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1、毕业设计（论文）报告题 目 电子秒表的设计 系 别 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 2013年 4 月无锡科技职业学院毕业设计（论文）电子秒表的设计电子秒表的设计摘要：电子秒表是一种较先进的电子计时器，目前国产的电子秒表一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准，采用6位液晶数字显示时间。电子秒表的使用功能比机械秒表要多，它不仅能显示分、秒，还能显示时、日、月及星期，并且有1l00s的功能。一般的电子秒表连续累计时间为59min 59.99s，可读到1l00s，平均日差0.5s。 该设计对当前数字秒表开发与设计进行比较和分析，最终确定采用AT89C51单片机实现数字秒表的设计。设
2、计以AT89C51单片机为核心，采用两个3位LED数码管显示以及外部中断电路来实现数字秒表的基本功能。简单介绍了其系统组成，重点讨论了其硬软件的实现过程，并对其计时精度进行了确定。最后通过对硬件系统的仿真观察其实际运行情况，给人们以直观的认识。关键词：单片机、AT89C51、数码管The design of Electronic StopwatchAbstract：Electronic stopwatch is a state-of-the-art electronic timer, the domestic electronic stopwatch generally the oscilla
3、tion frequency of the quartz oscillator as a time reference, 6 LCD digital display time. The electronic stopwatch function more than the mechanical stopwatch, it can not only show minutes and seconds, but also show the date, month and week, and have 1/l00s function. General electronic stopwatch cont
4、inuous cumulative time 59min 59.99s, read 1/l00s, average daily difference 0.5s.This system based on the MCU assembly language for software design, the assembly language and SCM underlying combination, make the logic relation of designing program more concise. This program directly in the Keil softw
5、are compiler, using Proteus simulation debugging, easy to modify the program.Key Words: MCU 、AT89C51 、digital tube目录前言1第一章 概论2 1.1 设计内容2 1.2 单片机概述2 1.2.1 AT89C51单片机的特点2 1.2.2单片机的应用3第二章 系统的硬件电路设计4 2.1硬件电路的设计4 2.1.1 单片机的选择5 2.1.2 74HC245的功能结构8 2.1.3 晶体振荡电路9 2.1.4 复位电路9 2.1.5显示电路10 2.1.6 电源电路11 2.2系统硬件
6、控制电路12第三章 系统软件的设计14 3.1程序设计的主要思想14 3.2 程序流程图设计15 3.3软件程序的仿真16第四章 系统调试18 4.1 软件程序编译与调试18 4.2 系统联调18致谢19参考文献20附录21iii前言 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的走向深入。本文阐述了基于单片机的数字电子秒表设计。本设计主要特点是计时精度达到0.01s，解决了传统的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。另外硬件部分设置了查看按键，可以对秒表上一次计时时间进行保存，供使用者查询。自首届现代奥运会在希腊雅典举办以来，奥运计时技术一直在不断地向前发展。
7、一百多年过去了，首届现代奥运会上计时所用的跑表如今换成了一系列高科技计时装置，如高速数码摄像机、电子触摸垫、红外光束、无线应答器等等。鉴于当今计时技术的快速发展，即便千分之一秒(为眨眼的40倍)的毫微差距，也决定着冠军的归属。在现在的体育竞技比赛中，随着运动员的水平不断提高，差距也在不断缩小。有些运动对时间精度的要求也越来越高，有时比赛冠亚军之间的差距只有几毫秒，因此就需要高精度的秒表来记录成绩。有关计时钟表的发展历史，大致可以分为三个演变阶段。一、从大型钟向小型钟演变。二、从小型钟向袋表过渡。三、从袋表向腕表发展。从我国水运仪像台的发明到现在各国都在研制的原子钟这几百年的钟表演变过程中，我们
