倒計時器倒計時器PAGEPAGE3目錄13ABSTRACT 4第一章設計要求與方案確定 5設計意義 5設計要求 5方案確定 5第二章硬件電路 6單片機概述 6單片機基礎 6單片機與單片機系統(tǒng) 7單片機的產生與發(fā)展 7MCS-51系列單片機介紹 82.2.180C51芯片介紹 8最小系統(tǒng) 9定時與中斷的概念 10LED顯示電路設計與器件選擇 12LED顯示器的選擇 132.4.2LED驅動芯片選擇 13按鍵電路設計 13蜂鳴器電路的設計 14第三章倒計時器的設計 15倒計時器系統(tǒng)設計方案及框圖 15程序設計 15主程序設計 15倒計時模塊設計 17鍵盤掃描數碼管顯示程序 17第四章倒計時器設計仿真 18設置倒計時初值 18開始倒計時 18倒計時結束并報警 18總結 20參考文獻 21致謝 22附錄1倒計時器設計源程序 23附錄2所用元器件清單 23摘要近年來隨著計算機在社會領域的滲透，單片機的應用正在不斷的走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。在實時控制和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，以作完善。本系統(tǒng)由單片機系統(tǒng)、矩陣式鍵盤、蜂鳴器和LED數碼管顯示系統(tǒng)組成。裝置利用AT89C5174LS245LEDP1.0為了簡化電路，降低成本，采用以軟件為主的的接口方法。該系統(tǒng)實用、功能靈活多樣，可以對計時時間進行實時控制，可以廣泛的應用于各種場所的控制設備?！娟P鍵詞】單片機；LED數碼管顯示器；倒計時；報警AbstractInrecentyears,withthecomputerpenetrationinthesocialfield,theapplicationofSCMtrendsareatthesametime,changingtraditionalcontrolupdatedetection.Inreal-timecontrolandautomationapplicationsofsingle-chip,single-chipisoftenacorecomponenttouseonlysingle-chipisnotenoughknowledge,butalsothespecifichardwarestructureandapplicationofobject-specificcharacteristicssoftwaretomakeperfect.Thesystemconsistsofsingle-chipsystems,matrixkeyboard,buzzerandLEDdigitaldisplaysystem.AT89C51single-chipdevicesusing74LS245drivesanddigitalLEDdisplaydriver.Buttoncontrolsettingsthroughthecountdowntime,andthencontrolthesystemthroughthedisruptionofthecountdown.WhenthecountdowntimetowhenIdrivebyP1.0audiblealarmbuzzer.Tosimplifythecircuit,reducecosts,theuseofsoftware-basedinterfacemethods.Thesystemispractical,flexibleanddiversefeaturescanbetime-timeforreal-timecontrolcanbewidelyusedinvariousplacesofthecontrolequipment.【Keywords】single-chipmicrocomputer;LEDdigitaltubedisplay;countdown;alarm倒計時器倒計時器PAGEPAGE10第一章設計要求與方案確定設計意義單。對于廠商,有很大的挖掘潛在價值的空間；對于消費者，也有很大的吸引力。設計要求MCGS-5170.1能夠通過小鍵盤陣列設定倒計時時間。倒計時到，由蜂鳴器發(fā)出報警。方案確定開關電路按鍵輸入電路單片機LED驅動電路LED顯示電路蜂鳴器電路LED開關電路按鍵輸入電路單片機LED驅動電路LED顯示電路蜂鳴器電路1.1系統(tǒng)總體構架框圖第二章硬件電路單片機概述CPU(CentralprocessingunitRAM（Randomaccessmemory）ROM（Readonlymemory）。