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光電信息綜合設(shè)計報告 多功能秒表設(shè)計 院（系）名稱 信息工程學院 專 業(yè) 名 稱 光電信息科學與工程 姓 名 學 號 0 指 導 教 師 2018年 5 月 20日 摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷的走向深入。本文闡述了基于單片機的多功能電子秒表設(shè)計。本設(shè)計主要特點是具有倒計時功能，還可以按圈計時，而且誤差在0.01s,是各種體育競賽的必備設(shè)備之一，另外硬件部分設(shè)置了查看按鍵，還具備有定時提醒功能，讓你時時刻刻都掌握時間。 本設(shè)計的數(shù)字電子秒表系統(tǒng)采用STC89C52單片機為中心器件，利用其定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，結(jié)合顯示電路、數(shù)碼管以及外部中斷電路來設(shè)計計時器。將軟、硬件有機地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)4位LED顯示，顯示時間99s內(nèi)，能正確地進行計時，同時能記錄10組時間，并在暫停是對時間進行查詢。其中軟件系統(tǒng)采用C語言編寫程序，包括顯示程序，定時中斷服務延時程序等，并在KEIL中調(diào)試運行，硬件系統(tǒng)利用PROTEUS強大的功能來實現(xiàn)，簡單切易于觀察，在仿真中就可以觀察到實際的工作狀態(tài)。 關(guān)鍵字：單片機；數(shù)字電子秒表；提醒 目 錄 1 總體設(shè)計方案 1 2 硬件設(shè)計 3 2.1 單片機的選擇 3 2.2 顯示電路的選擇與設(shè)計 5 2.3 按鍵電路的選擇與設(shè)計 6 2.4 時鐘電路的選擇與設(shè)計 6 2.5 系統(tǒng)總電路的設(shè)計 7 3 軟件設(shè)計 9 3.1 程序設(shè)計思想 9 3.2 主程序設(shè)計 9 3.3 中斷程序設(shè)計 10 3.4程序模塊設(shè)計： 11 主程序 11 （2）停止子程序 14 （3）復位子程序 14 （4）按鍵消抖程序 15 4 多功能秒表的安裝與調(diào)試 16 4.1 軟件的仿真與調(diào)試 16 4.2 硬件的安裝與調(diào)試 16 4.3 實物調(diào)試 17 結(jié) 論 19 1 總體設(shè)計方案 多功能秒表具有顯示直觀、讀取方便、精度高等優(yōu)點，在計時中廣泛使用。本設(shè)計用單片機組成數(shù)字電子秒表，力求結(jié)構(gòu)簡單、精度高為目標。 設(shè)計中包括硬件電路的設(shè)計和系統(tǒng)程序的設(shè)計。其硬件電路主要有主控制器，時鐘功能，倒計時，計時與顯示電路和回零、啟動和停表電路等。主控制器采用單片機STC89C52，顯示電路采用共陽極LED數(shù)碼管顯示計時時間。 本設(shè)計利用STC89C52單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，使其能精確計時。利用中斷系統(tǒng)使其能實現(xiàn)開始暫停的功能。P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，P2口作位掃描輸出，P1^0，P1^1,P1^2,P1^3,P1^4口接5個按鈕開關(guān)，分別實現(xiàn)開始、記錄、清除，方向和調(diào)整。電路原理圖設(shè)計最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最后在正確性和布局合理的前提下力求美觀。硬件電路圖按照圖1-1進行設(shè)計。 STC89C52 單片機控制系統(tǒng) 四位數(shù)碼管 燈光提示系統(tǒng) 控制開關(guān) 圖1-1 智能秒表顯示硬件電路基本原理圖 根據(jù)要求知道秒表設(shè)計主要實現(xiàn)的功能是倒計時、計時和時鐘顯示。因此設(shè)置了五個按鍵和四位數(shù)碼管顯示時間，五個按鍵中，按鍵1是開始按鈕：可控制系統(tǒng)的開關(guān)；按鍵2為記錄按鍵：在秒表模式運行時，可保存數(shù)據(jù)，在其他狀態(tài)時還有復用功能；按鍵3為清除鍵：在系統(tǒng)計時時可以復位時間，在查看數(shù)據(jù)、調(diào)整時間時，還有其他功能；按鍵4為方向鍵，調(diào)節(jié)時間計時時的正反向；按鍵5為調(diào)整按鍵：調(diào)整和設(shè)置時間。利用這五個建來實現(xiàn)秒表的全部功能，而四個位數(shù)碼管則能顯示最多99秒內(nèi)的計時。 計時采用定時器T0中斷完成，定時溢出中斷周期為10ms，當一處中斷后向CPU發(fā)出溢出中斷請求，每發(fā)出一次中斷請求就對毫秒計數(shù)單元進行加一，達到2次就對十毫秒位進行加一，就是進位0.01，然后按時鐘的取值范圍進行進位。 再看按鍵的處理。這六個鍵可以采用中斷的方法，也可以采用掃描的方法來識別。 