8、可以看到，各个不同时期的科学家和钟表工匠用他们的聪明的智慧和不断的实践融合成了一座时间的隧道，同时也为我们勾勒了一条钟表文化和科技发展的轨迹。本设计利用AT89C51单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，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-P2.4口作列扫描输出，P1.1、P3.2、P3.3、P2.5分别接二个按钮开关，分别实现开始、暂停、清零的功能。显示电路由两个共阴极数码管组成。 第一章 概论1.1 设计内容根据专业对应知识，而且对基本理论知识进行相应的巩固、扩展，选择电子秒表作为设计内容，其特点是融合了多方面的基本理论知识，无论是硬件或软
9、件上都属于比较典型的设计。本电路直接采用单片机配合数码管和按键，直接实现功能，主要决定于软件程序的设计。利用单片机的定时中断产生10ms定时来更新数据，再利用数制转换更新显示。主要的难度在于控制部分的程序编写。在此利用了2个按键分别对各个功能进行控制，显示部分用数码管，用的是2个三位数码管，主要是为了方便实物制作。在此要考虑硬件的设计以及整体电路的可靠性，因此选用了这个方案，使得本电路的硬件设计难度不高，便于检查排错。 在软件程序上利用空闲及参数变化时对显示进行及时更新，从而保证了显示的连续性与实时性。1.2 单片机概述电子计算机是20世界纪40年代发展起来的新技术之一，它的出现是科学技术产生
10、了一场深刻的革命。特别是自1971年以来，随着大规模集成电路的发展，又出现了微型计算机。它对发展现代化的工业、农业、国防和科学技术具有极其巨大的推动作用。作为微型机控制系统的组成，主要分为两大部分，硬件和软件。硬件是指微型计算机本身及其外围设备；软件是指管理计算机的程序以及过程控制应用程序。1.2.1 AT89C51单片机的特点1、有优异的性能价格比。2、集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。3、控制功能强。为了满
11、足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。4、低功耗、低电压，便于生产便携式产品。5、外部总线增加了I2C（Inter-Integrated Circuit）及SPI（Serial Peripheral Interface）等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。6、单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。1.2.2单片机的应用由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面：1、单片机
12、在智能仪表中的应用2、单片机在机电一体化中的应用3、单片机在实时控制中的应用4、单片机在分布式多机系统中的应用5、单片机在人类生活中的应用单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能通过单片机来实现了。这种用软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是对传统控制技术的一次革命。此外，单片机成本低、集成度高、控制功能多，可灵活地组装成各种智能控制装置，并能有针对性设计成专用系统，解决从简单到复杂的各种需要，实现最佳的性价比。特别是单片机与传统机械产品相结合，
13、使原有机械产品的结构简化、控制智能化。如数控机床就是典型实例。近年来，单片机发展极快，其产量占微机产量的70%以上。目前，至少有50个系列400余种机型，性能和结构各不相同，Intel、Motorola、Zilcg等公司都有系列单片微型计算机。国内普及的几乎都是Intel公司的产品。第二章 系统的硬件电路设计2.1硬件电路的设计(1)在性价比满足应用系统要求的基础上，选择更可靠、更熟悉的单片机，缩短研制周期。(2)尽可能选择较成熟的典型应用电路，以提高系统的可靠性。(3)单片机内部的资源与外部扩展资源应在满足应用系统设计要求的基础上留有余地，为进一步升级和扩展其功能提供方便。(4)应充分结合软
14、件方案统筹考虑硬件结构，通常硬件功能较完善，其相应的软件就简单，但硬件成本较高；而硬件功能略低，其相应的软件就复杂。实际中应尽量以软件替代硬件来降低成本。(5)整个系统的相关器件应尽可能做到性能匹配，如电平、速度的匹配等。(6)充分考虑整个系统的抗干扰设计，如选择具有抗干扰设计的单片机并充分筛选芯片与器件，在电路中采取隔离和屏蔽措施等。根据以上原则，通过分析与比对，我们选用较熟悉的具有内部程序存储器的AT89C51单片机作为主控电路，选用两个三位共阴极数码管作为显示电路来组成硬件电路。总体设计方案如图2-1所示 图2-1 总体设计方案 数码管显示的数据存放在内存单元31H33H中。其中31H存
