基于單片機(jī)的倒計(jì)時(shí)器（計(jì)數(shù)器）課程設(shè)計(jì))

1、i湖南文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱： 單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電信學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化 07101 學(xué)生姓名： 王維 指導(dǎo)老師： 張曉虎 完成時(shí)間： 報(bào)告成績(jī)： 評(píng)閱意見(jiàn)：評(píng)閱教師 日期 ii倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)倒計(jì)時(shí)器1目錄目錄 .1摘要 .3abstract .4第一章 設(shè)計(jì)要求與方案確定 .51.1 設(shè)計(jì)意義 .51.2 設(shè)計(jì)要求.51.3 方案確定 .5第二章 硬件電路 .62.1 單片機(jī)概述.62.1.1 單片機(jī)基礎(chǔ).62.1.2 單片機(jī)與單片機(jī)系統(tǒng) .72.1.3 單片機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展.72.2 mcs-51 系列單片機(jī)介紹 .82.2.1 80c51 芯片介紹.82.2.3 最小

2、系統(tǒng).92.2.4 定時(shí)與中斷的概念.102.4led 顯示電路設(shè)計(jì)與器件選擇 .122.4.1.led 顯示器的選擇 .132.4.2led 驅(qū)動(dòng)芯片選擇 .132.5 按鍵電路設(shè)計(jì) .132.6 蜂鳴器電路的設(shè)計(jì) .14第三章 倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì) .153.1 倒計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及框圖 .153.2 程序設(shè)計(jì) .153.2.1 主程序設(shè)計(jì) .153.2.2 倒計(jì)時(shí)模塊設(shè)計(jì) .173.2.3 鍵盤(pán)掃描數(shù)碼管顯示程序 .17倒計(jì)時(shí)器2第四章 倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)仿真 .184.1 設(shè)置倒計(jì)時(shí)初值 .184.2 開(kāi)始倒計(jì)時(shí) .184.3 倒計(jì)時(shí)結(jié)束并報(bào)警 .19總結(jié) .20參考文獻(xiàn) .21致謝 .22附錄

3、 1 倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)源程序.23附錄 2 所用元器件清單.28倒計(jì)時(shí)器3摘要近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異更新。在實(shí)時(shí)控制和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、矩陣式鍵盤(pán)、蜂鳴器和 led 數(shù)碼管顯示系統(tǒng)組成。裝置利用at89c51 單片機(jī)與 74ls245 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng) led 數(shù)碼管顯示。通過(guò)按鍵控制設(shè)定倒計(jì)時(shí)時(shí)間，再通過(guò)中斷控制系統(tǒng)開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，由 p1.0 口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)

4、聲報(bào)警。為了簡(jiǎn)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(shí)用、功能靈活多樣，可以對(duì)計(jì)時(shí)時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，可以廣泛的應(yīng)用于各種場(chǎng)所的控制設(shè)備?！娟P(guān)鍵詞】 單片機(jī)；led 數(shù)碼管顯示器；倒計(jì)時(shí) ；報(bào)警 倒計(jì)時(shí)器4abstractin recent years, with the computer penetration in the social field, the application of scm trends are at the same time, changing traditional control update detection. in real-time con

5、trol and automation applications of single-chip, single-chip is often a core component to use only single-chip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and application of object-specific characteristics software to make perfect. the system consists of single-chip systems, ma

6、trix keyboard, buzzer and led digital display system. at89c51 single-chip devices using 74ls245 drives and digital led display driver. button control settings through the countdown time, and then control the system through the disruption of the countdown. when the countdown time to when i drive by p

7、1.0 audible alarm buzzer. to simplify the circuit, reduce costs, the use of software-based interface methods. the system is practical, flexible and diverse features can be time-time for real-time control can be widely used in various places of the control equipment. 【keywords】 single-chip microcompu

8、ter; led digital tube display; countdown; alarm 倒計(jì)時(shí)器5倒計(jì)時(shí)器6第一章 設(shè)計(jì)要求與方案確定1.1 設(shè)計(jì)意義本課題開(kāi)發(fā)的意義在于它既節(jié)省了硬件成本，又能實(shí)現(xiàn)多功能。既可做倒計(jì)時(shí)秒表,又可進(jìn)行定時(shí)，還可以通過(guò)擴(kuò)展完成其他功能，而且功能的相互轉(zhuǎn)換也十分簡(jiǎn)單。對(duì)于廠商,有很大的挖掘潛在價(jià)值的空間；對(duì)于消費(fèi)者，也有很大的吸引力。 1.2 設(shè)計(jì)要求 （1）以 mcgs-51 系列單片機(jī)為核心器件，組成一個(gè)倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)。 （2）系統(tǒng)顯示器由 7 位數(shù)字型數(shù)碼管組成，分別顯示時(shí)間值的分，秒和 0.1 秒。（3）能夠通過(guò)小鍵盤(pán)陣列設(shè)定倒計(jì)時(shí)時(shí)間。（4）倒計(jì)時(shí)到，