中斷系統(tǒng)、定時器／計數器以及I\O（Input/output）接口電路等主要微型機部件集成在一個芯片上。雖然單片機只是一個芯片，但從組成和功能上看，它已具有了計算機系統(tǒng)的屬性。為此，稱它為單片微型計算機SCMC（Singlechipmicrocomputer），簡稱單片機。單片機主要應用與控制領域，用以實現各種測試和控制功能，為了強調起控制MCU（Microcontrollerunit）。在國際上，單片機在應用時，通常是處于控制系統(tǒng)的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式進行使用，為了強調其＂嵌入＂的特點，也常常將單片機稱為嵌入式微控制器EMCU（Embeddedmicrocontrollerunit）。在單片機的電路和結構中，有許多嵌入式應用的特點。單片機基礎1.通用單片機和專用單片機根據控制應用的需要，可以將單片機分成為通用型和專用型兩種類型。能覆蓋多種應用需要。用戶可以根據需要設計成各種不同應用的控制系統(tǒng)，即通用單片機有一個在設計的過程，通過用戶的進一步設計，才能組建成一個以通用單片機芯片為核心再配以其它外圍電路的應用控制系統(tǒng)。然而在單片機的控制應用中，IC這種應用的最大特點是針對性強而且數量巨大，為此廠家常與芯片制造商合作，設計和生產專用的單片機芯片。由于專用單片機芯片是針對一種產品或一種控制應用而專門設計的，設計時已經對系統(tǒng)結構的最簡化，軟硬件資源利用的最優(yōu)化，單片機與單片機系統(tǒng)/以及輸入/應用功能的計算機系統(tǒng)。是構成單片機系統(tǒng)的硬件和軟件基礎。單片機的產生與發(fā)展單片機的產生電子計算機的發(fā)展經歷了從電子管，晶體管，集成電路到大（超大）規(guī)模集成電路共四個階段，即通常所說的第一代，第二代，第三代和第四代計算機?，F在廣1971單片機的發(fā)展繼1971年微處理器的研制成功不久，就出現了單片的微型計算機即單片機，但Intel8MCS-48它以體積小、控制功能全、價格低等特點，贏得了廣泛的應用和好評，為單片機的MCS-488050300Motorola6801，6802，ZilogZ-8，Rockwell6501，6502NECIntelMCS-51單片機系列。MCS-51MCS-4820808MCS-48MCS-48816，1983IntelMCS-51MCS-9648A/DA/D3032個發(fā)展方向，針對單一用途的專用單片機將會越來越多。MCS-5180C51MCS-51Intel80C51IntelMCS-51MCS-5180C3180C5187C51和89C51，這樣我們就能很容易地認識80C51的系列芯片。80C51PHILIPS，ATMEL，LG，80C51MCS-51PHILIPS80C51Less），83CXXX（MaskROM）；SiemensC500系列，芯片型號以”C5“W77C51W78C5180C51I/O/等，有些還在總線結構上也做了重大改進，出現了廉價的非總線型單片機芯片。所有這些使新一代的兼容芯片已遠非原來意義上的80C51了。80C51PHILIPS芯片80C51及其派生產品最受歡迎，而ATMEL公司的閃速存儲器型單片機芯片AT89C51EPROM最小系統(tǒng)2.1示為最小系統(tǒng)方框圖：復位電路復位電路振蕩電路微型單片機輸入/輸出設備電源圖2.1最小系統(tǒng)方框圖定時與中斷的概念中斷是一項重要的計算機技術，采用中斷技術可以使多項任務共享一個資源，所以中斷技術實質上就是一種資源共享技術。CPUMCS-5180C51外中斷外中斷是由外部信號引起的，共有兩個中斷源，即外部中斷“0”和外部中斷“1”。它們的中斷請求信號分別由引腳INT0（P3.2）和INT1（P3.3）引入。外部中斷請求有兩種信號方式，即電平方式和脈沖方式，可通過有關控制位進行定義。定時中斷定時中斷是為滿足定時或計數的需要而設置的。串行中斷串行中斷是為串行數據傳送的需要而設置的。中斷控制MCS-51寄存器、中斷允許控制寄存器、中斷優(yōu)先控制寄存器以及串行口控制寄存器。定時器控制寄存器（TCON）該寄存器用于保存外部中斷請求和以及定時器的計數溢出。寄存器地址88H，位地址8FH～88H。位地址8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88位符號TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0這個寄存器既有定時器/的控制位共六位：IE0IE1、IT0IT1TF0TF1。中斷允許控制寄存器（IE）寄存器地址A8H，位地址AFH～A8H。