設(shè)計中包括硬件電路的設(shè)計和系統(tǒng)程序的設(shè)計。其硬件電路主要有主控制器，顯示電路和回零、啟動、查看、停表電路等。主控制器采用單片機STC89C52，顯示電路采用共陽極LED數(shù)碼管顯示計時時間，五個按鍵均采用觸點式按鍵。 2 硬件設(shè)計 2.1 單片機的選擇 本課題在選取單片機時，充分借鑒了許多成形產(chǎn)品使用單片機的經(jīng)驗，并根據(jù)自己的實際情況，選擇了STC公司的STC89C52。 STC公司的89系列單片機以其卓越的性能、完善的兼容性、快捷便利的電擦寫操作，低廉的價格、超強的加密功能，完全替代87C51/62和8751/52，低電壓、低電源、低功耗，有DIP、PLCC、QFP封裝，有民用型、工業(yè)級、汽車級、軍品級等多種溫度等級，是當今世界上性能最好、價格最低、最受歡迎的八位單片機。 STC89C52R為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。 單片機的外部結(jié)構(gòu) STC89C52單片機采用40引腳的雙列直插封裝方式。圖2-1為引腳排列圖， 40條引腳說明如下： 主電源引腳Vss和Vcc ① Vss接地 ② Vcc正常操作時為+5伏電源 外接晶振引腳XTAL1和XTAL2 ① XTAL1內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個引腳。當采用外部振蕩器時，此引腳接地。 ② XTAL2內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸出端。是外接晶體的另一端。當采用外部振蕩器時，此引腳接外部振蕩源。 圖2-1 單片機引腳圖 控制或與其它電源復用引腳RST/VPD，ALE/，和/Vpp ① RST/VPD 當振蕩器運行時，在此引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平（由低到高跳變），將使單片機復位在Vcc掉電期間，此引腳可接上備用電源，由VPD向內(nèi)部提供備用電源，以保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。 ② ALE/正常操作時為ALE功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器，ALE 引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的1/6）周期性地發(fā)出正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。但要注意，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖，ALE 端可以驅(qū)動（吸收或輸出電流）八個LSTTL電路。對于EPROM型單片機，在EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（功能） ③ 外部程序存儲器讀選通信號輸出端，在從外部程序存儲取指令（或數(shù)據(jù)）期間，在每個機器周期內(nèi)兩次有效。同樣可以驅(qū)動八LSTTL輸入。 ④ /Vpp、/Vpp為內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲器選擇端。當/Vpp為高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器，當/Vpp為低電平時，則訪問外部程序存儲器。對于EPROM型單片機，在EPROM編程期間，此引腳上加21伏EPROM編程電源（Vpp）。 輸入/輸出引腳P0.0 - P0.7，P1.0 - P1.7，P2.0 - P2.7，P3.0 - P3.7。 ① P0口（P0.0 - P0.7）是一個8位漏極開路型雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它是分時傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線，P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動八個LSTTL負載。 ② P1口（P1.0 - P1.7）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口。能驅(qū)動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。 ③ P2口（P2.0 - P2.7）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它輸出高8位地址。P2口可以驅(qū)動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。 ④ P3口（P3.0 - P3.7）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口。能驅(qū)動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。 