1. 基于proteus的51单片机开发实例16-简易秒表

1.1. 实验目的

本实例中我们来加深对51单片机定时器/计数器的理解，及定时器定时功能的使用方法，利用定时功能来实现一个简易秒表，该秒表通过两位数码管显示0~99秒的计时，并且可以通过按键实现秒表的启动、停止、清零。

图1 简易秒表电路

1.2. 设计思路

之所以说是简易秒表，因为我们平时所见到的秒表不仅有秒时间的变化，还有毫秒的变化，如下面的动图所示。而我们实现的秒表只有秒数的变化，没有毫秒级的变化。

图2 更精确的秒表

本例的设计思路是使用一个按键来控制秒表的启动、停止、清零功能。具体实现过程是：第一次按下按键，秒表开始工作，两位数码管从00开始显示，每秒显示的数字加1，一直加到99，然后再从00开始显示；当第二次按下按键，数码管的显示停止，同时数码管正在显示的数字不再变化；第三次按下按键，数码管的数字清零，变为显示00。

1.3. 基础知识

本例设计的基础知识有定时器的工作原理；数码管的显示原理，按键检测识别原理，这些我们在之前已经学习过了。

本例的另一个重点是程序代码比之前的代码复杂了，代码中涉及了端口位定义，位变量定义，数组的定义及初始化，函数的定义，C语言中switch case语句的使用等等；我们将在代码部分一一解释。

1.4. 电路设计

本实例的电路图如图1所示。单片机的P0和P1口接两个共阳极数码管，用于秒表显示。按键连接到P3.4端口，P3.4口在按键未按下时处于高电平，按键按下后，变为低电平。

1.5. 程序设计

本实例的程序代码如下所示。

这个程序代码中有很多知识点，我们来学习一下。

1、头文件包含#include <AT89x52.h>

这个语句的作用是将预定义好的51单片机的端口定义、寄存器定义等各种信息包含进来。例如我们在程序中用到的P3^4，EA,TH0等，我们之所以可以直接使用这些名称，就是因为在这个头文件中已经帮我们定义好了。如果程序中没有这条头文件包含的语句，则凡是用到这些名称的语句都会报错。

图3 51单片机头文件部分内容

2、位定义

在程序中有这些语句sbit K1 = P3^4; bit Key_State; 这两个都是位定义语句，只不过两者还有些区别，sbit是定义端口的某一位，而bit则定义一个位数据，这个位数据只有两个值0或1。

3、数组的定义和初始化

看一下这个语句unsigned char DSY_CODE[]={

0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90

}

这个语句实现的功能就是在定义的同时初始化了数组中各元素的值。细心的人可能会发现，这个数组中元素个数没有定义，这是C语言的一个特色：数组定义的同时初始化的话，如果不定义数组元素的个数，那么默认按照初始化的值的个数设置。

再看这个unsigned char ViewData[2]; 只是定义了数组，没有初始化数组元素的值，所以必须指明数组元素的个数，并且如果程序中要对这个数组赋值的话，只能一个一个的赋值，ViewData[0]=0xC0;ViewData[1]=0xC0;而不能直接这样赋值ViewData[2]={0xc0,0xc0};这就是数组定义的同时初始化和数组只定义不初始化时的区别。

4、全局变量

全局变量必须在所有函数之前定义，并且全局变量在程序运行期间，它的值是不变的，除非程序中人为改变了这个值。

5、函数的定义和声明

函数可以在调用之前先声明，然后再调用它的函数之后定义，也可以在声明的同时定义，本例中就是在声明的同时定义。函数的声明只要一句话，例如void Key_Event_Handle(void)；而函数的定义是指将函数要实现的功能写出来，具体说就是把函数的内容补充完善。

6、switch case语句

switch case语句属于判断语句，switch后面括号中的变量就是判断条件，这个判断条件只能是整数，不能是小数。每个case语句后面的功能执行完后，最好加一个break语句，以跳出整个判断结构，否则只要下面的case条件满足，就一直执行，这样容易造成混乱。

关于51单片机C语言编程的一些知识，今天就先说到这里，后面我们会有更多了解。

1.6. 实例仿真

编译程序后，将生成的hex文件载入proteus电路的单片机中，开始仿真，仿真时随时按下按键（要默记按键是第几次按下），观察两位数码管显示数字的变化，充分理解该实例的功能实现。

下面视频是本实例的仿真过程。

1.7. 总结

通过本实例的学习，我们更加熟悉了51单片机定时器/计数器的定时功能，同时也更多的了解了51单片机C语言程序设计中的端口位定义，位变量定义，数组的定义及初始化，函数的定义，C语言中switch case语句的使用等等编程方法，这对我们继续深入掌握编程知识很有用处。