9、由蜂鳴器發(fā)出報(bào)警。1.3 方案確定為了實(shí)現(xiàn) led 顯示器的數(shù)字顯示，可以采用靜態(tài)顯示法和動(dòng)態(tài)顯示法。由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件，接口復(fù)雜一些?？紤]計(jì)時(shí)器顯示只有 7 位，且系統(tǒng)沒(méi)有其他復(fù)雜的處理任務(wù)，所以決定用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) led 的顯示。單片機(jī)采用at89c51 系列，如果要使用電池供電的話，則可以采用 lv 系列的單片機(jī)。硬件系統(tǒng)的總體構(gòu)成框架如下圖 1.1 所示。單片機(jī)按鍵輸入電路蜂鳴器電路開(kāi)關(guān)電路led 驅(qū)動(dòng)電路led 顯示電路圖 1.1 系統(tǒng)總體構(gòu)架框圖倒計(jì)時(shí)器7第二章 硬件電路2.1 單片機(jī)概述 單片機(jī)因?qū)⑵渲饕M成部分集成在一個(gè)芯片上而得名，具體說(shuō)就是把中央處理器 c

10、pu(central processing unit)。隨機(jī)存儲(chǔ)器 ram（random access memory）。只讀存儲(chǔ)器 rom（read only memory）。 中斷系統(tǒng)、定時(shí)器計(jì)數(shù)器以及 io（input/output）接口電路等主要微型機(jī)部件集成在一個(gè)芯片上。雖然單片機(jī)只是一個(gè)芯片，但從組成和功能上看，它已具有了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性。為此，稱它為單片微型計(jì)算機(jī) scmc（single chip micro computer），簡(jiǎn)稱單片機(jī)。 單片機(jī)主要應(yīng)用與控制領(lǐng)域，用以實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試和控制功能，為了強(qiáng)調(diào)起控制屬性，也可以把單片機(jī)稱為微控制器 mcu（micro controlle

11、r unit）。在國(guó)際上，“微控制器”的叫法似乎更通用一些，而在我國(guó)則比較習(xí)慣與“單片機(jī)”這一名稱。 單片機(jī)在應(yīng)用時(shí)，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(jìn)行使用，為了強(qiáng)調(diào)其嵌入的特點(diǎn)，也常常將單片機(jī)稱為嵌入式微控制器emcu（embedded micro controller unit）。在單片機(jī)的電路和結(jié)構(gòu)中，有許多嵌入式應(yīng)用的特點(diǎn)。 2.1.1 單片機(jī)基礎(chǔ)1. 通用單片機(jī)和專用單片機(jī) 根據(jù)控制應(yīng)用的需要，可以將單片機(jī)分成為通用型和專用型兩種類型。 通用型單片機(jī)是一種基本芯片，他的內(nèi)部資源比較豐富，性能全面且適用性強(qiáng)，能覆蓋多種應(yīng)用需要。用戶可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成各種不同應(yīng)用

12、的控制系統(tǒng)，即通用單片機(jī)有一個(gè)在設(shè)計(jì)的過(guò)程，通過(guò)用戶的進(jìn)一步設(shè)計(jì)，才能組建成一個(gè)以通用單片機(jī)芯片為核心再配以其它外圍電路的應(yīng)用控制系統(tǒng)。然而在單片機(jī)的控制應(yīng)用中，倒計(jì)時(shí)器8有許多時(shí)候是專門(mén)針對(duì)某個(gè)特定產(chǎn)品的，例如電度表和 ic 卡讀寫(xiě)器上的單片機(jī)等。這種應(yīng)用的最大特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)而且數(shù)量巨大，為此廠家常與芯片制造商合作，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)專用的單片機(jī)芯片。由于專用單片機(jī)芯片是針對(duì)一種產(chǎn)品或一種控制應(yīng)用而專門(mén)設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最簡(jiǎn)化，軟硬件資源利用的最優(yōu)化， 2.1.2 單片機(jī)與單片機(jī)系統(tǒng) 單片機(jī)通常是指芯片本身，它是有芯片制造商生產(chǎn)的，在它上面集成的是一些做為基本組成部分的運(yùn)算器電路，控制器