位地址AFAEADACABAAA9A8位符號EA／／ESET1EX1ET0EX0其中與中斷有關的控制位共六位：EA、EX0EX1、ET0ET1、ES。中斷優(yōu)先級控制寄存器（IP）MCS-51IPB8H，位地址為BFH～B8H及位地址表示如下：位地址BF BE BD BC BB BA B9 B8位符號／／ ／ PS PT1 PX1 PT0 PX0外部中斷0優(yōu)先級設定位PT00PX11PT11PS串行中斷優(yōu)先級設定位為0的位優(yōu)先級為低；為1的位優(yōu)先級為高。定時器/計數器的控制寄存器與定時器/計數器應用有關的控制寄存器有：定時器控制寄存器（TCON）TCON位：TF0TF1、TR0TR1。工作方式控制寄存器（TMOD）TMOD寄存器是一個專用寄存器，用于設定兩個定時器/計數器的工作方式。但TMOD寄存器不能位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設置其內容。AT89S51U119 XTAL118XTAL29RSTP0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 U119 XTAL118XTAL29RSTP0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 33P0.7/AD7 32P2.0/A8 21P2.1/A9 22P2.2/A10 2329 PSEN P2.3/A11 2430 ALE P2.4/A12 2531 EA P2.5/A13 P2.6/A14 27P2.7/A15 2812345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT0 12P3.3/INT1 13P3.4/T0 14P3.5/T1 15P3.6/WR 16P3.7/RD 17MCS-5180C518ISPFlashAT89S514kBytesFlash片內程序存儲器，128bytes（RAM），32216,2LED顯示電路設計與器件選擇LEDLEDLEDLEDLED動器時，一定要先確定顯示方式。LED所以位的驅動不需要考慮。動態(tài)顯示則不同，由于一位數據的顯示是由段選和位選信號共同配合完成的，因此，要同時考慮段和位的驅動能力，而且段的驅動能力決定位的驅動能力。2.4.1.LED顯示器的選擇LED選用7SEG-MPX6-CC-BLUE,如圖2.2所示。圖2.22.4.2LED驅動芯片選擇2.3BCD-7/譯碼驅動器作為段驅動器。這類芯片的型號有74LS4774LS4874LS247、74LS248等，這類芯片具有鎖存、譯碼、驅動的功74LS2452.3按鍵電路設計

圖2.3按鍵電路采用矩陣式鍵盤電路。本設計采用3*4的矩陣式電路。P3.0,P3.1,P3.2為行碼掃描，P3.4,P3.5,P3.6,P3.7為列碼掃描，如圖2.4所示。0123456789R9P3.047kR10R9P3.047kR10P3.147kR11P3.247kP3.4P3.5P3.6P3.7蜂鳴器電路的設計U119XTAL118U119XTAL118XTAL29RSTP0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 33P0.7/AD7 32P2.0/A8P2.1/A9PSENALEEALS12122P2.2/A10 23P2.3/A11 24P2.4/A12 25P2.5/A13 26P2.6/A14 27P2.7/A15 281234SOUNDER 5678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT0 12P3.3/INT1 13P3.4/T0 14P3.5/T1 15P3.6/WR 16P3.7/RD 17蜂鳴器電路與單片機的接口：蜂鳴器的輸入接P1.0口，另一端接地。當P1.0=1P1.0=02.5圖2.5蜂鳴器電路 倒計時器 PAGEPAGE17第三章倒計時器的設計倒計時器系統(tǒng)設計方案及框圖設計時可采用模塊化程序設計方法。模塊劃分時應遵循下述原則：沒個模塊應具有獨立的功能，能產生一個明確的結果。模塊之間的控制參數應盡量簡單，數據參數應盡量少?？刂茀凳侵改K進入和推度。20~100比較困難，失去了模塊化程序結構的優(yōu)越性；模塊太短則信息交換太頻繁，也不合適。43.1所示。數當輸碼前入蜂管時倒鳴動間計器態(tài)倒時報掃計時警描時間模模模模塊塊塊塊主程序3.1倒計時器設計框圖主程序程序設計主程序設計主程序的設計一般包括：主程序的起始地址，中斷服務程序的起始地址，有關內存單元及相關部件的初始化和一些子程序調用等等。