60s计时器的设计与实现
电子系统设计创新实验
报告
题 目 60s 计时器的设计与实现
学生姓名 高权 黄盼 徐传武 易孟华 学生学号 [1**********]4 07 14 15 专业名称 电子信息工程 指导教师 肖 永 军
2016年 11 月 17 日
设计要求:
1、利用单片机定时器/计数器T0中断设计秒表。
2、实现基本的0-60秒计时。
3、以数码管作为显示器件,用单片机进行控制。
摘 要
数字电子秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点,在计时中广泛使用。本设计用单片机组成数字秒表,用AT89C51系列单片机为中心器件,利用其定时器/计数器定时和记数的原理,结合硬件晶振电路,复位电路,数码管显示电路来设计计时器,将软、硬件有机地结合起来。其中软件系统采用汇编语言编写程序,硬件系统利用PROTEUS 强大的功能来实现,简单切易于观察,在仿真中就可以观察到实际的工作状态。
关键字:AT89C51 单片机 数码管
一、系统总体设计
系统总体设计框图如图1所示,该系统共由时钟电路模块、复位电路模块、AT89C51单片机及数码管显示电路组成。其中主控制器用于系统控制,可以控制电路的开关的功能,系统中AT89C51单片机作为主控元件,计数器显示电路由数码管和驱动电路组成。
图1 系统总体设计框图
二 、系统硬件设计
(1)复位电路
采用上电+按键复位电路,上电后,由于电容充电,使RST 持续一段高电平时间。当单片机已在运行之中时,按下复位键也能使用使RST 持续一段时间的高电平,从而实现上电加开关复位的操作。这不仅能使单片机复位,而且还能使 单片机的外围芯片也同时复位。当程序出现错误时,可以随时使电路复位。
复位电路如图2所示:
图2 复位电路
该复位电路由R9,C3和开关组成,当开关断开时,C3两端电压较低,单片机RST 端则为低电平,而当开关闭合时,RST 端高电平,此时单片机复位。
(2)时钟电路
系统的时钟电路如图3所示,此系统的时钟电路设计是采用的内部方式,即利用芯片内部的振荡电路。MCS-51内部的高增益反相放大器外接12MHZ 的晶谐以及电容C1和C2构成并联谐振电路,接在放大器的反馈回路中构成时钟电路。电容的大小影响振荡器频率的高低,振荡器的稳定和起振的快速性,为单片机提供标准时钟。
图3 时钟电路
(3)数码管显示电路
数码管显示电路如图4所示,电路中采用两段共阳极数码管,我们采用动态显示,通过控制单片机P1口的电平来点亮数码管,P2进行段选,使数码管从0-60显示,从而实现计时功能。
图4 数码管显示电路
三、系统软件设计
整个系统软件工作的流程图如图5所示:
num=0,num1=0,计时器每50ms 中断一次,num 加1,当num=20时,记满一秒mun1加一,num 归0,display num1,当num1=60时,这时就记满一秒,num1归0,重新从0开始计时。
图5 系统程序流程图
四、系统的测试及仿真
(1)系统整体电路图
系统整体电路如图6所示,该电路为三部分,时钟电路、复位电路以及数码管电路构成。
图6 系统整体电路
(2)用Protues 进行仿真所得仿真图如图7、图8、图9所示。
图7 数码管显示0S
。
图8 数码管显示59S
通过上面仿真图7、图8状态我们可以看到,在定时器及单片机的控制下,数码管可以实现0-60秒计时,然后回到0秒。
五:心得体会
通过本次实验,懂得如何安装KEIL 软件以及实验板,懂得单片机的调试,初步了解并熟悉实验板上单片机I/O口和数码管的电路结构,本课程设计充分利用单片机内部硬件资源和软件功能,将大大减少硬件电路的复杂性,使电路结构更加简洁。通过这次设计,我学到了很多知识,将学习的理论知识通过实验融会贯通,让我对它的理解更加深刻。通过这次课程设计,不仅加深了我对单片机理论方面的理解,将理论更好的运用的实践方面,而且锻炼了我们各方面的能力,培养了坚强的毅力和做事的耐心和细心,同时也认识到在团队工作中需要有合作精神,我想这会为今后自己踏上工作岗位、更好地融入新的团队打下良好的基础。