一、設計題目：數字秒表設計

二、課程設計內容及要求

????????基本要求：

????????1.按鍵2個，一個用于計時開始/停止，一個用于數字清零

????????2.數碼管顯示，數碼管初始顯示00-00-00（分-秒-毫秒）

????????3.基本功能，按計時開始/停止鍵，數碼管從當前計時數字累加，精度為10ms，計時10分鐘誤差補超過2秒，再按計時開始/停止鍵，數碼管停止計時，按數字清零鍵，數碼管恢復初始顯示，重? 新計時

????????擴展功能：

????????1.顯示更換為1602液晶屏顯示

????????2.實現分段計時和總計時兩個模式

此次設計實現了基本功能和拓展功能。

三、明確用戶需求，根據設計需求繪制原理圖（K4鍵可刪掉）：

原理圖

四、代碼解析

第一步：根據原理圖定義引腳信息，及相關控制位、標志位、以及需要用到的延時函數

//定義引腳
sbit LCD_RS = P1^0;   
sbit LCD_RW = P1^1;
sbit LCD_E = P2^5;sbit K1 = P3^6;    //定時開始、暫停鍵
sbit K2 = P3^7;    //定時清零鍵
sbit K3 = P3^4;    //顯示分段計時鍵

uint keyCount = 0;    //按鍵次數標志
uint flag1 = 0;       //計時時的時間是否顯示
uint time[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};    //用來存放計時所產生的時間
uint temp[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};    //用于計算、并time數組時間的時、分、秒
uchar msg[] = {"     round"};    //提示界面
uchar wname[] = {"welcome"};     //友好界面uchar all_time[4][6];            //存放分段計時所產生的時間uint flag = -1;        //作為向all_time數組保存時間的數組下標

//延時函數delay_nops()
void delay_nops(){_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}

//延時函數Delay(uint num)
void Delay(uint num)
{while( --num );
}
//延時函數delay1(int ms)
void delay1(int ms)
{unsigned char n;while(ms--){for(n = 0; n<250; n++){_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}}
}

第二步：LCD1602顯示部分

//在對LCD1602進行寫操作（包括寫命令和寫數據）的時候（讀操作不需要），需要檢查“忙”標志位，不“忙”即可寫入
int LCD_BUSY(){bit isBusy;LCD_RS = 0;    //設置RS為命令寄存器LCD_RW = 1;    //設置RW為讀操作，讀busy位LCD_E = 1;     //設置E（使能端）為1，進行讀操作delay_nops();    //延時isBusy = (bit)(P0&0X80);    //根據原理圖引腳信息及LCD1602文檔，busy位對應P1^7口，從P1^7讀出端口的狀態LCD_E = 0;     //恢復使能標志return  isBusy;    //返回busy位狀態信息
}

//LCD1602 寫命令操作
void LCD_WCMD(uchar cmd){while(LCD_BUSY());    //對LCD1602進行寫操作前，要檢查“忙”標志位，不“忙”即可繼續寫操作LCD_RS = 0;           //設置RS為命令寄存器LCD_RW = 0;           //設置RW為寫操作LCD_E = 0;            //設置使能E為低電平，后續給予高電平，即形成一個正脈沖，完成寫操作_nop_();              //延時一個空操作時間，保證引腳初始狀態正確賦值_nop_();              //延時一個空操作時間，保證引腳初始狀態正確賦值P0 = cmd;             //向P0口寫入命令，16進制delay_nops();         //延時若干個空操作LCD_E = 1;            //給予E高電平，形成正脈沖，完成寫操作delay_nops();         //延時若干個空操作，保證命令正確寫入   LCD_E = 0;            //恢復使能E為低電平Delay(10);            //延時
}

//LCD1602 寫數據操作，與LCD1602寫命令操作類似，但又有不同之處，不同之處在下面代碼中標出
void LCD_WDATA(uchar dat){while(LCD_BUSY());    LCD_RS = 1;    //將RS設置為數據寄存器LCD_RW = 0;LCD_E = 0;P0 = dat;      //向P0口寫入數據delay_nops();LCD_E = 1;delay_nops();LCD_E = 0;Delay(5);
}

//設置LCD1602 的顯示位置，以標準 0x80+RAM 地址方式寫入命令，具體LCD1602RAM地址映射圖如下
void LCD_POS(uchar pos){LCD_WCMD(pos | 0x80);    //根據下面RAM地址映射圖，舉例，例如：LCD_WCMD(0x00 | 0x80);即顯示在LCD1602的第一行，從第一個單元開始顯示、LCD_WCMD(0x40 | 0x80);即顯示在LCD1602的第二行，從第一個單元開始顯示
}

????????LCD1602 RAM地址映射圖：

?