13、電路，存儲(chǔ)器，中斷系統(tǒng)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及輸入/輸出口電路等。但一個(gè)單片機(jī)芯片并不能把計(jì)算機(jī)的全部電路都集成到其中，例如組成諧振電路和復(fù)位電路的石英晶體，電阻，電容等，這些元件在單片機(jī)系統(tǒng)中只能以散件的形式出現(xiàn)。此外，在實(shí)際的控制應(yīng)用中，常常需要擴(kuò)展外圍電路和外圍芯片。從中可以看到單片機(jī)和單片機(jī)系統(tǒng)的差別，即：?jiǎn)纹瑱C(jī)只是一塊芯片，而單片機(jī)系統(tǒng)則是在單片機(jī)芯片的基礎(chǔ)上擴(kuò)展其它電路或芯片構(gòu)成的具有一定應(yīng)用功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通常所說(shuō)的單片機(jī)系統(tǒng)都是為實(shí)現(xiàn)某一控制應(yīng)用需要由用戶設(shè)計(jì)的，是一個(gè)圍繞單片機(jī)芯片而組建的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。在單片機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)處于核心地位，是構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件基礎(chǔ)。 2

14、.1.3 單片機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展 1. 單片機(jī)的產(chǎn)生 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)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(gè)階段，即通常所說(shuō)的第一代，第二代，第三代和第四代計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在廣泛使用的微型計(jì)算機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，因此它屬于第四代計(jì)算機(jī)，而單片機(jī)則是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支。從 1971 年微型計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，由于實(shí)際應(yīng)用的需要，微型計(jì)算機(jī)向著兩個(gè)不同的方向發(fā)展；一個(gè)是向高速度，大容量，高性能的高檔微機(jī)方向發(fā)展；而另一個(gè)則是向穩(wěn)定可靠、體積小和價(jià)格廉價(jià)的單片機(jī)方向發(fā)展。但是兩者在原理和技術(shù)上是緊密聯(lián)系的。 倒計(jì)時(shí)器92. 單片機(jī)的發(fā)展 繼 1971 年微處理器的研制成功不

15、久，就出現(xiàn)了單片的微型計(jì)算機(jī)即單片機(jī)，但最早出現(xiàn)的單片機(jī)是一位的，1976 年 intel 公司推出了 8 位的 mcs-48 系列單片機(jī)，它以體積小、控制功能全、價(jià)格低等特點(diǎn)，贏得了廣泛的應(yīng)用和好評(píng)，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，成為單片機(jī)發(fā)展史上一個(gè)重要階段，其后，在 mcs-48 成功的刺激下，許多半導(dǎo)體芯片在生產(chǎn)廠商競(jìng)相研制和發(fā)展自己的單片機(jī)系列。到 80 年代末，世界各地已相繼研制出大約 50 個(gè)系列 300 多個(gè)品種的單片機(jī)產(chǎn)品，其中包括 motorola 公司的 6801，6802，zilog 公司的 z-8 系列，rockwell 公司的6501，6502 等，此外，日本的

16、nec 公司，日立公司等也不甘落后，相繼推出了各自的單片機(jī)品種。盡管目前單片機(jī)的品種很多，但是我過(guò)使用最多的是 intel 公司的 mcs-51 單片機(jī)系列。mcs-51 系列是在 mcs-48 的基礎(chǔ)上于 20 世紀(jì) 80 年代初發(fā)展起來(lái)的，雖然它是 8 位的單片機(jī)，但其功能較 mcs-48 有很大的增強(qiáng)。此外，它還具有品種全，兼容性強(qiáng)，軟硬件資料豐富等特點(diǎn)，因此應(yīng)用愈加廣泛，成為比mcs-48 更重要的單片機(jī)品種，直到現(xiàn)在，mcs-51 仍不失為單片機(jī)的主流系列。繼 8 位單片機(jī)之后，又出現(xiàn)了 16 位單片機(jī)，1983 年 intel 公司推出的 mcs-96系列單片機(jī)就是其中的典型代表。

17、與 mcs-51 相比，mcs-96 不但字長(zhǎng)增加一倍，而且在其他性能方面也有很大的提高，特別是芯片內(nèi)還增加了一個(gè) 4 路或 8 路的 10位 a/d 轉(zhuǎn)換器，使其具有 a/d 轉(zhuǎn)換的功能?？v觀單片機(jī)近 30 年的發(fā)展歷程，單片機(jī)今后將向多功能、高性能、高速度、低電壓、低功耗、低價(jià)格、外圍電路簡(jiǎn)單化以及片內(nèi)存儲(chǔ)器容量增加的方向發(fā)展。但其位數(shù)不一定會(huì)繼續(xù)增加，盡管現(xiàn)在已經(jīng)有了 32 位單片機(jī)，但使用的并不多。可以預(yù)言，今后的單片機(jī)將是功能更強(qiáng)，集成度和可靠性更高而功耗更低，以及使用更方便等特點(diǎn)。此外，專用化也是單片機(jī)的一個(gè)發(fā)展方向，針對(duì)單一用途的專用單片機(jī)將會(huì)越來(lái)越多。倒計(jì)時(shí)器102.2 mcs

