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本文介绍: 本设计是采用AT89C51单片机为中心，利用其定时器/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、电源电路、LCD1602液晶以及键盘电路来设计计时器。将软、硬件有机的结合起来，使得系统能够实现四位LCD显示。

1．设计任务

     利用单片机AT89C51设计秒表，设计计时长度为9:59:59，超过该长度，报警。创新：设置重启；暂停；清零等按钮。最后10s时播放音乐提示。

      本设计是采用AT89C51单片机为中心，利用其定时器/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、电源电路、LCD1602液晶以及键盘电路来设计计时器。将软、硬件有机的结合起来，使得系统能够实现四位LCD显示。为使设计的显示电路更加简单，此次的设计是采用定时器进行计时并且在LCD1602而非数码管上显示时间。为使设计更有规划进行，先要基本了解硬件内在结构，确定用P0并行端口进行LCD1602控制输入，使用P2.0、P2.1、P2.2控制

LCD的RE、RW、EN端口。P1.0控制蜂鸣器、P1.1控制开始/暂停、P1.2控制数据清零(复位)，P1.3使重启。并在最后10s播放音乐提示。

对于单片机设计任务，准备俩种设计方案实现。1、在一个单片机中使用两个定时器采用中断嵌套来完成最后10s播放音乐提示，2、则是使用单片机的双机串行通信来实现。

2. 设计要求

2.1系统方案论证

根据设计任务，分析设计系统的组成，给出实现设计任务的几种方案，分析比较几种设计方案的优略，本着尽量以软件代替硬件，同时力求电路简单，工作可靠的原则，确定总体设计方案。

2.2系统硬件电路设计

根据系统设计方案进行软、硬件的分配，软、硬件设计分别进行。硬件设计包括单片机最小系统和扩展接口及配置，硬件结构在设计时要选择合适的元器件，硬件电路要简洁、工作可靠，需用Proteus绘制整个系统的电路仿真原理图。

2.3软件设计

根据该系统要求的功能进行软件设计，简述软件的功能，并根据每个模块的功能绘制软件流程图，根据流程图编写程序并汇编调试通过；列出软件清单，软件清单要求加以注释。

2.4 软硬件系统仿真

将编译后的程序软件加载到Proteus软件仿真的单片机ROM中，运行系统，实现软件程序对单片机系统的硬件电路的控制，并调试仿真结果，直至与设计任务相符。

#include <reg52.h>
#include <intrins.h&gt;
//1602定义
//最大长度9：59：99--超过9：59：59报警
//保留 开始/暂停 复位改为清零 
//添加音乐最后十秒
sbit RS = P2^0;   //定义端口 
sbit RW = P2^1;
sbit EN = P2^2;

#define RS_CLR RS=0 //状态量定义，方便读取代码
#define RS_SET RS=1
#define RW_CLR RW=0 
#define RW_SET RW=1 
#define EN_CLR EN=0
#define EN_SET EN=1
#define DataPort P0	//1602数据接口
	
sbit key1=P1^1;			//开始/暂停
sbit key2=P1^2;	//复位清零
sbit key3=P1^3;  //重启（复位后开始）
sbit music=P1^5;

unsigned int	CountTimeH;					//记录分、秒时间
unsigned char	CountTimeL;					//记录毫秒时间
unsigned int buzzer=0;
code unsigned char NumTable[]="0123456789";
bit Counting = 0;				//计时标志0暂停/停止,1计时状态
void LCD1602_WriteCom(unsigned char com); 			//1602部分
void LCD1602_WriteData(unsigned char Data); 
void LCD1602_Clear(void);
void LCD1602_PutString(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s);
void LCD1602_PutChar(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data);
void LCD1602_Init(void);
void LCD1602_Delay(unsigned int t);
void delay_ms(unsigned int t);
void IniTC0(void) ;						//初始化定时计数器0
void KeyWork(void);						//按键扫描以及按键功能动作
void DisplayCountTime(void);	//显示计时的时间
void do_music();

