机电综合实训.doc

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1、机电综合实训报告基于单片机电子秒表的设计 本次设计的数字电子秒表系统采用以AT89S52单片机为中心器件，利用其定时器/计数器定时和计数的原理，结合显示电路、LED数码管以及外部中断电路来设计秒表。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现四位LED显示，显示时间为00.00～60.00秒，计时精度为0.01秒，能正确地进行计时。其中软件系统采用C语言编写程序，包括延时程序，定时中断服务，按键扫描，显示程序等，并利用PROTEUS强大的功能来仿真，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。  本设计主要特点是计时精度达到0.01s，解决了传统的

2、由于计时精度不够造成的误差和不公平性，是各种体育竞赛的必备设备之一。 一、 设计要求： 电子秒表设计，具有普通秒表的功能; 单片机是使用按键启动、停止和复位。  二、总体方案的设计： 设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制器，计时与显示电路和复位、启动和停表电路等。主控制器采用单片机AT89S52，显示电路采用共阴极LED数码管显示计时时间。 本设计利用AT89S52单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，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-P2.3口作位码扫描输出

3、，P2.4、P2.5口接两个按钮开关，分别实现开始、暂停功能，RST作为复位开关。 硬件电路图按照图1进行设计。  图1  系统组成框图  按键电路的处理。这三个键可以采用中断的方法，也可以采用扫描的方法来识别。复位键主要功能在于数值复位，对于时间的要求不是很严格。而开始和停止键则是用于对时间的锁定，需要比较准确的控制。因此可以对复位按键采取扫描的方式，而对开始和停止键采用外部中断的方式。显示电路采用7段数码管作为显示介质，数码管显示可以分为静态显示和动态显示两种。由于本设计需要采用四位数码管显示时间，如果静态显示则占用的口线多，硬件电路

4、复杂，所以采用动态显示。 时钟电路按照图2所示电路进行设计连接就能使系统可靠起振并能稳定运行。图中，电容器C1、C2起稳定振荡频率、快速起振的作用，电容值采用大小为22pF的电容和12MHz的晶振。 图2 内部振荡电路 复位电路在上电后，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RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。如图3所示，采用的电容值为10μF的电容和电阻为1K的电阻。通过以上设计，将各部分电路与单片机有机的结合到一起，硬件部分的设计便完成，剩下的部分就是对单片机的编程，使

5、单片机按程序运行，实现数字电子秒表的全部功能。三、原理电路图及功能分析： （1）用开关控制计时模式的选择：单计时模式； （2）用开关控制秒表的启动、停止和复位。  图4、电路原理图 四、主程序设计 本系统程序主要模块由主程序、定时中断服务程序、外部中断1服务程序组成。其中主程序是整个程序的主体。可以对各个中断程序进行调用，协调各个子程序之间的联系。 系统（上电）复位后，进入主程序。首先对系统进行初始化，包括设置各入口地址、中断的开启、对各个数据缓存区清“0”、赋定时器初值，初始化完毕后，就进入数码管显示程序。数码管显示程序对显示缓存区内的

6、数值进行调用并在数码管上进行动态显示。当复位键按下后，程序返回开始，重新对系统进行初始化。 在主程序中还进行了赋寄存区的初始值、设置定时器初值以及开启外部中断等操作，当定时时间到后就转去执行定时中断程序。当外部中断有请求则去执行外部中断服务程序，并在执行完后返回主程序。  五、参考程序: #include  #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit start=P2^4;//开始计时  sbit stop=P2^5; //停止计时 sbit di

7、an=P0^7; //停止计时 unsigned char shi,ge,dian0,dian1;//全局变量 char TT=0; char LL=0; //unit tt t1; uchar code tabledu[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //0-9共阴数码管uchar code tablewe[]={0XFE,0XFD,0XFB,0XF7}; //数码管位选 /***************************延时程序************

8、*******************/  void delay(uchar ms) //延时程序 {  uchar y;  for(;ms>0;ms--)   for(y=120;y>0;y