18、-51 系列單片機(jī)介紹 2.2.1 80c51 芯片介紹 mcs-51 的原生產(chǎn)廠商是 intel 公司，最早推出 80c51 芯片的也是 intel 公司，并且作為 mcs-51 的一部分，按原 mcs-51 芯片的規(guī)則命名，例如80c31、80c51、87c51 和 89c51，這樣我們就能很容易地認(rèn)識(shí) 80c51 的系列芯片。 但是后來(lái)愈來(lái)愈多的廠商生產(chǎn) 80c51 的系列芯片，例如philips，atmel，lg，華邦等公司。這些芯片都是以 80c51 為核心并且與 mcs-51芯片兼容，但它們又各具特點(diǎn)。然而由于生產(chǎn)廠家多，芯片的類型也很多，使芯片的命名無(wú)法再遵循統(tǒng)一的規(guī)律，造成我們

19、辨認(rèn)上的困難。例如 philips 公司生產(chǎn)的80c51 系列芯片名稱分別為：80cxxx（rom less 型），83cxxx（mask rom 型）；siemens 公司命名為 c500 系列，芯片型號(hào)以”c5“打頭；而華邦公司則命名為w77c51 系列和 w78c51 系列等等。 新一代 80c51 的兼容芯片，還在芯片中增加了一些外部接口功能單元，例如數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，可編程計(jì)數(shù)器陣列，監(jiān)視定時(shí)器，高速 i/o 口，計(jì)數(shù)器的俘獲/比較邏輯等，有些還在總線結(jié)構(gòu)上也做了重大改進(jìn)，出現(xiàn)了廉價(jià)的非總線型單片機(jī)芯片.。所有這些使新一代的兼容芯片已遠(yuǎn)非原來(lái)意義上的 80c51 了。目前這些 80c51

20、 的兼容芯片已開(kāi)始在我國(guó)使用，其中尤以 philips 公司的同名芯片 80c51 及其派生產(chǎn)品最受歡迎，而 atmel 公司的閃速存儲(chǔ)器型單片機(jī)芯片at89c51 等更是后來(lái)居上，大有取代傳統(tǒng) eprom 型芯片之勢(shì)。2.2.3 最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)就是單片機(jī)在發(fā)揮具體測(cè)控功能時(shí)所必須的組成部分。如下圖 2.1 所示為最小系統(tǒng)方框圖： 倒計(jì)時(shí)器11微型單片機(jī)輸入/輸出設(shè)備電源復(fù)位電路振蕩電路圖 2.1 最小系統(tǒng)方框圖2.2.4 定時(shí)與中斷的概念 中斷是一項(xiàng)重要的計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用中斷技術(shù)可以使多項(xiàng)任務(wù)共享一個(gè)資源，所以中斷技術(shù)實(shí)質(zhì)上就是一種資源共享技術(shù)。 向 cpu 發(fā)出中斷請(qǐng)求的來(lái)源稱之為中斷

21、源。mcs-51 是一個(gè)多中斷源的單片機(jī)，以 80c51 為例，有三類共五個(gè)中斷源，分別是外部中斷兩個(gè)，定時(shí)中斷兩個(gè)和串行中斷一個(gè)。 1. 外中斷 外中斷是由外部信號(hào)引起的，共有兩個(gè)中斷源，即外部中斷“0”和外部中斷“1”。它們的中斷請(qǐng)求信號(hào)分別由引腳 int0（p3.2）和 int1（p3.3）引入。 外部中斷請(qǐng)求有兩種信號(hào)方式，即電平方式和脈沖方式，可通過(guò)有關(guān)控制位進(jìn)行定義。 2. 定時(shí)中斷 定時(shí)中斷是為滿足定時(shí)或計(jì)數(shù)的需要而設(shè)置的。 3. 串行中斷 串行中斷是為串行數(shù)據(jù)傳送的需要而設(shè)置的。 4. 中斷控制 這里所說(shuō)的中斷控制是指提供給用戶使用的中斷控制手段，實(shí)際上就是一些專用寄存器。在