//配置完LCD1602引腳和端口信息，以及LCD1602相關函數后，根據LCD1602使用手冊進行LCD1602的初始化
void LCD_INIT(){LCD_RW = 0;         //設置LCD1602中RS為命令寄存器delay1(15);         //延時LCD_WCMD(0x01);     //寫入命令,清屏，清除LCD的顯示內容LCD_WCMD(0x38);     //16*2顯示，5*7點陣，8位數據delay1(5);          //延時，保證正確寫入，下方延時函數功能皆是如此LCD_WCMD(0x38);     //重復寫入，保證正確寫入delay1(5);LCD_WCMD(0x38);    delay1(5);LCD_WCMD(0x38);delay1(5);LCD_WCMD(0x0c);     //開顯示，不顯示光標     delay1(5);LCD_WCMD(0x01);     //清除LCD的顯示內容delay1(5);
}

//LCD1602 顯示部分
void display(){uchar i;for(i = 0;i<6;i++){temp[i] = time[i] + 0x30;    //這里是把time數組（定時器T0計時產生的時間），進行賦值給temp數組，便于后期進行時、分、秒拆分顯示}LCD_POS(0x45);    //設置LCD1602上顯示為第二行第6個單元開始，具體請看上面提到的RAM地址映射圖LCD_WDATA(temp[5]);    //顯示定時器T0產生的 分（十位）LCD_WDATA(temp[4]);    //顯示定時器T0產生的 分（個位）LCD_WDATA(0x3a);       //顯示“:”LCD_WDATA(temp[3]);    //顯示定時器T0產生的 秒（十位）LCD_WDATA(temp[2]);    //顯示定時器T0產生的 秒（個位）LCD_WDATA(0x3a);       //顯示“:”LCD_WDATA(temp[1]);    //顯示定時器T0產生的 0.1sLCD_WDATA(temp[0]);    //顯示定時器T0產生的 0.01s}

第三步：主函數部分

int main(){uchar i;TMOD = 0X01;    //選擇T0工作方式1TH0 = 0XDC;    //10ms觸發一次中斷TL0 = 0X00;    //10ms觸發一次中斷EA = 1;        //開啟中斷總開關ET0 = 1;        //開啟定時中斷T0LCD_INIT();    //LCD1602初始化LCD_POS(0X00);    //設置LCD1602 顯示位置為第一行第一個單元for(i = 0;i<7;i++){LCD_WDATA(wname[i]);    //友好界面}delay1(100);while(1){if(K1 == 0){    //判斷按鍵K1是否按下，按下則進行計時，或者暫停（根據keyCount判斷）keyCount++;    delay1(100);switch(keyCount){case 1:TR0 = 1;    //打開定時器T0,開始LCD_POS(0x00);for(i = 0;i<10;i++){LCD_WDATA(msg[i]);}LCD_WDATA(0X31);    //顯示這是第幾輪計時break;case 2:TR0 = 0;    //關閉定時器T0,暫停flag++;saveTime();    //在暫停的時候進行時間保存，即達到分段計時的效果break;case 3:TR0 = 1;    //打開定時器T0,開始LCD_POS(0x00);for(i = 0;i<10;i++){LCD_WDATA(msg[i]);}LCD_WDATA(0X32);break;case 4:TR0 = 0;    //關閉定時器T0,暫停flag++; saveTime();break;case 5:TR0 = 1;    //打開定時器T0,開始LCD_POS(0x00);for(i = 0;i<10;i++){LCD_WDATA(msg[i]);}LCD_WDATA(0X33);break;case 6:TR0 = 0;    //關閉定時器T0,暫停flag++;saveTime();break;case 7:TR0 = 1;LCD_POS(0x00);for(i = 0;i<10;i++){LCD_WDATA(msg[i]);}LCD_WDATA(0X34);break;case 8:TR0 = 0;flag++;saveTime();break;default:TR0 = 0;flag = -1;    break;}delay1(10);}if(K2==0){    //定時時間清零鍵TR0=0;keyCount = 0;flag=3;delay1(10);flag=3;delay1(10);flag=3;delay1(10);for(i=0;i<6;i++){    //對在中斷處理函數中保存在time中的時間進行清零time[i] = 0;}}if(K3==0){    //顯示分段計時，所存儲的時間段TR0 = 0;flag1 = 1;display1(flag);    //顯示分段時間段flag1 = 0;    //顯示完自動隱式退出delay1(10);     }  if(flag1==0){      // 當flag1==0，即自動退出“顯示分段計時”后，顯示計時頁面display();    //顯示計時頁面} }
}

