一、设计目的及要求
1.1 设计目的
本设计主要是应用Proteus软件和嵌入式C语言编程工具结合单片机原理及应用、微机原理与接口技术等专业课程,强化和巩固专业理论基础,掌握Proteus仿真的技巧和嵌入式C语言编程工具,提高单片机开发能力,并为嵌入式开发打下基础。
1.2 设计要求 99秒马表设计
(1) 开始时,显示“00”,第1次按下SP1后就开始计时。 (2) 第2次按SP1后,计时停止。 (3) 第3次按SP1后,计时归零。
二、硬件电路设计
2.1芯片简介
本设计选择采用AT89C51单片机为核心。AT89C51 提供以下标准功能:4k 字节Flash 闪速存储器,128字节内部RAM,32 个I/O 口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串
行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
2.2 总体设计思路 系统板上硬件连线
(1) 把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0-P0.7/AD7端口用8芯
排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a-h端口上;要求:P0.0/AD0对应着a,P0.1/AD1对应着b,??,P0.7/AD7对应着h。
(2) 把“单片机系统”区域中的P2.0/A8-P2.7/A15端口用8芯排
线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a-h端口上;要求:P2.0/A8对应着a,P2.1/A9对应着b,??,P2.7/A15对应着h。
(3) 把“单片机系统“区域中的P3.5/T1用导线连接到”独立式键
盘“区域中的SP1端口上;
显示电路 时钟电路 复位电路 单片机 控制电路
总体设计思路图 2.3单元电路设计
本设计主要分为时钟电路模块,复位电路模块,显示模块和控制模块。设计方案如下
2.3.1 时钟模块
图2.3 时钟电路 如上图所示
89C51单片机的时钟信号通常用内部振荡方法得到,在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器,就构成了内部振荡方法。由于单片机内部有一个高增益反相放大器,当外接晶振后就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。晶振通常选择6MHz、
12MHz、24MHz。本设计采用12MHz晶振。图中电容C1、C2起到稳固振荡频率、快速起振的作用。电容值一般为5—30pF。本设计选用33pF电容。
2.3.2 复位电路模块
图2.4 复位电路
复位操作完成电路的初始化,使单片机从一种确定的状态开始运行。 由上图可知,控制模块实际上就是单片机的最小系统。本设计采用常用的上电且开关复位电路。上电后,由于电容的充电,使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行中时,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。此处C3电容取10uF,R2=K。