/*-----------------------------------------------------------------主函数------------------------------------------------------------------*/
void main(void)
{
	IniTC0();//定时器初始化
	LCD1602_Init();
	Beep = 1;
	LCD1602_PutString(4,0,"Well Come");			
	LCD1602_PutString(2,1,"  Stopwatch   ");
	delay_ms(1000);
	LCD1602_Clear();
	i = 0;
	while(1)
	{
		DisplayCountTime();
		KeyWork();
		 do_beep();
		if(CountTimeH>=5900&amp;&amp;CountTimeH<5995)
		{
			do_music();
		}
	}
}
/*------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*------------------------------------------
|               写入命令函数
-------------------------------------------*/
void LCD1602_WriteCom(unsigned char com) 
{
	LCD1602_Delay(5);
	RS_CLR; 
	RW_CLR; 
	EN_SET; 
	DataPort= com; 
	EN_CLR;
}
/*---------------------------------------
|             写入数据函数
----------------------------------------*/
void LCD1602_WriteData(unsigned char Data) 
{ 
	LCD1602_Delay(5);
	RS_SET; 
	RW_CLR; 
	EN_SET; 
	DataPort= Data; 
	EN_CLR;
}
/*------------------------------------------
|                清屏函数
-------------------------------------------*/
void LCD1602_Clear(void) 
{ 
 LCD1602_WriteCom(0x01); 
 LCD1602_Delay(5);
}
/*------------------------------------------
 |              写入字符串函数
-------------------------------------------*/
void LCD1602_PutString(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) 
{     
	if (y == 0) 
	{     
		LCD1602_WriteCom(0x80 + x);     //表示第一行
	}
	else 
	{      
		LCD1602_WriteCom(0xC0 + x);      //表示第二行
	}        
	while (*s) 
	{     
		LCD1602_WriteData( *s);     
		s ++;     
	}
}
/*------------------------------------------
 |              写入字符函数
-------------------------------------------*/
void LCD1602_PutChar(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data) 
{     
	if (y == 0) 
	{     
		LCD1602_WriteCom(0x80 + x);     
	}else {     
		LCD1602_WriteCom(0xC0 + x);     
	}        
	LCD1602_WriteData( Data);  
}
/*-------------------------------------------
 |               初始化函数
--------------------------------------------*/
void LCD1602_Init(void) 
{
	LCD1602_WriteCom(0x38);    /*显示模式设置*/ 
	LCD1602_Delay(5); 
	LCD1602_WriteCom(0x38); 
	LCD1602_Delay(5); 
	LCD1602_WriteCom(0x38); 
	LCD1602_Delay(5); 
	LCD1602_WriteCom(0x38);  
	LCD1602_WriteCom(0x08);    /*显示关闭*/ 
	LCD1602_WriteCom(0x01);    /*显示清屏*/ 
	LCD1602_WriteCom(0x06);    /*显示光标移动设置*/ 
	LCD1602_Delay(5); 
	LCD1602_WriteCom(0x0C);    /*显示开及光标设置*/
	LCD1602_Clear();
}
/*------------------------------------------
|							   1602延时函数
-------------------------------------------*/
void LCD1602_Delay(unsigned int t)
{
	unsigned char c;
	while(t--)
	{
		for(c = 50; c > 0; c--);
	}
}
/*----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
void delay_ms(unsigned int t)
{
	unsigned char c;
	while(t--)
	{
		for(c = 50; c > 0; c--);
	}
}

void KeyWork(void)					//判断按键按下就动作，提高实时性
{

	if(key1 == 0)						//开始/停止计时
	{
		Counting = !Counting;		//切换计时状态并进行相应地动作
		if(Counting)
		{
			TR0 = 1;			//开启定时器计数,开始计时
		}else {
			TR0 = 0;			//关闭定时几计数,停止计时
		}
		delay_ms(5);						//避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间
		while(!key1) 
			DisplayCountTime();					//等待按键释放,避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间
	}

	if(key2 == 0)
	{
		if(!Counting)		//只有不在计时，并且有数据时才能复位（DataRecordFlag表示记录的数据条数）
		{
			CountTimeH=0;
			CountTimeL=0;		
			LCD1602_Clear();				//清屏
			delay_ms(5);						
			while(!key2)      //避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间
			DisplayCountTime();					//等待按键释放,避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间
		}
	}
	if(key3==0)        //重启
	{	
		  Beep=1;
		music = !music;  
		  TR1 = 0;
			LCD1602_PutString(4,0,"Well Come");			
	    LCD1602_PutString(2,1,"  Stopwatch   ");
			delay_ms(5000);			
		  TR0 = 0;
		  CountTimeH=0;
			CountTimeL=0;
LCD1602_Clear();		
			delay_ms(5);						//避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间
			while(!key3) 
			{
			DisplayCountTime();
			}				//等待按键释放,避开抖动防止多次触发,期间继续显示计数时间
	}
	if(key4==0)
		{
			if(!Counting)
			{
			CountTimeH+=5800;
			delay_ms(2000);
			}
		}
}
void DisplayCountTime(void)
{
		LCD1602_PutChar(4, 0, NumTable[(CountTimeH/6000)%6]);	//显示计时的时间
		LCD1602_PutChar(5, 0, NumTable[(CountTimeH/600)%10]);
		LCD1602_PutChar(6, 0, ':');
		LCD1602_PutChar(7, 0, NumTable[(CountTimeH/100)%6]);	//10s
		LCD1602_PutChar(8, 0, NumTable[(CountTimeH/10)%10]);	//s
		LCD1602_PutChar(9, 0, ':');
		LCD1602_PutChar(10, 0, NumTable[((CountTimeH%10)%10)%10]);	//CountTimeH   100ms 0.1s计时  最大3599
		LCD1602_PutChar(11, 0, NumTable[CountTimeL/10]);			//CountTimeL   1ms计时   最大100ms  /10 10ms  0.01s
}
/*----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
unsigned char timer0H, timer0L, time;