15、放分钟变量，32H存放秒钟变量，33H存放10ms计数值，即存放毫秒位数据，每一地址单元内均为十进制BCD码。由于采用软件动态扫描实现数据显示功能，显示用十进制BCD码数据的对应段码存放在ROM表中。显示时，先取出31H33H某一地址中的数据，然后查得对应的显示位，并从P1口输出，就能显示该地址单元的数据值。计时通过中断完成，定时溢出中断周期为1ms，当一处中断后向CPU发出溢出中断请求，每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行加一，达到10次就对十毫秒位进行加一，依次类推，直到99.99.99秒重新复位。 再看按键的处理。这两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
16、于数值定，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和停止键采用外部中断的方式。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，显示电路和回零、启动、查看、停表电路等。主控制器采用单片机STC89C51，显示电路采用LCD显示计时时间，两个按键均采用触点式按键。2.1.1 单片机的选择本设计在选取单片机时选用了AT89C51。 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory
17、）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。下图为AT89C51如图2-2所示。图2-2 单片机引脚图1.AT89C51主要特性与MCS-51 兼容4K字节可编程FLASH存储器寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定1288位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源
18、可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 2.管脚说明VCC：供电电压。 GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
19、在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口
20、，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时
21、，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指
22、期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP： 当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。 2.1.2 74HC245的功能结构74HC245名叫总线收发器（bus transceiver），典型的CMOS型三态缓冲门电路。
23、 由于单片机或CPU的数据/地址/控制总线端口都有一定的负载能力，如果负载超过其负载能力，一般应加驱动器。其引脚的定义为：第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。 第29脚“A”信号输入输出端，A0=B0、A7=B7，A0与B0是一组，如果DIR=“1”OE=“0”则A1输入B1输出，其它类同。如果DIR=“0”OE=“0”则B1输入A1输出，其它类同。 第1118脚“B”信号输入输出端，功能与“A”端一样，不再描述。 第19脚OE，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”
24、时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。 第10脚GND，电源地。 第20脚VCC，电源正极。2.1.3 晶体振荡电路MCS-51单片机内部的振荡电路是一个高增益反相放大器，引线 XTAL1和XTAL2分别为反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入和来自反向振荡器的输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器。选用51单片机12MHZ的内部振荡方式，电路图如图2-3所示。电容器C1，C2起稳定振荡频率，快速起振的作用，C1和C2可在20-100PF之间取,这里取30P，接线时要使晶体振荡器X1尽可能接近单片机。图2-3 晶振电路2.1.4 复位电路采用上电+按键复位电路，上电后，由于电容充