????????定時中斷處理函數：

//定時器T0的中斷處理函數,time數組用來保存定時器T0計時所產生的時間void timer0() interrupt 1{TH0 = 0XDC;    //重新裝入初值TL0 = 0X00;time[0]++;   //保存0.01sif(time[0]==10){  time[1]++;  //保存0.1stime[0] = 0;}if(time[1]==10){  time[2]++;   //保存1stime[1] = 0;}if(time[2]==10){  time[3]++;  //保存10stime[2] = 0;}if(time[3]==6){   time[4]++;  //保存1mintime[3] = 0;}if(time[4]==10){  time[5]++;   //保存10mintime[4] = 0;}if(time[5]==6){time[5] = 0;}
}

? ? ? LCD1602 顯示時間函數(循環顯示)：

//LCD1602 顯示函數 時分秒函數
void display1(uint m){uchar i;uint t = 0x31;for(i = 0;i<=m;i++){LCD_WCMD(0X01);LCD_POS(0X00);LCD_WDATA(0X3C);LCD_WDATA(t++);LCD_WDATA(0X3E);LCD_POS(0x45);LCD_WDATA(all_time[i][5] + 0x30);LCD_WDATA(all_time[i][4] + 0x30);LCD_WDATA(0x3a);LCD_WDATA(all_time[i][3] + 0x30);LCD_WDATA(all_time[i][2] + 0x30);LCD_WDATA(0x3a);LCD_WDATA(all_time[i][1] + 0x30);LCD_WDATA(all_time[i][0] + 0x30);delay1(500);}}

? ? ? 在main函數中調用的保存分段時間函數：

//保存時間段
void saveTime(){uchar j = 0;if(flag != -1){for(j = 0;j<6;j++){all_time[flag][j] = time[j];    //保存每次暫停所產生的時間段，即分段計時功能}}
}

? ? ? ? 在main函數中調用的顯示分段時間的函數：

//顯示分段計時存儲的時間信息，類似前面的display（）函數
void display1(uint m){uchar i;uint t = 0x31;for(i = 0;i<=m;i++){LCD_WCMD(0X01);    LCD_POS(0X00);LCD_WDATA(0X3C);LCD_WDATA(t++);LCD_WDATA(0X3E);LCD_POS(0x45);LCD_WDATA(all_time[i][5] + 0x30);    //這里加上0x30是根據單片機系統自帶字符庫編碼方式LCD_WDATA(all_time[i][4] + 0x30);LCD_WDATA(0x3a);LCD_WDATA(all_time[i][3] + 0x30);LCD_WDATA(all_time[i][2] + 0x30);LCD_WDATA(0x3a);LCD_WDATA(all_time[i][1] + 0x30);LCD_WDATA(all_time[i][0] + 0x30);delay1(500);}}

第四步：實物連接

?

