基于CT107D单片机综合训练平台的秒表设计

1. 项目简介

在CT107D单片机综合训练平台上，利用定时器T0、数码管模块和2个独立按键（J5的2-3短接），设计一个具有清零、暂停、启动功能的秒表。秒表显示格式为：分-秒-0.05秒（即50ms），例如 08-26-18 表示8分26秒900毫秒。

• 独立按键S4：暂停/启动

• 独立按键S5：清零

• 按键均为按下有效。

本文将详细介绍代码实现，并提供完整的代码示例。

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2. 硬件设计

2.1 硬件模块

• 单片机：STC89C52RC

• 数码管模块：用于显示时间，格式为 分-秒-0.05秒。

• 独立按键：

  • S4：暂停/启动

  • S5：清零

• 定时器T0：用于计时，每50ms触发一次中断。

2.2 硬件连接

• 数码管段选接P0口，位选接P2口。

• 独立按键S4接P3^3，S5接P3^2。

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3. 软件设计

3.1 功能设计

• 定时器T0：每50ms触发一次中断，用于更新秒表时间。

• 数码管显示：显示当前时间，格式为 分-秒-0.05秒。

• 按键功能：

  • S4：按下后切换秒表的启动和暂停状态。

  • S5：按下后清零秒表时间。

3.2 代码实现

以下是完整的代码实现：

#include <REGX52.H>

// 数码管段码表
unsigned char code SMG[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xc6, 0xa1, 0x86, 0x8e, 0xbf, 0x7f};

// 时间变量
unsigned char t_min = 0;  // 分钟
unsigned char t_s = 0;    // 秒
unsigned char t_ms = 0;   // 0.05秒单位

// 按键定义
sbit S4 = P3^3;  // 暂停/启动
sbit S5 = P3^2;  // 清零

// 选择HC573锁存器
void SelectHC573(unsigned char channel)
{
    switch(channel)
    {
        case 4: P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80; break;
        case 5: P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0; break;
        case 6: P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0; break;
        case 7: P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0; break;
    }
}

// 数码管显示函数
void Display_SMG(unsigned char value, unsigned char site)
{
    SelectHC573(6);  // 选择位选锁存器
    P0 = 0x01 << site;  // 选择数码管位
    SelectHC573(7);  // 选择段选锁存器
    P0 = value;  // 显示段码
}

// 显示时间函数
void Display_Timer()
{
    Display_SMG(SMG[t_ms % 10], 7);  // 显示0.05秒个位
    Display_SMG(SMG[t_ms / 10], 6);  // 显示0.05秒十位
    Display_SMG(SMG[16], 5);         // 显示分隔符“-”
    Display_SMG(SMG[t_s % 10], 4);   // 显示秒个位
    Display_SMG(SMG[t_s / 10], 3);   // 显示秒十位
    Display_SMG(SMG[16], 2);         // 显示分隔符“-”
    Display_SMG(SMG[t_min % 10], 1); // 显示分钟个位
    Display_SMG(SMG[t_min / 10], 0); // 显示分钟十位
}

// 定时器初始化函数
void InitTimer()
{
    TMOD = 0x01;  // 定时器T0模式1
    TL0 = (65535 - 50000) % 256;  // 50ms定时初值
    TH0 = (65535 - 50000) / 256;
    
    ET0 = 1;  // 使能定时器T0中断
    EA = 1;   // 使能总中断
    TR0 = 1;  // 启动定时器T0
}

// 定时器T0中断服务函数
void ServiceTimer() interrupt 1
{
    TL0 = (65535 - 50000) % 256;  // 重装初值
    TH0 = (65535 - 50000) / 256;
    
    t_ms++;  // 0.05秒单位加1
    if (t_ms == 20)  // 1秒到
    {
        t_s++;  // 秒加1
        t_ms = 0;
        if (t_s == 60)  // 1分钟到
        {
            t_min++;  // 分钟加1
            t_s = 0;
            if (t_min == 100) t_min = 0;  // 分钟溢出清零
        }
    }
    
    Display_Timer();  // 刷新数码管显示
}

// 按键扫描函数
void Scanf_Key()
{
    static bit key_state = 1;  // 按键状态
    if (S4 == 0 && key_state)  // 检测S4按下
    {
        Delay(20);  // 简单去抖
        if (S4 == 0)
        {
            TR0 = ~TR0;  // 切换启动/暂停
            key_state = 0;
        }
    }
    else if (S4 == 1)
    {
        key_state = 1;  // 按键释放
    }

    if (S5 == 0)  // 检测S5按下
    {
        Delay(20);  // 简单去抖
        if (S5 == 0)
        {
            t_min = 0;  // 清零时间
            t_s = 0;
            t_ms = 0;
            while (S5 == 0);  // 等待按键释放
        }
    }
}

// 主函数
void main()
{
    InitTimer();  // 初始化定时器
    while (1)
    {
        Scanf_Key();  // 扫描按键
    }
}

4. 代码解析

4.1 定时器T0

• 定时器T0设置为模式1，每50ms触发一次中断。

• 在中断服务函数 ServiceTimer() 中，更新时间变量 t_ms、t_s 和 t_min，并刷新数码管显示。

4.2 数码管显示

• 使用 Display_Timer() 函数显示当前时间，格式为 分-秒-0.05秒。

• 通过 SelectHC573() 函数选择数码管位选和段选锁存器。

4.3 按键功能

• S4：按下后切换秒表的启动和暂停状态。

• S5：按下后清零秒表时间。

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5. 总结

本文基于CT107D单片机综合训练平台，设计了一个具有启动、暂停和清零功能的秒表。通过定时器T0实现精确计时，数码管显示时间，独立按键控制秒表状态。代码结构清晰，功能完善，适合初学者学习和参考。

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6. 参考资料

• STC89C52RC数据手册

• CT107D单片机综合训练平台用户手册

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作者：[杜子不疼]

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