at89c51单片机led数字倒计时器—课程设计论文

课题AT89C51单片机LED数字倒计时器专业班级学号姓名指导教师设计日期成绩重庆大学城市科技学院电气学院2目录一、设计目的作用1二、设计要求1三、设计的具体实现11、设计原理11系统设计方案1（2）功能模块23工作原理22、系统设计2（1）显示模块2（2）晶振模块3（3）复位电路3（4）按键模块4（5）报警模块53、系统实现6（1）实物图6（2）分析6四、总结6五、附录8附录18附录29附录39六、参考文献1631LED数字倒计时器设计报告一、设计目的作用1、掌握51单片机最小系统的设计；2、掌握按键电路设计、LED数码管的使用；3、掌握C51的编程方式。二、设计要求基于AT89C51单片机的LED数字倒计时器主要具有如下功能，具体要求如下1、LED数码管显示倒计时时间。2、倒计时过程中能设置多个闹钟，当倒计时值倒计到设定值时会发出2S的报警声音。（K1设置小时，K2设置分钟，K3设置秒钟，K4完成退出）3、通过按键可以对倒计时设定处置。倒计时初值范围在240000000060之间,设置成功后复位初始值为成功设定值。三、设计的具体实现1、设计原理1系统设计方案基于AT89C51单片机的数码管显示模块显示的倒计时器。主要是以单片机来控制，用按键来设定倒计时初始时刻的值，数码管作为显示模块来显示剩余的时间。此电路对于倒计时器中的LED数码管示器来说，采用以软件为主的接口方法，即不使用专门的硬件译码器，而采用软件程序进行译码。AT89C51单片机显示模块晶振模块2图1LED数字倒计时器设计框图（2）功能模块倒计时器的总体包括显示电路，按键电路，复位电路，晶振电路和报警电路等五个模块。显示模块显示计数与灭灯，复位模块控制电路完成计数的直接清零，暂停/连续技术，用按键模块来设定倒计时初始时刻的值，报警模块实现定时时间到报警等功能。3工作原理以AT89C51单片机为核心控制器，P0口接LED数码显示模块，P1口接按键，通过按键输入来控制显示器的显示。在上电时LED显示器开始显示时间，在按键电路中设置了七个按键，通过检测第5个按键开始倒计时，通过检测第1,2，3个按键按下的次数来实现小时，分和秒的调时的加减，检测第4个按键实现闹钟的定时，检测6，7个按键按下的次数来实现闹钟的小时和分钟的调时的加减，再由LED显示器显示时，分，秒的改变。2、系统设计（1）显示模块显示电路采用了3个二为一体的LED数码管，单片机I/O的应用最典型的是通过I/O口与7段LED数码管构成显示电路。按键模块报警模块复位模块3图2数码管显示电路（2）晶振模块单片机的晶振电路，即时钟电路。单片机的工作流程，就是在系统时钟的作用下，一条一条地执行存储器中的程序。单片机的时钟电路由外接的一只晶振和两只起振电容，以及单片机内部的时钟电路组成，晶振的频率越高，单片机处理数据的速度越快，系统功耗也会相应增加，稳定性也会下降。采用110592MHZ晶振，电容选22PF或30PF均可。图3晶振模块原理图（3）复位电路系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源4插头分，合工程中引起的抖动而影响复位。如图所示，复位键接于AT89C51芯片的人RST接口，用于控制倒数计时器的复位操作。计时器运行时按下复位键，计时器停止计数，或计数完成后按复位键进入下一轮计数工作。图4复位电路图（4）按键模块在上电时LED显示器开始显示时间，在按键电路中设置了七个按键，通过检测第5个按键开始倒计时，通过检测第1,2，3个按键按下的次数来实现小时，分和秒的调时的加减，检测第4个按键实现闹钟的定时，检测6，7个按键按下的次数来实现闹钟的小时和分钟的调时的加减，再由LED显示器显示时，分，秒的改变。5图5按键模块原理图（5）报警模块报警模块实现定时时间到报警等功能。图6复位及报警模块原理图3、系统实现（1）实物图6（2）分析设计结果为三个LED显示器以小时、分钟、秒数逐一递减，即呈现倒计时现象，最终设计成功。在整个实物焊接及接线过程中，必然出现众多问题，如焊接错误导致元件无法使用、接线错误导致最终结果不出现、排线错误导致LED显示不完全等等，这需要我们不断的检测和实验，需要我们耐心的寻找问题所在，从而解决问题，整个过程中，忙碌但快乐，繁琐却充实。四、总结在做本次课程设计的过程中，我们充分掌握了各模块电路的工作原理。从课题入手到中间过程的修改设置、到使用PROTEUS8PROFESSIONAL电路仿真测试，再到最后的实物电路焊接。