STC89C52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。CPU是單片機的核心部件。它由運算器和控制器等部件組成。 本設(shè)計采用STC的STC89C52微處理器，主要基于以下幾個因素： ① STC89C52為51內(nèi)核，仿真調(diào)試的軟硬件資源豐富。 ② 性價比高，貨源充足。 ③ 功耗低，功能強，靈活性高。 ④ DIP40封裝，體積小，便于產(chǎn)品小型化。 ⑤ 為EEPROM程序存儲介質(zhì)，1000次以上擦寫周期，便于編程調(diào)試。 工作電壓范圍寬：2.7V－6V，便于交直流供電。 2.2 顯示電路的選擇與設(shè)計 對于數(shù)字顯示電路，通常采用液晶顯示或數(shù)碼管顯示。對于一般的段式液晶屏，需要專門的驅(qū)動電路，而且液晶顯示作為一種被動顯示，可視性差，不適合遠距離觀看；對于具有驅(qū)動電路和單片機接口的液晶顯示模塊(字符或點陣)，一般多采用并行接口，對單片機的接口要求較高，占用資源多；另外，STC89C52單片機本身無專門的液晶驅(qū)動接口。而數(shù)碼管作為一種主動顯示器件，具有亮度高、響應速度快、防潮防濕性能好、溫度特性極性、價格便宜、易于購買等優(yōu)點，而且有遠距離視覺效果，很適合夜間或是遠距離操作。因此，本設(shè)計的顯示電路采用7段數(shù)碼管作為顯示介質(zhì)。 數(shù)碼管顯示可以分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。由于本設(shè)計需要采用四位數(shù)碼管顯示時間，如果靜態(tài)顯示則占用的口線多，硬件電路復雜。所以采用動態(tài)顯示。 圖2-2 顯示電路基本原理圖 動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位數(shù)碼管，這種逐位點亮顯示器的方式稱為位掃描。通常各位數(shù)碼管的段選線相應并聯(lián)在一起，由一個8位的I/O口控制；各位的公共陽極位選線由另外的I/O口線控制。動態(tài)方式顯示時，各數(shù)碼管分時輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式，即在某一時刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應的段碼，在另一時刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應的段碼，依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符，雖然這些字符是在不同的時刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人同時顯示的感覺。 2.3 按鍵電路的選擇與設(shè)計 本設(shè)計中有五個按鍵，分別實現(xiàn)開始、記錄、清除，方向和調(diào)整功能。這五個鍵可以采用中斷的方法，也可以采用查詢的方法來識別。系統(tǒng)采用的是掃描的查詢方法來識別按鍵的五個按鍵均采用低電平有效，具體電路連接圖如圖2-3所示。 當按鍵沒有按下時，單片機的I/O口直接連接電源，因此需要接上拉電阻來進行限流，本設(shè)計中選取阻值為2kΩ 的電阻作為上拉電阻，根據(jù)計算可知此時的灌電流為2.5mA看STC89C52的資料得知次電流在安全范圍內(nèi)，符合安全設(shè)計要求。 圖2-3 按鍵電路 2.4 時鐘電路的選擇與設(shè)計 單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)各種微操作的時間基準，89S52片內(nèi)設(shè)有一個由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路，XTAL1和 XTAL2分別為振蕩電路的輸入和輸出端，89S52單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式與外部振蕩方式。外部方式的時鐘很少用，若要用時，只要將XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器就行。對外部振蕩信號無特殊要求，只要保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號。 時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘信號P1和P2供單片機使用。P1在每一個狀態(tài)S的前半部分有效，P2在每個狀態(tài)的后半部分有效。本設(shè)計采用的內(nèi)部振蕩方式，內(nèi)部振蕩方式所得的時鐘信號比較穩(wěn)定，實用電路中使用較多。本設(shè)計系統(tǒng)的時鐘電路如圖1-5所示。只要按照圖2-4所示電路進行設(shè)計連接就能使系統(tǒng)可靠起振并能穩(wěn)定運行。圖中，電容器C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，電容值一般為5～33pF。