功能介绍:

采用51单片机作为主控CPU;数码管来显示秒表数值,可以精确到0.01秒,设有三个按键,分别是开始、暂停、提示音,可以通过按键开始计时和暂停计时,也可以通过按键打开提示音,蜂鸣器会发出提示音,也可以选择关闭,程序采用keil编写,有中文注释,新手容易看懂,仿真采用Proteus,下面是仿真演示视频:

228-基于51单片机简易数字秒表设计(程序+仿真+全套资料)

51单片机最小系统介绍
单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机。本文的单片机特指51单片机,具体芯片型号是 AT89C52。需注意STC89C51,STC89C52,AT89C51,AT89C52都是51单片机的一种具体芯片型号。

最小系统组成:

51单片机最小系统:单片机、复位电路、晶振(时钟)电路、电源

最小系统用到的引脚

1、主电源引脚(2根)

VCC:电源输入,接+5V电源

GND:接地线

2、外接晶振引脚(2根)

XTAL1:片内振荡电路的输入端

XTAL2:片内振荡电路的输出端

3、控制引脚(4根)

RST/VPP:复位引脚,引脚上

复位电路
一般来说,在电路图中,电容的的大小是10uf,电阻的大小是10k。(不特指本电路,具体参数看仿真图)

在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号,而大于1.5V的电压信号为高电平信号。可以算出电容充电到电源电压的0.7倍,即电容两端电压为3.5V、电阻两端电压为1.5V时,需要的时间约为T=RC=10K*10UF=0.1S。

也就是说在单片机上电启动的0.1S内,电容两端的电压从0-3.5V不断增加,这个时候10K电阻两端的电压为从5-1.5V不断减少(串联电路各处电压之和为总电压),所以RST引脚所接收到的电压是5V-1.5V的过程,也就是高电平到低电平的过程。

单片机RST引脚是高电平有效,即复位;低电平无效,即单片机正常工作。所以在开机0.1S内,单片机系统RST引脚接收到了时间为0.1S左右的高电平信号,所以实现了自动复位。

在单片机启动0.1S后,电容C两端的电压持续充电为5V,这是时候10K电阻两端的电压接近于0V,RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候,开关导通,这个时候电容两端形成了一个回路,电容被短路,所以在按键按下的这个过程中,电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移,电容的电压在0.1S内,从5V释放到变为了1.5V,甚至更小。根据串联电路电压为各处之和,这个时候10K电阻两端的电压为3.5V,甚至更大,所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。

 

sbit start_key = P3^0;    //启动
sbit pause_key = P3^1;    //暂停
sbit beep_key = P3^3;    //提示音

sbit start_led = P3^4;        //启动指示灯
sbit pause_led = P3^5;        //暂停指示灯
sbit beep_led = P3^6;        //喇叭指示灯
sbit beep = P3^7;                //喇叭

uchar disCode[10] = {0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09}; //段码 0~9
uchar locCode[8] = {0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};                    //位码

void displayTime(void);     //刷新时间显示
void disPlay(uchar num, uchar loc);     //数码管显示韩函数

void Delay1ms(unsigned int n);    //延时1ms

uchar state;    //状态:0-停止,1-启动,2-暂停
ulong ms = 0;    //存储毫秒值
uchar fen = 0;    //分钟数
uchar miao;    //秒数
uchar ms2;    //毫秒数的10位

bit isBeep = false;    //是否开启蜂鸣器

/******************************************************************************* 
* 函数名        : T0_INT
* 函数功能        : T0定时器中断10ms
* 输入          : 无
* 输出       : 无
*******************************************************************************/ 
void T0_INT(void)  interrupt 1

    TL0= (65536-9000)/256;    
    TH0= (65536-9000)%256;
    ms ++;
}

/******************************************************************************* 
* 函数名         : main
* 函数功能         : 主函数
* 输入          : 无
* 输出       : 无
*******************************************************************************/  
void main(void)
{
    TMOD=0x61; //0110 0001    //方式一
    
    TL0= (65536-10000)/256;        // 10ms
    TH0= (65536-10000)%256;
    TR0=1;        //开启T0
    //ET0=1;        //T0中断允许
    
    EA=1;    //总中断开启
    

    start_led = 0;        
    pause_led = 0;        
    beep_led = 0;        
    
    while(1)
    {
        displayTime();     //刷新时间显示
            
        //检测启动、停止按钮
        if(start_key == 0)     //按下了启动、停止按钮
        {
            Delay1ms(10);    //延时消抖
            if(start_key == 0)

 

 

51单片机IO状况概括:

1. 增强型8051单片机,6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任 意  选择,指令代码完全兼容传统8051. 

2. 工作电压:5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V单片机) 

3. 工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作频 率可达48MHz 

4. 用户应用程序空间为8K字节 5. 片上集成512字节RAM 

6. 通用I/O口(32个),复位后为:P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉,

P0口是漏极开路输出,作为总线扩展用时,不用加上拉电阻,作为I/O 口  用时,需加上拉电阻。 

 ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专  用仿真器,可通过串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)直接下载用户程序, 数秒即 可完成一片 

 具有EEPROM功能

 具有看门狗功能 

10. 共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2 

11. 外部中断4路,下降沿中断或低电平触发电路,Power Down模式    可由外部中断低电平触发中断方式唤醒 

12. 通用异步串行口(UART),还可用定时器软件实现多个UART 

13. 工作温度范围:-40~+85℃(工业级)/0~75℃(商业级)

2.1.2、引脚功能

VCC(40引脚):电源电压 

VSS(20引脚):接地 

P0端口(P0.0~P0.7,39~32引脚):P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口,每个引脚能驱动8个TTL负载,对端口P0写入“1”时,可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时,P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时,P0口内部上拉电阻有效。在Flash ROM编程时,P0端口接收指令字节;而在校验程序时,则输出指令字节。验证时要求外接上拉电阻。 

P1端口(P1.0~P1.7,1~8引脚):P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动(吸收或者输出电流方式)4个TTL输入。对端口写入1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这是可用作输入口。P1口作输入口使用时,因为有内部上拉电阻,那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。 

P2端口(P2.0~P2.7,21~28引脚):P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写入1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,这时可用作输入口。P2作为输入口使用时,因为有内部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流

P3口引脚复用功能 引脚号 复用功能 

P3.0 RXD(串行输入口) 

P3.1 TXD(串行输出口) 

P3.2 (外部中断0) 

P3.3 (外部中断1)

P3.4 T0(定时器0的外部输入) 

P3.5 T1(定时器1的外部输入) 

P3.6 (外部数据存储器写选通) 

P3.7 (外部数据存储器读选通) 

RST(9引脚):复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效,用来完成单片机单片机的复位初始化操作。看门狗计时完成后,RST引脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下,复位高电平有效。 

ALE/(30引脚):地址锁存控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时,锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时,此引脚()也用作编程输入脉冲。 在一般情况下,ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用。然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE脉冲将会跳过。如果需要,通过将地址位8EH的SFR的第0位置“1”,ALE操作将无效。这一位置“1”,ALE仅在执行MOVX或MOV指令时有效。否则,ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位(地址位8EH的SFR的第0位)的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 

VPP(31引脚):访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令,必须接GND。注意加密方式1时,将内部锁定位RESET。为了执行内部程序指令,应该接VCC。在Flash编程期间,也接收12伏VPP电压。 

XTAL1(19引脚):振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。

XTAL2(18引脚):振荡器反相放大器的输入端。

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