22、mcs-51 單片機(jī)中，用于此目的的控制寄存器共有四個(gè)，即定時(shí)器控倒計(jì)時(shí)器12制寄存器、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。 5. 定時(shí)器控制寄存器（tcon） 該寄存器用于保存外部中斷請(qǐng)求和以及定時(shí)器的計(jì)數(shù)溢出。寄存器地址 88h，位地址 8fh88h。 位地址 8f 8e 8d 8c 8b 8a 89 88 位符號(hào) tf1 tr1 tf0 tr0 ie1 it1 ie0 it0 這個(gè)寄存器既有定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制功能又有中斷控制功能，其中與中斷有關(guān)的控制位共六位：ie0 和 ie1 、it0 和 it1 以及 tf0 和 tf1 。 6. 中斷允許控制寄存器（ie）

23、 寄存器地址 a8h，位地址 afha8h。 位地址 af ae ad ac ab aa a9 a8 位符號(hào) ea es et1 ex1 et0 ex0 其中與中斷有關(guān)的控制位共六位：ea、ex0 和 ex1 、et0 和 et1 、es。 7. 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器（ip） mcs-51 的中斷優(yōu)先級(jí)控制只定義了高、低兩個(gè)優(yōu)先級(jí)。各中斷源的優(yōu)先級(jí)由優(yōu)先寄存器（ip）進(jìn)行設(shè)定。ip 寄存器地址 b8h，位地址為 bfhb8h。寄存器的內(nèi)容及位地址表示如下： 位地址 bf be bd bc bb ba b9 b8 位符號(hào) ps pt1 px1 pt0 px0 px0 外部中斷 0 優(yōu)先級(jí)設(shè)定位

24、pt0 定時(shí)中斷 0 優(yōu)先級(jí)設(shè)定位 px1 外部中斷 1 優(yōu)先級(jí)設(shè)定位pt1 定時(shí)中斷 1 優(yōu)先級(jí)設(shè)定位 ps 串行中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位 為 0 的位優(yōu)先級(jí)為低；為 1 的位優(yōu)先級(jí)為高。 8. 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制寄存器 與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用有關(guān)的控制寄存器有： （1） 定時(shí)器控制寄存器（tcon） 倒計(jì)時(shí)器13tcon 寄存器既參與中斷控制又參與定時(shí)控制。其中有關(guān)定時(shí)的控制位共有四位：tf0 和 tf1 、tr0 和 tr1 。 （2） 工作方式控制寄存器（tmod） tmod 寄存器是一個(gè)專用寄存器，用于設(shè)定兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)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(shè)置其內(nèi)

25、容。2.3 at89s51 的芯片概述 at89s51 是一個(gè)低功耗，高性能 cmos 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes isp(in-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用atmel 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) mcs-51 指令系統(tǒng)及 80c51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 isp flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 at89s51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 at89s51 具有如下特點(diǎn)：40 個(gè)引腳，4k bytes flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)

26、器，128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），32 個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）口，4 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2 層中斷嵌套中斷，2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2 個(gè)全雙工串行通信口，內(nèi)部集成看門(mén)狗計(jì)時(shí)器片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。2.4led 顯示電路設(shè)計(jì)與器件選擇led 顯示器的驅(qū)動(dòng)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。由于單片機(jī)的并行口不能直接驅(qū)動(dòng)led 顯示器，必須采用專門(mén)的驅(qū)動(dòng)電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能夠正常工作。如果驅(qū)動(dòng)電路能力差，即負(fù)載能力不夠時(shí)，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動(dòng)電路長(zhǎng)期在超負(fù)荷下運(yùn)行，容易損壞。因此，在實(shí)際中必須接入 led 驅(qū)動(dòng)電路。led 顯示器的顯示控制方式分為靜態(tài)顯示

27、和動(dòng)態(tài)顯示兩種，因此在選擇 led 驅(qū)動(dòng)器時(shí)，一定要先確定顯示方式。xtal218xtal119ale30ea31psen29rst9p0.0/ad039p0.1/ad138p0.2/ad237p0.3/ad336p0.4/ad435p0.5/ad534p0.6/ad633p0.7/ad732p1.01p1.12p1.23p1.34p1.45p1.56p1.67p1.78p3.0/rxd10p3.1/txd11p3.2/int012p3.3/int113p3.4/t014p3.7/rd17p3.6/wr16p3.5/t115p2.7/a1528p2.0/a821p2.1/a922p2.2/a1