但在時鐘電路的實際應用中一定要注意正確選擇其大小，并保證電路的對稱性，盡可能匹配，選用正牌的瓷片或云母電容，如果可能的話，溫度系數(shù)盡可能低。本設(shè)計中采用大小為30pF的電容和12MHz的晶振。 圖2-4 內(nèi)部振蕩電路 2.5 系統(tǒng)總電路的設(shè)計 系統(tǒng)總電路由以上設(shè)計的顯示電路，時鐘電路，按鍵電路和復位電路組成，只要將單片機與以上各部分電路合理的連接就組成了系統(tǒng)總電路。系統(tǒng)總電路圖如圖2-5所示。 STC89C52單片機為主電路的核心部分，各個電路均和單片機相連接，由單片機統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)各個電路的運行工作。 STC89C52單片機提供了XTAL1和XTAL2兩個專用引腳接晶振電路，因此只要將晶振電路接到兩個專用引腳即可為單片機提供時鐘脈沖，但在焊接晶振電路時要盡量使晶振電路靠近單片機，這樣可以為單片機提供穩(wěn)定的始終脈沖。 圖2-5 系統(tǒng)總電路圖 復位電路同晶振電路，單片機設(shè)有一個專用的硬件復位接口，并設(shè)置為高電平有效。 按鍵電路與單片機的端口連接可以由用戶自己設(shè)定，本設(shè)計中按鍵均設(shè)為低電平有效。 顯示電路由四位數(shù)碼管組成，采用動態(tài)顯示方式，因此有8位段控制端和4位位控制端，八位段控制接P0口，P0.0~P0.7分別控制數(shù)碼顯示管的a、b、c、d、e、f、g、dp顯示，STC89C52的P0口沒有集成上拉電阻，高電平的驅(qū)動能力很弱，所以需要接上拉電阻來提高P0的高電平驅(qū)動能力，對應的數(shù)碼管導通顯示。 通過以上設(shè)計已經(jīng)將各部分電路與單片機有機的結(jié)合到一起，硬件部分的設(shè)計以大功告成，剩下的部分就是對單片機的編程，使單片機按程序運行，實現(xiàn)數(shù)字電子秒表的全部功能。 3 軟件設(shè)計 3.1 程序設(shè)計思想 本設(shè)計采用了C語言編寫，匯編語言由于采用了助記符號來編寫程序，比用機器語言的二進制代碼編程要方便些，在一定程度上簡化了編程過程。匯編語言的特點是用符號代替了機器指令代碼，而且助記符與指令代碼一一對應，基本保留了機器語言的靈活性。使用匯編語言能面向機器并較好地發(fā)揮機器的特性，得到質(zhì)量較高的程序。 C語言具有下列特點: 1. C是中級語言 它把高級語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級語言的實用性結(jié)合起來。C語言可以象匯編語言一樣對位、字節(jié)和地址進行操作,而這三者是計算機最基本的工作單元。 2. C是結(jié)構(gòu)式語言 結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化,即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?便于使用、維護以及調(diào)試。C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的,這些函數(shù)可方便的調(diào)用,并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向,從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 3. C語言功能齊全 C語言具有各種各樣的數(shù)據(jù)類型,并引入了指針概念,可使程序效率更高。另外C語言也具有強大的圖形功能,支持多種顯示器和驅(qū)動器。而且計算功能、邏輯判斷功能也比較強大,可以實現(xiàn)決策目的。 4. C語言適用范圍大 C語言還有一個突出的優(yōu)點就是適合于多種操作系統(tǒng),如DOS、UNIX,也適用于多種機型。 3.2 主程序設(shè)計 本系統(tǒng)程序主要模塊由主程序、子程序、定時中斷服務程序。其中主程序是整個程序的主體。可以對各個中斷程序進行調(diào)用。協(xié)調(diào)各個子程序之間的聯(lián)系。 系統(tǒng)（上電）復位后，進入主程序，主程序流程圖如圖3-1所示。  開始 倒計時 正計時 倒計時模式 鬧鐘模式 秒表模式 時間到 計時等于0 計時大于99s 報警提示 報警提示 報警提示 返回 返回 返回 圖3-1 主程序流程圖 3.3 中斷程序設(shè)計 現(xiàn)在方案中采用了定時中斷T0。CPU在響應中斷時，先處理高級中斷，在處理低級中斷，若有多個同級中斷時，則按自然優(yōu)先順序處理。例如當CPU正在處理一個中斷申請時，有出現(xiàn)了另一個優(yōu)先級比它高的中斷請求，這是，CPU就暫停終止對當前優(yōu)先級較低的中斷源的服務，轉(zhuǎn)去響應優(yōu)先級比它高的中斷請求，并為其服務。待服務結(jié)束，再繼續(xù)執(zhí)行原來較低級的中斷服務程序。而當CPU為級別高的終端服務程序服務時，如果級別低的中斷發(fā)出中斷請求，此時CPU是不會響應的，所以為了避免開始和暫停兩個按鍵中的一個出現(xiàn)沒有響應的情況，在進行程序編輯時要注意對中斷的使用，避免出現(xiàn)中斷的嵌套。