程序的起始地址MCS-51系列單片機復位后（PC=00000003H~002BH分別為個中斷源的入口地址。所以，編程池應在0000H處寫一跳轉指令。當CPUCPU把當前的PC然后轉入響應的中斷服務程序入口處執(zhí)行。一般在響應的中斷服務程序入口處寫一條跳轉指令，并以跳轉指令的目標地址作為中斷服務程序的其始地址進行編程。主程序的初始化內容所謂初始化，是對用到的單片機內部部件或拓展芯片進行初始工作狀態(tài)設定。在本例中，使用了兩個中斷，即T0、T1。其中：T0T0定時中斷工作方式，完成倒計時。T1T1定時中斷工作方式，完成蜂鳴器報警。3.2所示。開始倒計時開始倒計時寄存器清零0工作方式N判斷按鍵次數1次2次3次啟動定0關閉定0T1中斷等待中斷發(fā)聲提示達到最大值主程序設置各中斷服務程序的入口地址相關寄存器清設置數碼管顯示初始狀主程序設置各中斷服務程序的入口地址相關寄存器清設置數碼管顯示初始狀按鍵掃描顯示按下的數字進行倒計時N時間到零否Y報警3.2主程序流程圖倒計時模塊設計T0,T1計數初值T0計數初值為：TL0=（65536-50000）/256；TH0=（65536-50000）MOD256T1計數初值為：TH1=（65536-700）/256；TL1=（65536-700）MOD256工作方式TMOD=00000001H=01H3.3所示鍵盤掃描數碼管顯示程序開始N有鍵閉合？開始N有鍵閉合？Y調用延時字程序N有鍵閉合？Y確定閉合的按鍵去抖動的處理。由于機械觸點的彈性作用，5~10msCPU3.4所示。圖3.4按鍵去抖框圖第四章倒計時器設計仿真設置倒計時初值開始倒計時倒計時結束報警蜂鳴器中有電流通過，信號顯示變?yōu)樗{色總結該倒計時器是基于定時而設計的實現計時報警的裝置。由鍵盤掃描、動態(tài)LED路、報警三大部分構成。裝置利用AT89C5174LS245行聲音提示。本裝置的最大特點是實時性強，可操作性好。因為采用了矩陣式鍵盤控制，能夠隨時改變倒計時時間，所以裝置能夠應對不同的要求而做出相應的調整，以適應不同的環(huán)境?？词挛镆q證的看。本裝置也存在一些缺點值得注意。如當按鍵開關出現問題時，系統(tǒng)會出現錯誤，甚至誤報警。如果能采用紅外線控制則可避免這一問題。一般倒計時器并不是單獨使用，可以與一些需要用到定時報警的大型裝置相互配合使用，實現其自身的價值。定時報警裝置越來越受人們關注，從計時幾秒到幾個小時不等，所選用的器件個不同，功能越來越先進。所以，將單片機技術與實際結合起來，具有非常廣闊的應用前景。作為一名自動化專業(yè)的大三學生，我覺得做單片機課程設計是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的大學時間里，我們大多數接觸的是專業(yè)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識，如何去鍛煉我們的實踐能力？如何把我們所學的專業(yè)基礎課理論知識運用到實踐中去呢？我想做類似的課程設計就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設計的過程中，我感觸最深的當屬查閱大量的設計資料了。為了讓自己的設計更加完善，查閱這方面的設計資料是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在做單片機課程設計，但我們不是藝術家，他們可以拋開實際盡情在幻想的世界里翱翔，而我們一切都要有據可依，有理可尋，不切實際的構想永遠只能是構想，永遠無法升級為設計。參考文獻余永權.AT89.北京：北京航空航天大學出版社，2002沈紅衛(wèi)..北京：北京航空航天大學出版社，2003吳金戎.8051.北京：清華大學出版社，2002胡漢才..北京：清華大學出版社，2002何希才.[M].,2002.馬中梅..北京：北京航空航天大學出版社，2004公茂法..北京：西安電子科技大學出版社，2004致謝單片機課程設計，是對單片機知識的驗證，可以幫助我們理解鞏固所學知識，激發(fā)我們對單片機課程的興趣，更鍛煉了我們獨立思考、開拓創(chuàng)新的能力。通過這次課程設計我也發(fā)現了自身存在的不足之處，雖然感覺理論上已經掌握，但在運用到實踐的過程中仍有意想不到的困惑，經過一番努力才得以解決。這也激發(fā)了我今后努力學習的興趣，我想這將對我以后的學習產生積極的影響。條不絮。在設計過程中，非常感謝同學們的指導，才使設計進展的比較順利。給我的設計以極大的幫助，使我獲益匪淺。因此非常感謝張曉虎老師的教導。