辩指导教师签名：2014年 6月日

目录摘要 (4) 电子秒表的设计与制造 (5) 1 课题分析 (5) 2系统设计方案的选择 (5) 3 电子秒表系统主体流程框图 (6) 4 单元电路的设计 (7) 4.1脉冲产生电路 (7) 4.2 计数电路 (8) .3 译码显示电路 (9) 4.4 控制电路 (10) 5 仿真测试 (10) 6 电子秒表设计原理图 (11) 7 结束语 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 附录一：选作：设计可改变计时时间的电路 (13) 附录二：74LS290功能表 (15) 附录三：74LS48功能表 (15)

摘要电子秒表是一种数字显示计时装置，由于它走时准，设计简单，显示直观，因此被广泛运用于科学研究，体育运动，国防等方面。比如对物体速度，加速度的测量，体育比赛的时间的测量等。数字电子秒表由组合逻辑电路和时序逻辑电路组成，555定时器组成多谐振荡器产生脉冲，在脉冲控制下的组合计数器电路通过一系列的触发产生数字信号，数字信号经译码器译码后输入到显示数码管显示时间。电子秒表的广泛应用提高了人们的工作效率，随着电子技术的发展，电子秒表的精度，电路简易型等到了很大的提高，功能得到了完善。关键词：秒表定时器效率

软件延时实现60秒计时器

一、实验任务如下图所示，在A T89S51单片机的P0和P2端口分别接有两个静态共阴数码管，P0口驱动显示秒时间的十位，而P2口驱动显示秒时间的个位。二、电路原理图图11.1 三、硬件连线参照教程十的方法完成硬件连线（只是去掉按键部分）。四、程序设计内容 1在设计过程中我们用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒钟到来时，就让秒计数单元加1，当秒计数达到60时，就自动返回到0，从新秒计数。 2对于秒计数单元中的数据要把它十位数和个数分开，方法仍采用对10整除和对10求余。 3在数码上显示，仍通过查表的方式完成。 4一秒时间的产生在这里我们采用软件精确延时的方法来完成，经过精确计算得到1秒时间为1.002秒。 DELY1S: MOV R5,#100 D2: MOV R6,#20 D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$

DJNZ R6,D1 DJNZ R5,D2 RET 五、程序框图图11.2 六、汇编源程序 Second EQU 30H ORG 0 START: MOV Second,#00H NEXT: MOV A,Second MOV B,#10 DIV AB MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A LCALL DELY1S INC Second MOV A,Second CJNE A,#60,NEXT LJMP START

DELY1S: MOV R5,#100 D2: MOV R6,#20 D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 DJNZ R5,D2 RET TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END 七、C语言源程序 #include unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; unsigned char Second; void delay1s(void) { unsigned char i,j,k; for(k=100;k>0;k--) for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { Second=0; P0=table[Second/10]; P2=table[Second%10]; while(1) { delay1s(); Second++; if(Second==60) { Second=0; } P0=table[Second/10]; P2=table[Second%10]; } }