25、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。电路图如图2-4所示。图2-4 复位电路2.1.5显示电路对于数字显示电路而言，通常采用LCD显示或LED显示。对于一般的段式LCD，需要专门的驱动电路，而且可视性差；对于具有驱动电路和单片机接口的LCD显示模块，一般多采用并行接口，对单片机的接口要求较高，占用资源多；另外，AT89C51单片机本身没有专门的LCD驱动接口。而LED数码管作为一种主动显示器件，具有结
26、构简单、亮度高、响应速度快、价格便宜、易于购买等优点，而且有远距离视觉效果，很适合夜间或者远距离操作。因此在本设计中，我们采用两个3位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两个三位数码管显示时间，如果静态显示则占用的口线多，硬件电路复杂，所以采用动态显示。动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。通常各位数码管的段选线相应并联在一起，由一个8位的I/O口控制；各位的公共阴极位选线由另外的I/O口线控制。动态方式显示时，各数码管轮流选通，要使其稳定显示必须采用扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管并送出相应的段码，在另一
27、时刻选通另一数码管，并送出相应的段码，依次规律循环，即可以使各位数码管显示将要显示的字符，虽然这些字符是在不同时刻分别显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间隔足够短就可以给人同时显示的感觉。数码管的结构及字形码表如图2-5所示。在设计中，我们采用LED图2-5数码管结构图动态显示，用P0口驱动显示。由于P0口的输出级是开漏电路，用它驱动时需要外接上拉电阻才能输出高电平。电路如图2-6所示。图2-6 显示电路2.1.6 电源电路电源电路是系统最基本的部分，任何电路都离不开电源部分，由于三端集成稳压器件所组成的稳压电源线路简单，性能稳定，工作可靠，调整方便，已逐渐取代分立元件，在生产中被
28、广泛采用。2.2系统硬件控制电路系统总电路由以上设计的显示电路，时钟电路，按键电路和复位电路组成，只要将单片机与以上各部分电路合理的连接就组成了系统总电路。系统总电路图如图2-7所示。AT89C51单片机为主电路的核心部分，各个电路均和单片机相连接，由单片机统筹和协调各个电路的运行工作。AT89C51单片机提供了XTAL1和XTAL2两个专用引脚接晶振电路，因此只要将晶振电路接到两个专用引脚即可为单片机提供时钟脉冲，但在焊接晶振电路时要尽量使晶振电路靠近单片机，这样可以为单片机提供稳定的始终脉冲。图2-7 系统总电路图复位电路同晶振电路，单片机设有一个专用的硬件复位接口，并设置为高电平有效。按
29、键电路与单片机的端口连接可以由用户自己设定，本设计中软件复位键和查看键分别接单片机的P1.1和P2.5，均设为低电平有效。而另外的开始键和暂停键两键使用了外部中断，所以需要连接到单片机的特殊接口P3.3和P3.2，这两个I/O口的第二功能分别为单片机的外部中断1端口和外部中断0端口。同样设置为位低电平有效。显示电路由五位数码管组成，采用动态显示方式，因此有8位段控制端和5位位控制端，八位段控制接P0口，P0.0P0.7分别控制数码显示管的a、b、c、d、e、f、g、dp显示，AT89C52的P0口没有集成上拉电阻，高电平的驱动能力很弱，所以需要接上拉电阻来提高P0的高电平驱动能力。五位位控制则
30、由低位到高位分别接到P2.0P2.4口，NPN三极管9013做为位控制端的开关，当P2.0P2.4端口任意一个端口为高电平时，与其相对应的三极管就导通，对应的数码管导通显示。通过以上设计已经将各部分电路与单片机有机的结合到一起，硬件部分的设计以大功告成，剩下的部分就是对单片机的编程，使单片机按程序运行，实现数字电子秒表的全部功能。第三章 系统软件的设计待硬件电路接线完成后，通常可先编写简单的测试程序对硬件电路进行测试，排除硬件电路设计中存在的错误。然后根据设计任务的要求确定系统程序的整体结构，尽可能采用模块化程序设计的方法，将任务划分为相对独立的功能模块，明确各模块的功能、时间顺序和相互关系，
31、并画出各程序模块的流程图，根据流程图逐一编写程序，最后将各个模块连接成完整的程序。3.1程序设计的主要思想本设计决定采用C语言进行编写。首先是考虑到对C语言程序的编写比汇编要熟识的多，当然对于程序的编写C语言也会方便简单易懂的多。C语言的特点：（1）程序结构简洁、紧凑、规整，表达式简练、使用灵活。（2）编写的程序可读性强，编译效率高。（3）具有丰富的运算符，多达34种。丰富的数据类型与丰富的运算符相结合，使C语言具有表达灵活和效率高等特点。（4）数据类型种类繁多。C语言具有5种基本的数据类型和多种构造数据类型以及复合的导出类型，同时还提供了与地址密切相关的指针机器运算符。指针可以指向各种类型的