完整代碼：

#include<reg51.h>
#include<intrins.h>#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned intsbit LCD_RS = P1^0;
sbit LCD_RW = P1^1;
sbit LCD_E = P2^5;sbit K1 = P3^6;
sbit K2 = P3^7;
sbit K3 = P3^4;
uint keyCount = 0;
uint flag1 = 0;
uint time[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
uint temp[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
uchar msg[] = {"     "};
uchar wname[] = {"welcome"};uchar all_time[4][6];uint flag = -1;
void delay_nops(){_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}
void Delay(uint num)
{while( --num );
}
void delay1(int ms)
{unsigned char n;while(ms--){for(n = 0; n<250; n++){_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}}
}
int LCD_BUSY(){bit isBusy;LCD_RS = 0;LCD_RW = 1;LCD_E = 1;delay_nops();isBusy = (bit)(P0&0X80);LCD_E = 0;return  isBusy;
}
void LCD_WCMD(uchar cmd){while(LCD_BUSY());LCD_RS = 0;LCD_RW = 0;LCD_E = 0;_nop_();_nop_();P0 = cmd;delay_nops();LCD_E = 1;delay_nops();LCD_E = 0;Delay(10);
}
void LCD_WDATA(uchar dat){while(LCD_BUSY());LCD_RS = 1;LCD_RW = 0;LCD_E = 0;P0 = dat;delay_nops();LCD_E = 1;delay_nops();LCD_E = 0;Delay(5);
}void LCD_INIT(){LCD_RW = 0;delay1(15); LCD_WCMD(0x01);LCD_WCMD(0x38);delay1(5);LCD_WCMD(0x38);delay1(5);LCD_WCMD(0x38);delay1(5);LCD_WCMD(0x38);delay1(5);LCD_WCMD(0x0c);delay1(5);LCD_WCMD(0x01);delay1(5);
}
void LCD_POS(uchar pos){LCD_WCMD(pos | 0x80);
}
void display(){uchar i;for(i = 0;i<6;i++){temp[i] = time[i] + 0x30;}LCD_POS(0x45);LCD_WDATA(temp[5]);LCD_WDATA(temp[4]);LCD_WDATA(0x3a);LCD_WDATA(temp[3]);LCD_WDATA(temp[2]);LCD_WDATA(0x3a);LCD_WDATA(temp[1]);LCD_WDATA(temp[0]);}
void saveTime(){uchar j = 0;if(flag != -1){for(j = 0;j<6;j++){all_time[flag][j] = time[j];}}
}
void display1(uint m){uchar i;uint t = 0x31;for(i = 0;i<=m;i++){LCD_WCMD(0X01);LCD_POS(0X00);LCD_WDATA(0X3C);LCD_WDATA(t++);LCD_WDATA(0X3E);LCD_POS(0x45);LCD_WDATA(all_time[i][5] + 0x30);LCD_WDATA(all_time[i][4] + 0x30);LCD_WDATA(0x3a);LCD_WDATA(all_time[i][3] + 0x30);LCD_WDATA(all_time[i][2] + 0x30);LCD_WDATA(0x3a);LCD_WDATA(all_time[i][1] + 0x30);LCD_WDATA(all_time[i][0] + 0x30);delay1(500);}}
int main(){uchar i;TMOD = 0X01;TH0 = 0XDC;TL0 = 0X00;EA = 1;ET0 = 1;LCD_INIT();LCD_POS(0X00);P3 = 0XC0 | P3;LCD_POS(0X00);for(i = 0;i<7;i++){LCD_WDATA(wname[i]);}delay1(100);while(1){if(K1 == 0){keyCount++;delay1(100);switch(keyCount){case 1:TR0 = 1;LCD_POS(0x00);for(i = 0;i<10;i++){LCD_WDATA(msg[i]);}LCD_WDATA(0X31);break;case 2:TR0 = 0;flag++;saveTime();break;case 3:TR0 = 1;LCD_POS(0x00);for(i = 0;i<10;i++){LCD_WDATA(msg[i]);}LCD_WDATA(0X32);break;case 4:TR0 = 0;flag++; saveTime();break;case 5:TR0 = 1;LCD_POS(0x00);for(i = 0;i<10;i++){LCD_WDATA(msg[i]);}LCD_WDATA(0X33);break;case 6:TR0 = 0;flag++;saveTime();break;case 7:TR0 = 1;LCD_POS(0x00);for(i = 0;i<10;i++){LCD_WDATA(msg[i]);}LCD_WDATA(0X34);break;case 8:TR0 = 0;flag++;saveTime();break;default:TR0 = 0;flag = -1;break;}delay1(10);}if(K2==0){TR0=0;keyCount = 0;flag=3;delay1(10);flag=3;delay1(10);flag=3;delay1(10);for(i=0;i<6;i++){time[i] = 0;}}if(K3==0){TR0 = 0;flag1 = 1;display1(flag);flag1 = 0;delay1(10);     }  if(flag1==0){display();} }
}
void timer0() interrupt 1{TH0 = 0XDC;TL0 = 0X00;time[0]++;   //0.01sif(time[0]==10){  time[1]++;  //0.1stime[0] = 0;}if(time[1]==10){  time[2]++;   //1stime[1] = 0;}if(time[2]==10){  time[3]++;  //10stime[2] = 0;}if(time[3]==6){   time[4]++;  //1mintime[3] = 0;}if(time[4]==10){  time[5]++;   //10mintime[4] = 0;}if(time[5]==6){time[5] = 0;}
}

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C51单片机实现数字秒表计时（分段计时，LCD1602显示，总计时），误差精度在1s之内的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。