每个过程都是小组的三个成员共同完成的，并使用KEILUVISION4编写了全部的驱动程序，在编写程序的过程中我们遇到很多的问题，翻阅了很多资料，也向老师请教了很多，最终写出了程序，画出了电路图，完成了本次课程设计。在整个仿真过程中，免不了各种问题的频频出现，比如程序编写出现错误导致电路仿真错误、保存程序的路径方式错误导致电路无法导入程序、导入程序之后却又无法进行加载仿真等等。在实物电路焊接时，由于操作不熟悉，导致焊锡融化与电路板相连。这次课程设计让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。上理论课时从来没有见过真正的单片机，只是从理论的角度去理解枯燥乏味的书面知识，但在实践过程中真真切切的尝试了单片机及其系统的仿真和应用，能够理论联系实际的学习，开阔了眼界，提高了单片机知识的理解和水平。除此之外，我还体会团结的重要性及力量之强大，设计过程让我们处理事情更加有条理，思路更清晰明了，发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都将受益于我以后的工作、学习和生活中。7五、附录附录1元件清单元件名称型号数量单片机最小开发板STC89C521电阻10K1按键5数码管2位一体共阳3集成块74LS245三极管90151蜂鸣器1电阻1K2电阻1001电阻27K4电阻3308集成块74LS071AC/DC（5V/1A）电源1单排插针402双排插针4029X15CM万用板（3连孔）1杜邦线308附录2完整的连接图附录3程序编程INCLUDEINCLUDEDEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINT/七段共阴和显示定义/此表为LDE的字模，共阳数码管09UCHARCODEDISPCODE0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90/段码控制/定义并初始化变量/UCHARSECONDE15/秒UCHARMINITE0/分UCHARHOUR0/时UCHARMSTCNT0/定时器计数，定时50MS，MSTCNT满20，秒加1UCHARSHI0/闹铃功能UCHARFEN09UCHARBJCS/报警次数UCHARCSBITP10P10/SECOND调整定义SBITP11P11/MINITE调整定义SBITP12P12/HOUR调整定义SBITP15P15/整点报时SBITP13P13/闹铃功能，调整时间SBITP16P16/调整时SBITP17P17/调整分SBITP14P14/关闭闹铃/延时子程序/VOIDDELAYUINTKUCHARJWHILEK0FORJ0J59SECONDE59MINITEIFMINITE59MINITE59HOURIFHOUR23HOUR0MINITE0SECONDE0/定时闹钟/VOIDDINGSHIVOIDIFP130/按信P13不松，显示闹铃设置界面，分别按住P16、P17设置闹铃时间P20XFBP0DISPCODESECONDE10/秒个位DELAY1P20XF7P0DISPCODESECONDE/10/秒十位DELAY1P20XEFP0DISPCODEFEN10/分个位DELAY1P20XDFP0DISPCODEFEN/10/分个位DELAY1P20XBFP0DISPCODESHI10/时个位DELAY113P20XD7FP0DISPCODESHI/10/时十位DELAY1IFP160/设定时DELAY30IFP160SHIIFSHI24SHI0DELAY250IFP170/设定分DELAY30IFP170FENIFFEN60FEN0DELAY250IFHOURSHIBJCS2BJCSP150DELAY10JIANP151/DELAY500/整点报警/VOIDZHENGDIANVOID14IFSECONDE0DELAY10JIANP151/主函数/VOIDMAINVOIDP00XFFTMOD0X11/TIME0为定时器，方式1TH00X3C/预置计数初值，50MSTL00XB0EA1/总中断开ET01/允许定时器0中断TR01/开启定时器0WHILE1KEYSCAN/按键扫描DINGSHI/定时闹钟ZHENGDIAN/整点报时JIANDISPLAY/显示时间VOIDTIMER0VOIDINTERRUPT1/定时器0方式1，50MS中断一次TH00X3C/手动加载计数脉冲次数TL00XB0C/MS