28、023p2.3/a1124p2.4/a1225p2.5/a1326p2.6/a1427u1at89c51倒計(jì)時(shí)器14若選擇靜態(tài)顯示，則 led 驅(qū)動(dòng)器的選擇較為簡(jiǎn)單，只要驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力與顯示器電流相匹配即可。而且只須考慮段的驅(qū)動(dòng)，因?yàn)楣碴?yáng)極接+5v，而共陰極接地，所以位的驅(qū)動(dòng)不需要考慮。動(dòng)態(tài)顯示則不同，由于一位數(shù)據(jù)的顯示是由段選和位選信號(hào)共同配合完成的，因此，要同時(shí)考慮段和位的驅(qū)動(dòng)能力，而且段的驅(qū)動(dòng)能力決定位的驅(qū)動(dòng)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。2.4.2led 驅(qū)動(dòng)芯片選擇段驅(qū)動(dòng)電路有很多種，可以選擇 bcd-7

29、段鎖存/譯碼驅(qū)動(dòng)器作為段驅(qū)動(dòng)器。這類芯片的型號(hào)有74ls47、74ls48、74ls247、74ls248 等，這類芯片具有鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)的功能。本設(shè)計(jì)中選擇 74ls245。芯片電路如圖2.3。圖 2.2圖 2.3圖 2.3倒計(jì)時(shí)器152.5 按鍵電路設(shè)計(jì)按鍵電路采用矩陣式鍵盤(pán)電路。本設(shè)計(jì)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。0123456r947kr1047kp3.0p3.1p3.4p3.5p3.6p3.7789p3.2r1147k2.6 蜂鳴器電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)要有聲音提

30、醒信號(hào)產(chǎn)生，可選擇一只蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。選用電平式蜂鳴器。蜂鳴器電路與單片機(jī)的接口：蜂鳴器的輸入接 p1.0 口，另一端接地。當(dāng)p1.0=1 時(shí)，蜂鳴器中有電流通過(guò)，而產(chǎn)生蜂鳴聲。當(dāng) p1.0=0 時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲。連接圖如圖 2.5 所示。圖 2.4 按鍵電路xtal218xtal119ale30ea31psen29rst9p0.0/ad039p0.1/ad138p0.2/ad237p0.3/ad336p0.4/ad435p0.5/ad534p0.6/ad633p0.7/ad732p1.01p1.12p1.23p1.34p1.45p1.56p1.67p1.78p3.0/rxd10p3.1

31、/txd11p3.2/int012p3.3/int113p3.4/t014p3.7/rd17p3.6/wr16p3.5/t115p2.7/a1528p2.0/a821p2.1/a922p2.2/a1023p2.3/a1124p2.4/a1225p2.5/a1326p2.6/a1427u1at89c51ls1sounder圖 2.5 蜂鳴器電路倒計(jì)時(shí)器16第三章 倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)3.1 倒計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及框圖 設(shè)計(jì)時(shí)可采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法。模塊劃分時(shí)應(yīng)遵循下述原則：（1）沒(méi)個(gè)模塊應(yīng)具有獨(dú)立的功能，能產(chǎn)生一個(gè)明確的結(jié)果。（2）模塊之間的控制參數(shù)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)參數(shù)應(yīng)盡量少?？刂茀?shù)是指模塊進(jìn)入

32、和推出繁榮條件及方式，數(shù)據(jù)參數(shù)是指模塊間的信息交換方式、交換量的多少及交換的頻繁程度。（3）模塊長(zhǎng)度適中。模塊語(yǔ)句的長(zhǎng)度通常在 20100 條較合適。米快太長(zhǎng)時(shí)，分析和調(diào)試比較困難，失去了模塊化程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性；模塊太短則信息交換太頻繁，也不合適。（4）根據(jù)模塊的劃分原則，將該程序劃分成 4 個(gè)模塊，如圖 3.1 所示。圖 3.1 倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)框圖3.2 程序設(shè)計(jì) 3.2.1 主程序設(shè)計(jì)主程序的設(shè)計(jì)一般包括：主程序的起始地址，中斷服務(wù)程序的起始地址，有關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序調(diào)用等等。（1）程序的起始地址主程序數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描模塊當(dāng)前時(shí)間倒計(jì)時(shí)模塊輸入倒計(jì)時(shí)時(shí)間模塊蜂鳴器報(bào)警模塊

33、倒計(jì)時(shí)器17mcs-51 系列單片機(jī)復(fù)位后， （pc）=0000h，而 0003h002bh 分別為個(gè)中斷源的入口地址。所以，編程池應(yīng)在 0000h 處寫(xiě)一跳轉(zhuǎn)指令。當(dāng) cpu 接受到中斷請(qǐng)求信號(hào)并予以響應(yīng)后，cpu 把當(dāng)前的 pc 內(nèi)容壓入棧中進(jìn)行保護(hù)，然后轉(zhuǎn)入響應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口處執(zhí)行。一般在響應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口處寫(xiě)一條跳轉(zhuǎn)指令，并以跳轉(zhuǎn)指令的目標(biāo)地址作為中斷服務(wù)程序的其始地址進(jìn)行編程。（2）主程序的初始化內(nèi)容所謂初始化，是對(duì)用到的單片機(jī)內(nèi)部部件或拓展芯片進(jìn)行初始工作狀態(tài)設(shè)定。在本例中，使用了兩個(gè)中斷，即 t0、t1。其中：1.t0 中斷：采用 t0 定時(shí)中斷工作方式，完成倒計(jì)時(shí)。2.