，合理分配中斷對本設(shè)計的實現(xiàn)是至關(guān)重要的。 另外由于數(shù)字式電子秒表的最小精度位10ms。定時器T0的定時周期也為10ms，為了使電子秒表暫停鍵按下后CPU能馬上進行數(shù)據(jù)調(diào)整 3.4程序模塊設(shè)計： #include //頭文件 #define uint unsigned int #define uchar unsigned char //宏定義 sbit k1=P1^0; //開始按鍵定義 sbit k2=P1^1; //復位按鍵定義 sbit k3=P1^2; //切換按鍵定義 sbit p1=P2^7; //位選定義 sbit p2=P2^6; //位選定義 sbit p3=P2^5; //位選定義 sbit p4=P2^4; //位選定義 sbit dp=P0^7; //“：”定義 int a,b,c,d; //數(shù)碼管顯示變量 long miao=0; //時間變量 int moshi=0;kaishi=0;count=0; //變量 uchar code LEDData[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff}; //數(shù)碼管顯示段碼 /*****延時子程序*****/ void Delay(uint i) //顯示延遲 { while( i-- ); } void qudou(void) //去抖延遲 { int i; for(i=0;i<2400;i++); } /*****顯示子程序*****/ void xianshi() {p1=0;p2=0;p3=0;p4=0; //位選關(guān)閉 P0 =LEDData[a]; //發(fā)送數(shù)據(jù)段碼 p1=1;p2=0;p3=0;p4=0; //位選開 Delay(300); //顯示延遲 p1=0;p2=0;p3=0;p4=0; //位選關(guān)閉 P0 =LEDData[b]; //發(fā)送數(shù)據(jù)段碼 if(moshi==1) dp=0; else dp=1; p1=0;p2=1;p3=0;p4=0; //位選開 Delay(300); //顯示延遲 p1=0;p2=0;p3=0;p4=0; //位選關(guān)閉 P0 =LEDData[c]; //發(fā)送數(shù)據(jù)段碼 p1=0;p2=0;p3=1;p4=0; //位選開 Delay(300); //顯示延遲 p1=0;p2=0;p3=0;p4=0; //位選關(guān)閉 P0 =LEDData[d]; //發(fā)送數(shù)據(jù)段碼 p1=0;p2=0;p3=0;p4=1; //位選開 Delay(300); //顯示延遲 p1=0;p2=0;p3=0;p4=0; //位選關(guān)閉 } void shuju() //數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)碼管顯示代碼 { if(moshi==0) { a=miao/1000; b=miao%1000/100; c=miao%1000%100/10; d=miao%1000%100%10; } else { a=miao/60/10; b=miao/60%10; c=miao%60/10; d=miao%60%10; } } void key() //按鍵掃描 { if (k1==0) //開始按鍵按下 { qudou(); //去抖延遲 if(k1==0) //確認按下 { kaishi=!kaishi; //開始暫停切換 }while(k1==0); //退出 } if (k2==0) //復位按鍵按下 { qudou(); //去抖延遲 if(k2==0) //確認按下 { miao=0; //時間變成0 kaishi=0; //并且暫停 }while(k2==0); //退出 } if (k3==0) //切換按鍵按下 { qudou(); //去抖延遲 if(k3==0) //確認按下 { moshi=!moshi; //顯示模式切換 }while(k3==0); //退出 } } /*****主函數(shù)*****/ void main(void) { TMOD = 0x01; //定時器中斷開啟 TH0=0xb1; //20ms中斷一次 TL0=0xe0; EA = 1; ET0 = 1; TR0 = 1; while(1) //無限循環(huán) { key(); //按鍵掃描 shuju(); //數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 xianshi(); //數(shù)碼管顯示 } } void time0(void) interrupt 1 //定時器中斷 { TH0=0xb1; TL0=0xe0; if(kaishi==1) {count++; //count計數(shù)器 if(count==50) //計數(shù)50次，50*20ms=1000ms=1S {count=0; //計數(shù)器清零 miao++; //秒加1 if(miao>5999) miao=0; } } }  4 多功能秒表的安裝與調(diào)試 4.1 軟件的仿真與調(diào)試 Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件，它可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路。