//单片机晶振采用11.0592MHz
// 频率-半周期数据表 高八位     本软件共保存了四个八度的28个频率数据
code unsigned char FREQH[] = {
    0xF2, 0xF3, 0xF5, 0xF5, 0xF6, 0xF7, 0xF8,    //低音1234567
    0xF9, 0xF9, 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFB, 0xFC, 0xFC,//1,2,3,4,5,6,7,i
    0xFC, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFE,            //高音 234567
    0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFF};   //超高音 1234567
// 频率-半周期数据表 低八位
code unsigned char FREQL[] = {
    0x42, 0xC1, 0x17, 0xB6, 0xD0, 0xD1, 0xB6,    //低音1234567
    0x21, 0xE1, 0x8C, 0xD8, 0x68, 0xE9, 0x5B, 0x8F, //1,2,3,4,5,6,7,i
    0xEE, 0x44, 0x6B, 0xB4, 0xF4, 0x2D,             //高音 234567
    0x47, 0x77, 0xA2, 0xB6, 0xDA, 0xFA, 0x16};   //超高音 1234567
//数据表           
code unsigned char song[] = {
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,			
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,				
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6,	
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 2, 3, 3, 1, 3, 1, 6, 2, 12,
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,	
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,	
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,	
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,	
5, 2, 2, 6, 2, 2, 5, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 6, 5, 1, 6, 
1, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 7, 2, 2, 6, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 12,		
};
//一个音符有三个数字。前为第几个音、中为第几个八度、后为时长（以半拍为单位）。
//6, 2, 3 分别代表：６, 中音, ３个半拍;
//5, 2, 1 分别代表：５, 中音, １个半拍;

/*----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
void sing()                      //演奏一个音符
{
    TH1 = timer0H;               //控制音调
    TL1 = timer0L;
    TR1 = 1;                     //启动T1, 由T1输出方波去发音
}
void IniTC0(void)        
{
	TMOD=0x11;		//设置定时计数器的工作模式
	TR0 = 0;			//关闭定时计数器
	TF0 = 0;			//清空定时计数器标志位
	
	TH0=0xFC; 				//定时1ms，当计时时间不准在这修改
	TL0=0x18;
	
	ET0 = 1;			//开启定时计数器0中断
	EA=1; 				//开总中断
}
void do_music()
{
	ET1 = 1;
	k = song[i] + 7 * song[i + 1] - 1;//第i个是音符, 第i+1个是第几个八度
  timer0H = FREQH[k];      //从数据表中读出频率数值
  timer0L = FREQL[k];      //实际上, 是定时的时间长度
  time = song[i + 2];   //读出时间长度数值
   i+= 3;
   sing();                  //发出一个音符        
}
void do_beep()
{
	if(CountTimeH>=5995)
		Beep=0;
}
void timer1() interrupt 3
{
	TR1 = 0;                     //先关闭T1
	music = !music;          //输出方波, 发音
  TH1 = timer0H;              //下次的中断时间, 这个时间, 控制音调高低
  TL1 = timer0L;
  TR1 = 1;
}
void timer0() interrupt 1
{
	TH0=0xFC; 				//定时1ms
	TL0=0x18;
	
	if(!(CountTimeL == 99 &amp;&amp; CountTimeH == 5995))//判断是否到达计时最大值，到达09：59：59时无动作并且退出计时状态（毫秒的进制为100）
	{
		CountTimeL++;
		if(CountTimeL > 99)		//毫秒的计数时间到达100时进1到秒 10000us=10ms=0.01s
		{
			CountTimeL = 0;
			CountTimeH++;		//0.01s 0.1
		}	
	}
//	else
//	{
//		Counting = 0;	
//				Beep =0;				//蜂鸣器报警
				delay_ms(600);
				Beep = 1;
//	}
}

完整代码点开链接私信获取。

【iBot机器人工作室的个人空间–哔哩哔哩】 https://b23.tv/ryUWVKa

原文地址:https://blog.csdn.net/K11mvp/article/details/134711362

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