32、简单变量、数组、结构和联合，乃至函数等。此外，C语言还允许用户自己定义数据类型。（5）是一种结构化程序设计语言，特别适合大型程序的模块化设计。C语言具有编写结构化程序所必需的基本流程控制语句，C语言程序是由函数集合构成的，函数各自独立，并且作为模块化设计的基本单位。说明：C语言的源文件，可以分割成多个源程序，分别进行编译，然后连接起来构成可知性的目标文件，为开发大型软件提供了极大的方便。C语言还提供了多种存储属性，使数据可以按其需要在相应的作用域起作用，从而提高了程序的可靠性。（6）语法限制不太严格，程序设计自由度大。例如，对数组下标越界不作检查，由程序编写者自己保证程序的正确。一般的高级语言
33、语法检查比较严，能检测出几乎所有的语法错误，而C语言允许程序编写者有较大的自由度，因此放宽了语法的检查。程序员应当仔细检查程序，保证其正确，而不要过分依赖C语言编译程序去查错。（7）允许直接访问物理地址，能进行位（bit）操作，能实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。因此，C语言既具有高级语言的功能，又兼容低级语言的许多功能，可用来编写系统软件。（8）生成的目标代码质量高，程序执行效率高。它一般只比汇编程序生成的目标代码率低10%20%。（9）具有较高的可移植性。它的语句基本上无须修改就能用于各种型号的计算机和各种操作系统。C语言是处于汇编语言和高级语言之间的一种中间型程序设计语言
34、，常被称为中级语言。它既有高级语言的基本特点，又具有汇编语言面向硬件和系统，可以直接访问硬件的功能。3.2 程序流程图设计这里采用顺序结构，通过对按键的扫描，判断要实现什么功能。如图3-1所示。图3-1程序流程图3.3软件程序的仿真Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件，它可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。该软件的主要特点总结后有以下四点：实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合的功能。支持目前主流单片机系统的仿真。提供了软件调试功能，并可以与WAVE联合仿真调试。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
35、于一身的仿真软件，功能极其强大。在电子领域中也起到了很大的作用，它的出现仿真不需要先焊接电路，可以先仿真调试通过后在焊电路，节省了不少在硬件调试上所花的时间。Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面。它包括标题栏、主菜单、状态栏、标准工具栏、绘图工具栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口等十几个工具，方便了使用者的使用。Proteus ISIS绘制原理图的操作与Protel 99se绘制原理图的操作基本相同，在这里就不再作赘述。下面拿本设计中的一个仿真例子作简述说明。运行Proteus ISIS后，绘制病床呼叫系
36、统的原理图。首先打开已经画好的proteus DSN文件，双击图中的AT89C51芯片，就弹出一个窗口，在Program File项中通过路径选择在WAVE中生成的HEX文件，双击选中后确定，这样仿真图中的AT89C51芯片就已经读取了本设计中的HEX文件。单击“三角形按钮”进行仿真。通过对仿真结果的观察来对程序进行修改，最终使程序到达设计要求。仿真图如图3-2所示。图3-2仿真图第四章 系统调试4.1 软件程序编译与调试（1）输入源程序打开keil软件，输入源程序，输入时应以西文方式输入字母和符号，且中文注释前要加分号。（2）对源程序进行编译和纠错根据自动编译提供的错误信息逐条纠正错误，直至
37、编译信息提示“错误(0)”，编译结束。（3）确定调试方案在调试程序前一定要认真分析源程序，明确各功能程序运行的预期结果。然后结合源程序应达到的结果，确定出如何通过某些关键参数和实验现象检验程序运行结果正确与否。（4）调试程序调试程序时首先要明确程序的具体功能，对程序做认真分析。程序运行后，观察有无显示，时钟是否工作，运行结果是否正确。若运行结果不正确，首先应根据程序运行的实际现象分析判断哪些因素可引起相关故障，再通过调试方法逐一认证和排除。通过反复调试，发现并排除软件与硬件存在的各类问题，以满足系统设计的预期目的。在编译调试通过以后，生成hex文件以待仿真之用。4.2 系统联调系统联调就是把程
38、序加载到单片机上去进行调试。首先是把显示程序加载上去，进行调试时，看数码管的显示是否正确，还要看显示的亮度是否太暗或太亮，是否出现了闪烁现象，如果显示不正确，就检查一下数码管的引脚和单片机的连线是否接错了。如果有太暗或太亮的问题，说明限流的电阻的电阻值不合理，应适当调整。如果出现闪烁现象，就要改变一下延时时间，直到合理为止。然后把整个的设计程序都加载到单片机上去调试。把单片机放到电路板上，进行整个系统程序的调试。接上电源，按一下开始按钮。看一下显示是否正确，时间运行是否符合运行轨迹。也对照一下数码管显示的次序是否正确。运行一段时间后，按一下停止按钮，让秒表停止。24致谢在毕业论文的完成过程中，