該軟件的主要特點總結(jié)后有以下四點：①實現(xiàn)了單片機仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合的功能。②支持目前主流單片機系統(tǒng)的仿真。③提供了軟件調(diào)試功能，并可以與Keil 聯(lián)合仿真調(diào)試。④具有強大的原理圖繪制功能?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。在電子領(lǐng)域中也起到了很大的作用，它的出現(xiàn)仿真不需要先焊接電路，可以先仿真調(diào)試通過后在焊電路，節(jié)省了不少在硬件調(diào)試上所花的時間。 Proteus ISIS的工作界面是一種標準的Windows界面，如圖4-1所示。它包括標題欄、主菜單、狀態(tài)欄、標準工具欄、繪圖工具欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口等十幾個工具，方便了使用者的使用。 Proteus ISIS繪制原理圖的操作與Protel 99se繪制原理圖的操作基本相同，在這里就不再作贅述。下面拿本設(shè)計中的一個仿真例子作簡述說明。運行Proteus ISIS后，繪制病床呼叫系統(tǒng)的原理圖。 首先打開已經(jīng)畫好的proteus DSN文件，雙擊圖中的AT89S52芯片，就彈出一個窗口，在Program File項中通過路徑選擇在WAVE中生成的HEX文件，雙擊選中后確定，這樣仿真圖中的AT89S52芯片就已經(jīng)讀取了本設(shè)計中的HEX文件。單擊“三角形按鈕”進行仿真。通過對仿真結(jié)果的觀察來對程序進行修改，最終使程序到達設(shè)計要求。 4.2 硬件的安裝與調(diào)試 按照之前設(shè)計好的數(shù)字電子秒表原理圖，詳細計算系統(tǒng)中各個元件的參數(shù)，選擇相應器件，制作實際電路板。由于考慮到萬能板大小的問題及元件之間連線的方便，在焊接元器件前必須考慮元件的布局然后進行實際操作。 制作好的電路板可以用萬用表（200歐姆檔）的紅、黑表筆測試電路板的每條走線，當其電阻非常小時，證明走線沒有斷開，當其電阻很大時，證明該條走線斷了，應該重新走線，使電路板在電氣上得到正確地連接。選用萬用表的20K歐姆檔，檢測電路中是否存在短路。因為系統(tǒng)采用的是共陽極數(shù)碼管作為顯示 路，必須確保數(shù)碼管的公共端接的是高電平。 圖4-1 Proteus ISIS的工作界面 4.3 實物調(diào)試 圖4-2 實物正面圖 圖4-2 實物背面圖 圖4-2 實物調(diào)試圖 結(jié) 論 本設(shè)計的多功能秒表是由STC89C52單片機、共陽數(shù)碼顯示管、控制按鍵、三極管等器件構(gòu)成的，設(shè)有四位計時顯示，開始、記錄、清零、方向、調(diào)整按鍵以及一個系統(tǒng)整機復位按鈕。計時精度能到達10ms，能調(diào)看記錄的計時時間，設(shè)計精簡，使用簡單易懂。系統(tǒng)設(shè)計合理，線路簡單、功能先進，性能穩(wěn)定，程序精簡。并給出了詳細的電路設(shè)計方法。本系統(tǒng)是以單片機為核心，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善。所以采用匯編語言來進行軟件設(shè)計，利用匯編語言面向機器并能較好的發(fā)揮機器的特性，得到較高的程序，同時匯編語言目標代碼簡短，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，能提高秒表的精度。 通過畢業(yè)設(shè)計，復習鞏固我們以前所學習的數(shù)字、模擬電子技術(shù)、單片機原理及接口等課程知識，加深對各門課程及相互關(guān)系的理解，并成功使用了Keil、Protel 99se和Proteus ISIS三款電子軟件，使理論知識系統(tǒng)化、實用化，系統(tǒng)地掌握微機應用系統(tǒng)的一般設(shè)計方法，培養(yǎng)較強的編程能力、開發(fā)能力。 同時，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，我也發(fā)現(xiàn)了本系統(tǒng)的許多不足和可以改進的地方。但因時間緊迫等原因沒能改進。本設(shè)計的數(shù)字電子秒表缺少對多次計時時間進行記錄的功能。應給在單片機的內(nèi)部存儲區(qū)多設(shè)置一些存儲空間，用來存儲多次計時時間。并在程序中編入對多次計時時間的調(diào)用顯示。雖然存在不足，但本設(shè)計開發(fā)的多功能秒表仍具有它的實用性。  指導教師評閱意見： 評閱老師（簽名）： 日期： 評閱成績（五級制）：