课程设计---基于单片机的数字式秒表的设计

课程设计---基于单片机的数字式秒表的设计内容摘要：

在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如 Keil C51 uVision2 等软件。 ④具有强大的原理图绘制功能。 总之，该软件是一款集单片机和 SPICE 分析于一身的仿真软件，功能极其强大。 因为pretues 仿真软件中所有的情况都是在理想想的条件下，但是与实际电路的工作还是有很大的差别，所以我们必需考虑到实际情况应接入驱动限流等电路它才能被实际所应用。 程序仿真与结果 我们是在 Keil 软件里编写程序并编译通过才能被硬件电路所应用。 Keil 的功能比较强大但还是有一定的缺点。 他编译过程中他只能检查出所编写的语法错误，所以我们一步一步的去在硬件电路里仿真去达到我们所设计要求的功能。 经仿真修改和完善均已达到设计要求 .“ P.”显示，电子钟准备状态与电子钟自动运行状态的仿真如下图所示。 20 (1). “ P.”显示如图 41 所示。 图 41 “ P”显示图 (2). 数字式秒表准备状态仿真的显示如图 42 所示。 图 42 准备计时状态 (3). 数字式秒表运行状态的仿真如图 43 所示。 图 43 计时器状态 误差分析及解决方法 我们可以发现数字式秒表计数一段时间的我们的标准时间相比较出现了误差，所设计的数字式秒表比我们的标准时间要慢，而且相比较的时间越长他的时差越大。 经过分其主要原因与硬件和软件都有关。 软件原因：我们从外部中断请求有效到转向中断区入口地址所需的机器周期数来计算中断时间， 51 系列单片机最短响应时间为 3 个机器周期。 在一般情况下中断响应时间通常无需考虑，但在精确定时的应用场合需知道中断响应时间，以保证定时 的精确控制。 硬件原因：单片机的时钟信号是由外部的振荡电路所提供，在芯片的外部通过接 XATL1 与 XATL2 这两个引角跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。 因为电子原件不可以就有我们所设计的那么理想（电容的容量，振晶的输出频率）所以会造成我们的时间准确。 21 针对这样的问题我们就能只能从上述两个方面入手去解决。 软件方面我们可以通过计算设计子程序去减少响应的时差。 硬件部分我们可以采用一些稳定，精确度比较高的电子元件去完善，但是在最后调试出的还是有误差但我尽可能的减少差误差接近 理想。 设计心得 通过对数字式秒表的设计与制作，我们把理论与实际相结合。 加深了对理论知识的理解，也增强了我们的动手能力。 在电路设计过程中，我们学会了自己收集信息和处理信息的能力，为以后的学习和制作奠定了一定的基础，数字式秒表看似简单，但当我们自己着手设计与制作的时候我们才发现是困难重重的。 在元器件采购过程中发现的问题更大，在电路计算式我们根本没有考虑到元器件的型号和性能参数，然而在实物购买时我们就不得不开始考虑其型号和性能参数，这也是理论与实际的差别。 还有，一些阻值的 电阻与某些大小的电容根本就没有这种型号的买，这样我们不得不考虑改变设计电路中的参数，或者采用电路的等效方式来解决这样的问题。 在制作 PCB 时，发现一定要有细心、耐心和恒心才能做好事情，首先是线的布局上既要美观 又要实用和走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的。 比如在做 PCB 板时，因为缺乏经验把板上的线画得太细了，焊盘太细导致后面的腐蚀环节稍微有点失误将使电路板出现断线，打孔后无焊盘等问题，把 PCB 板浸在三氯化铁里浸得太久可能导致 PCB 板上的铜几乎全都溶解了。 双面布线时必须做到两面完全对齐，否则板子有可能无法使用，还有在有芯片的电路布线时不能将从芯片引脚引出的线布在两面，否则将无法完成焊接任务。 从刚刚接触单片机开始，此设计是我迄今为止，编写的最大的一个程序，在调试过程中，我学会了怎样去根据实验现象解决问 题，分析问题的所在点。 它不仅加强了我们解决问题的能力，同时也锻炼了我们的逻辑思维能力。 此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，使我们在实际动手能力方面得到了较大的提高。 教学建议 希望学校能够注重动手能力的培养，与生活实际相结合，把所学内容应用到生活中去，这学期我们通过结合实例讲解程序，使我们更深刻的了解单片机的理论知识，最重要的是通过实验课我们可以边学边实践，从实践中记住各种指令的 22 用法和各种编程技巧，课本理论知识相对抽象而且散，如果 仅仅靠看书根本无法熟练掌握单片机的软硬件资源的运用，而实验恰恰弥补了这个缺点，感觉通过实验学习更有效率，更生动有趣。 故希望学校多多开设实验课程。 23 参考文献 [1]李朝青 .单片机原理及接口技术 [M].北京：北京航空航天大学出版社， 1988. [1]Li Zhaoqing. SCM Theory and Interface Technology [M]. Beijing: Beijing Aerospace University Press, 1988. [2]李勋等 .单片机实用教程 [M].北京：北京航 空航天大学出版社， 2020 [2] Li Xun and so on. microcontroller Practical Guide [M]. Beijing: Beijing Aerospace University Press, 2020 [3]王幸之等 .单片机应用系统抗干扰技术 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社，1999 [3] Wangxing the other. microputer application system interference technology [M]. Beijing: Beijing Aerospace University Press, 1999 [4]何为民 .低功耗单片微型计算机系统设计 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社， 1994 [4] What the people. lowpower singlechip microputer system design [M]. Beijing: Beijing Aerospace University Press, 1994 [5]李杏春等 .8090 单片机原理及实用接口技术 [M]. 北京： 北京航空航天大学出版社， 1996 [5] Li Xingchun such .8090 SCM Theory and practical interface technology [M]. Beijing: Beijing Aerospace University Press, 1996 24 致 谢 刚开始接到课程设计任务，认为挺简单的，然而真正开始动手制作时才知道并不是那么简单，从初期的资料收集以及原理图的绘制都受到了老师以及同学的帮助，在遇到困难时请教老师和同学都能得到耐心的解答 ,帮 助我们少走弯路。 感谢我的老师，以及我的同学，在整个硬件电路的设计与制作过程中，他们都给了我很大的支持，是我从此次课程设计过程中获益匪浅，本人对设计过程中给予了通力合作，以及精神的支持，的老师和同学深表感谢。 如果没有他们我想我的设计不会这样顺利的完成。 由于本人水平有限，在技术指标和论文写作中可能存在一些缺陷，恳请各位老师和同学们批评指教。 25 附 录 A 原理图 123456ABCD654321D C B ATitleNumberRevisionSizeBDate:10Sep2010Sheet of File:I:\单片机技术作业资料\数码管系统图(最后修订).ddbDrawn By:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U1AT89S52a11b7c4d2e1f10g5dp3d46d38d29d112LED1LED1a11b7c4d2e1f10g5dp3d46d38d29d112LED2LED2VDDR20470R21470R22470R23470R24470R25470R26470R27470。