39、我首先要感谢我的指导教师袁芬老师的耐心指导！老师细心给我们讲解了有关论文的各方面主义的事项，还有有关电子秒表讲解，老师在这一方面给了我们很大的帮助，有不懂的老师细心的给我们讲解，非常感谢老师。主要是编程学的不太成功，在老师的细心指导下，然后再加以修改错误，最后完成设计。在论文的格式和排版问题有很多小地方的错误，经过老师的耐心指导，终于完成了毕业设计。接着，我还要感谢我的寝室同学和身边的朋友，正是在这样一个团结友爱，相互促进的环境中，在和他们的相互帮助和启发中，才有我今天的小小收获。这次的毕业设计让我学到了许多东西，让我知道了做什么事都要细心、耐心，一个毕业设计需要许多方面的帮助才能完成，最后再
40、次向所有帮助过我的老师同学学表示感谢。参考文献1 李朝青. 单片机原理及接口技术（第3版）M. 北京：航空航天大学出版社，20062 赵建领. 51系列单片机开发宝典M. 北京：电子工业出版社，2007 3 耿永刚，陶国正. 单片机与接口应用技术M. 上海：华东师范大学出版社，2008 4 孙惠芹. 单片机项目设计教程M. 北京：电子工业出版社，20095 杨欣，王玉凤，刘湘黔. 电子设计从零开始M. 北京：清华大学出版社，20056 余永权. ATMEL89系列单片机应用技术M. 北京：北京航空航天大学出版社，2002附录附录1 系统总程序 #include typedef unsigned
41、 char uint8;typedef unsigned int uint16;typedef unsigned long uint32; code uint8 number = 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83, 0xa7,0xa1,0x86,0x8e;uint8 a6; uint16 counter = 0;uint8 q=1;sbit d1 = P30;sbit d2 = P31;sbit d3 = P32;sbit d4 = P33;sbit d5 = P34;sbit d6 = P35;sbit
42、 sw=P10;void timer1_init()TMOD |= 0x10;TMOD &= 0xdf; TH1 = 0xFC;TL1 = 0x67;TR1 = 1;void int_init()ET1 = 1;EA = 1;void refresh_led() static uint8 j = 0;switch(j) case 0: d1 = 0;j+;P2 = numbera0;P3=0xff;break;case 1: d6 = 0;j+;P2 = numbera1;P3=0xff;break;case 2: d5 = 0;j+;P2 = numbera2;P3=0xff;break;c
43、ase 3: d4 = 0;j+;P2 = numbera3;P3=0xff;break;case 4: d3 = 0;j+;P2 = numbera4;P3=0xff;break;case 5: d2 = 0;j = 0;P2 = numbera5;P3=0xff;break;default: break;main()timer1_init();int_init();while(1);void interrupt_timer1()interrupt 3 static uint32 sec = 0;uint16 i; TH1 = 0xFC; TL1 = 0x67; counter+; if(c
44、ounter = 1) if(sw=0)for(i=0;i200;i+); if(sw=0) q=-q; if(q=-1) sec+; counter = 0;a0 = sec%10;a1 = sec/10%10;a2 = sec/100%10;a3 = sec/1000%10;a4 = sec/10000%10;a5 = sec/100000%10; refresh_led(); 其它参考文献32 徐慧东，谢建华.一类两自由度分段线性非光滑系统的分岔与混沌.振动工程学报，2008，21(3)33 胡海岩，非光滑动力系统周期响应的数值解法，南京航空学院学报，1992，8(1):23-2634
45、黄安基.非线性振动.西南交通大学出版社， 1993:112一l1535 Galvanetto,U.Some discontinuous bifurcations in a two-block stick-slip system.Journal of Sound and Vibration,2001,248(4):653-66936 Narayanan,S.,Jayaraman,K.Chaotic vibration in a Non-1inear oscillator with Coulomb damping.Journal of Sound and Vibration,1991,146(1):17-3137 郭柏灵.具有调和振子的非线性Schrodinger方程.应用数学学报.2001，24(4):554一56038 Leine,R.I.,Van Campen,D.H.,De Kraker,A.,and Van Den Steen,.L,Stick-slip vi