學會了堅持、耐心和努力，這將為自己今后的學習和工作做出了最好的榜樣。附錄1倒計時器設計源程序;**************************************8個存儲單元分別存放8位數碼管的段碼LED_BIT_1EQU30HLED_BIT_2EQU31HLED_BIT_3EQU32HLED_BIT_4EQU33HLED_BIT_5EQU34HLED_BIT_6EQU35HLED_BIT_7EQU36HT_COUNTEQU38HKEY_CNTEQU39HLINEEQU3AHROWEQU3BHVALEQU3CHTCOUNTEQU40HKCOUNTEQU41HKEYBITP3.3;**************************************ORG00HSJMPSTARTORG0BHLJMPINT_T0ORG1BHLJMPINT_T1START:MOVT_COUNT,#00H;初始化MOVKEY_CNT,#00HMOVLINE,#00HMOVROW,#00HMOVVAL,#00HMOVLED_BIT_1,#3FHMOVLED_BIT_2,#3FHMOVLED_BIT_3,#40HMOVLED_BIT_4,#3FHMOVLED_BIT_5,#3FHMOVLED_BIT_6,#80HMOVLED_BIT_7,#3FHMOVDPTR,#TABLEA0:LCALLDISP;**************************************;按鍵掃描LSCAN:MOVP3,#0F0H;行碼掃描L1:JNBP3.0,L2LCALLDELAYJNB P3.0,L2MOV LINE,#00HLJMP RSCANL2:JNB LCALL DELAYJNB MOV LINE,#01HLJMP RSCANL3:JNB LCALL DELAYJNB MOV LINE,#02HRSCAN:MOV P3,#0FH ;列碼掃C1:JNB P3.4,C2MOV ROW,#00HLJMP CALCUC2:JNB MOV ROW,#01HLJMP CALCUC3:JNB MOV ROW,#02HLJMP CALCUC4:JNB MOV ROW,#03H;***********************************************CALCU:INC KEY_CNT ;統(tǒng)計按鍵次數MOV A,KEY_CNTCJNE A,#9,K1 ;如果按鍵3次,發(fā)聲提MOV TMOD,#01HMOV TH1,#(65536-700)/256MOV TL1,#(65536-700)MOD MOV IE,#82HSETB TR1W10:MOV A,P3 ;等待按鍵抬CJNE A,#0FH,W11MOV P0,#00HCLR TR0LJMP STARTW11:MOV CJNE MOV P0,#00HCLR TR0LJMP W12:SJMPW10;**************************************************;第1次按鍵,清除已顯示的0,顯示按下的數字K1:CJNE MOV A,LINEMOV B,#04HMUL ABADD A,ROWMOV VAL,AMOVC MOV LED_BIT_1,ACJNE P3.3,#1,AA1DISP1:LCALLDISPW20:MOV A,P3 ;等待按鍵抬CJNE A,#0FH,W21LJMP A0W21:MOV CJNE LJMP A0W22:SJMPDISP1;***************************************************;第2次按鍵,顯示按下的數字K2:MOVA,LINEMOVB,#04HMULABADDA,ROWMOVVAL,AMOVCA,@A+DPTRMOVLED_BIT_2,ALCALLAA1DISP2:LCALLDISPW30:MOVA,P3;等待按鍵抬起CJNEA,#0FH,W31LJMPA0W31:MOVA,P3CJNEA,#0F0H,W32LJMPA0W32:SJMPDISP2;**************************************************;開始倒計數AA1: MOV MOV MOV TMOD,#01H ;定時器0工作在方式MOV TL0,#(65536-50000)/256MOV TH0,#(65536-50000)MOD256K1:JB KEY,$ ;等待按LCALL DELAYJB KEY,$MOV A,KCOUNTCJNEA,#00H,K2;判斷按鍵次數SETBTR0;第1次按鍵,啟動定時器MOVIE,#82HJNBKEY,$INCKCOUNT;按鍵抬起,按鍵次數