34、t1 中斷：采用 t1 定時(shí)中斷工作方式，完成蜂鳴器報(bào)警。（3）主程序流程圖如圖 3.2 所示。圖 3.2 主程序流程圖圖 3.3 倒計(jì)時(shí)程序流程圖主程序設(shè)置各中斷服務(wù)程序的入口地址相關(guān)寄存器清零設(shè)置數(shù)碼管顯示初始狀態(tài)按鍵掃描顯示按下的數(shù)字進(jìn)行倒計(jì)時(shí)時(shí)間到零否報(bào)警yn開(kāi)始倒計(jì)時(shí)寄存器清零設(shè)置定時(shí)器 0 工作方式判斷按鍵次數(shù)n啟動(dòng)定時(shí)器 0關(guān)閉定時(shí)器 01 次2 次3 次等待中斷t1 中斷發(fā)聲提示達(dá)到最大值倒計(jì)時(shí)器183.2.2 倒計(jì)時(shí)模塊設(shè)計(jì)（1）定時(shí)器 t0,t1 計(jì)數(shù)初值t0 計(jì)數(shù)初值為：tl0=（65536-50000）/256；th0=（65536-50000）mod 256t1 計(jì)數(shù)

35、初值為：th1=（65536-700）/256；tl1=（65536-700）mod 256工作方式 tmod=00000001h=01h（2）流程圖如圖 3.3 所示3.2.3 鍵盤(pán)掃描數(shù)碼管顯示程序（1）程序設(shè)計(jì)思路：先掃描矩陣式鍵盤(pán)的行碼，再掃描列碼，并顯示在數(shù)碼管的分?jǐn)?shù)值位。（2）按鍵去抖動(dòng)的處理。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，在閉合及斷開(kāi)的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為 510ms。而按鍵穩(wěn)定閉合時(shí)間的長(zhǎng)短則是由操作人員的按鍵動(dòng)作決定的，一般為零點(diǎn)幾秒至數(shù)秒。鍵抖動(dòng)會(huì)引起一次按鍵被誤讀多次，為了確保 cpu 對(duì)鍵的一次閉合僅做一次處理，鍵抖動(dòng)可用硬件和軟

36、件兩種方法消除。本設(shè)計(jì)采用軟件方法，程序框圖如圖 3.4 所示。開(kāi)始有鍵閉合？調(diào)用延時(shí)字程序y有鍵閉合？確定閉合的ynn圖 3.4 按鍵去抖框圖倒計(jì)時(shí)器19第四章 倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)仿真4.1 設(shè)置倒計(jì)時(shí)初值4.2 開(kāi)始倒計(jì)時(shí)倒計(jì)時(shí)器204.3 倒計(jì)時(shí)結(jié)束報(bào)警蜂鳴器中有電流通過(guò)，信號(hào)顯示變?yōu)樗{(lán)色倒計(jì)時(shí)器21總結(jié)該倒計(jì)時(shí)器是基于定時(shí)而設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)報(bào)警的裝置。由鍵盤(pán)掃描、動(dòng)態(tài) led 顯示電路、報(bào)警三大部分構(gòu)成。裝置利用 at89c51 單片機(jī)與 74ls245 驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)時(shí)時(shí)間的控制。同時(shí)裝置還用一個(gè)由電平控制的報(bào)警裝置，用以實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)進(jìn)行聲音提示。本裝置的最大特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性強(qiáng)

37、，可操作性好。因?yàn)椴捎昧司仃囀芥I盤(pán)控制，能夠隨時(shí)改變倒計(jì)時(shí)時(shí)間，所以裝置能夠應(yīng)對(duì)不同的要求而做出相應(yīng)的調(diào)整，以適應(yīng)不同的環(huán)境?？词挛镆q證的看。本裝置也存在一些缺點(diǎn)值得注意。如當(dāng)按鍵開(kāi)關(guān)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，甚至誤報(bào)警。如果能采用紅外線控制則可避免這一問(wèn)題。一般倒計(jì)時(shí)器并不是單獨(dú)使用，可以與一些需要用到定時(shí)報(bào)警的大型裝置相互配合使用，實(shí)現(xiàn)其自身的價(jià)值。定時(shí)報(bào)警裝置越來(lái)越受人們關(guān)注，從計(jì)時(shí)幾秒到幾個(gè)小時(shí)不等，所選用的器件個(gè)不同，功能越來(lái)越先進(jìn)。所以，將單片機(jī)技術(shù)與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。作為一名自動(dòng)化專業(yè)的大三學(xué)生，我覺(jué)得做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是十分有意義的，而且是十分必要的。在已

