1、 单 片 机 原 理 与 应 用 课 程 设 计 说 明 书单 片 机 原 理 与 应 用 课 程 设 计 说 明 书 题题 目目： 基于单片机的数字秒表的设计 系系 部：部： 信息与控制工程学院 专专 业：业： 测控技术与仪器 班班 级级： 一 学生姓名学生姓名: : 学学 号号: 指导教师指导教师: 2013 年 12 月 10 日 单片机/微机接口课程设计说明书 目目 录录 1 设计任务与要求 1 2 设计方案 1 2.1 设计思路 . 1 2.2 芯片及其功能 . 2 2.2.1 主控制器 STC89C52 . 2 2.2.2 移位寄存器 74LS164 3 2.2.3 三位共阳极数码
2、管 . 4 2.2.4 串口下载芯片 MAX232 . 4 2.2.5 看门狗芯片 MAX813 . 5 3 硬件电路设计 6 3.1 总体电路设计 . 6 3.2 单片机最小系统 . 6 3.3 显示电路 . 7 3.4 串口下载电路 . 8 4 主要参数计算与分析 9 5 软件设计 . 10 5.1 计数模块流程图 10 5.2 按键控制主控器流程图 10 5.3 源程序 12 6 调试过程 . 12 6.1 硬件调试 12 6.2 软件调试 12 7 结论 . 13 8 附录 . 14 9 参考文献 . 18 单片机/微机接口课程设计说明书 1 1 1 设计任务与要求设计任务与要求 利用
3、 51 单片机的定时计数器设计一个秒表，其中设有一个按键，定时器工作在 方式 1。当第一次按下按键时，定时器开始计时。第二次按下按键时，停止计时并计 算两次按键的时间间隔，送显示器显示。第三次按下按键时定时器清零，等待下一次 按键。 2 2 设计设计方案方案 2.12.1 设计思路设计思路 本设计是以 51 单片机为依托设计一个秒表，确定系统由 3 个模块组成，包括主 控器、数据传输电路、显示电路三部分，如设计流程图 2.1 所示。 图 2.1 设计流程图 方案一：利用定时器 T0 模式，工作在方式 1 下，实现计时的功能。利用串行口 的工作方式 0。在方式 0 下，串行口作为同步移位寄存器用
4、，以 8 位数据为一帧，先 发送或接受最低位，每个机器周期发送或接受一位数据，串行数据由 RXD 引脚输出或 输入，同步移位脉冲由 TXD 引脚送出。在设计中，单片机程序中的串行数据可由 RXD 引脚输出， 同步移位脉冲由 TXD 引脚送出。 串行口扩展并行输出口时， 用 “串入并出” 的移位寄存器 74LS164。并行输出到三位数数码管，显示数据。 方案二：利用设计程序的方式实现“串入并出” 。将数据传入到 74LS164 中，再 并行输出到数码管，显示数据。选择定时器 T0，方式 1，设定 T0 的定时时间为 10ms, 每隔 10ms 中断一次，中断 10 次即为 0.1s。 考虑到 5
5、1 单片机串行口与 PC 的 RS-232 接口不能直接对接， 必须进行电平转换， 将 TTL 电平转换为 RS-232 电平。所以，串行通信接口需用到 MAX232，此处也要用到 RXD 和 TXD 引脚。因此，设计秒表采取方案二,并用 P2 口实现串行输出。 主控器 51 单片机 数据传输 74LS164 显示数据 三位数码管 控制器 按键 单片机/微机接口课程设计说明书 2 2.2.2 2 芯片及其功能芯片及其功能 2.2.1 主控制器 STC89C52 STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、 高性能 CMOS8 位微控制器， 具有 8K 在 系统可编程 Flash 存储器
6、。STC89C52 使用经典的 MCS-51 内核，但做了很多的改进使 得芯片具有传统 51 单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系 统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解 决方案。 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗 定时器，内置 4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个 16 位定时器/计数器，4 个外部 中断，一个 7 向量 4 级中断结构（兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构），全双工串 行口。另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。 空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉 电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个 中断或硬件复位为止。