38、度過(guò)的大學(xué)時(shí)間里，我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識(shí)，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力？如何把我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是在做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開(kāi)實(shí)際盡情在幻想的世界里翱翔，而我們一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無(wú)法升級(jí)為設(shè)計(jì)。倒計(jì)時(shí)器22倒計(jì)時(shí)器23參考文獻(xiàn)1 余永權(quán).at89 系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù).

39、北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20022 沈紅衛(wèi).單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20033 吳金戎.8051 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，20024 胡漢才.單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，20025 何希才.新型集成電路應(yīng)用實(shí)例m.北京：電子工業(yè)出版社,2002.6 馬中梅.單片機(jī)的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20047 公茂法.單片機(jī)接口實(shí)例集.北京：西安電子科技大學(xué)出版社，2004倒計(jì)時(shí)器24致謝單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，是對(duì)單片機(jī)知識(shí)的驗(yàn)證，可以幫助我們理解鞏固所學(xué)知識(shí)，激發(fā)我們對(duì)單片機(jī)課程的興趣，更鍛煉了我們獨(dú)立思考、

40、開(kāi)拓創(chuàng)新的能力。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處，雖然感覺(jué)理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過(guò)程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過(guò)一番努力才得以解決。這也激發(fā)了我今后努力學(xué)習(xí)的興趣，我想這將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的影響。其次，這次課程設(shè)計(jì)讓我充分認(rèn)識(shí)到合作的重要性，只有合作才能保證整個(gè)項(xiàng)目的有條不絮。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，非常感謝同學(xué)們的指導(dǎo)，才使設(shè)計(jì)進(jìn)展的比較順利。另外在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，當(dāng)我們碰到不明白的問(wèn)題時(shí)，指導(dǎo)老師總是耐心的講解，給我的設(shè)計(jì)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(dǎo)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、耐心和努

41、力，這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作做出了最好的榜樣。倒計(jì)時(shí)器25附錄 1 倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)源程序;*;以下8個(gè)存儲(chǔ)單元分別存放8位數(shù)碼管的段碼led_bit_1 equ30hled_bit_2 equ31hled_bit_3 equ32hled_bit_4 equ33hled_bit_5 equ34hled_bit_6 equ35hled_bit_7 equ36ht_count equ38hkey_cnt equ39hline equ3ahrow equ3bhval equ3chtcount equ40hkcount equ41hkey bitp3.3;*org00hsjmpstartorg0bhlj

42、mpint_t0org 1bhljmp int_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,l2lcalldelay

43、倒計(jì)時(shí)器26jnbp3.0,l2movline,#00hljmprscanl2: jnbp3.1,l3lcalldelayjnbp3.1,l3movline,#01hljmprscanl3: jnbp3.2,l4lcalldelayjnbp3.2,l4movline,#02hrscan: movp3,#0fh;列碼掃描c1: jnbp3.4,c2movrow,#00hljmpcalcuc2: jnbp3.5,c3movrow,#01hljmpcalcuc3: jnbp3.6,c4movrow,#02hljmpcalcuc4: jnbp3.7,c1movrow,#03h;*calcu: inck

44、ey_cnt;統(tǒng)計(jì)按鍵次數(shù)mova,key_cntcjnea,#9,k1;如果按鍵3次,發(fā)聲提示movtmod,#01hmovth1,#(65536-700)/256movtl1,#(65536-700)mod256movie,#82hsetbtr1w10:mova,p3;等待按鍵抬起cjnea,#0fh,w11movp0,#00hclrtr0ljmpstartw11:mova,p3cjnea,#0f0h,w12movp0,#00hclrtr0ljmpstartw12:sjmpw10;*;第1次按鍵,清除已顯示的0,顯示按下的數(shù)字倒計(jì)時(shí)器27k1: cjnea,#1,k2mova,linemovb,#04hmulabadda,rowmovval,amovca,a+dptrmovled_bit_1,a cjne p3.3,#1,aa1disp1: lcalldispw20:mova,p3;等待按鍵抬起cjnea,#0fh,w21ljmpa0w21:mova,p3cjnea,#0f0h,w22ljmpa0w22:sjmpdisp1;*;第2次按鍵,顯示按下的數(shù)字k2: mova,linemovb,#04hmulabad