60S倒计时装置

1、题目学院专业姓名学号任课教师目录1设计要求1.2设计目的1.3具体设计1.问题分析13.2总体设计思想33.3具体实现方法33.4电路图原理43.5程序设计54软件调试9.KeilC519PROTEUS95设计的优缺点分析1. 0.6总结1. 0.参考文献1.1.1设计要求应用定时器/计数器及其中断实现60s倒计时，并将倒计时过程显示在LED数码管上，倒计时循环进行。绘制系统硬件接线图，并进行系统仿真和实验。画出程序流程图并编写程序实现系统功能。此装置是实际倒计时牌的设计基础。2设计目的此次设计是我们更进一步了解基本电路的设计流程，提高自己的设计理念，丰富自己的理论知识，巩固所学知识，使自己的

2、动手动脑能力有更进一步提高，为自己今后的学习和工作打好基础，为自己的专业技能打好基础。通过解决实际问题，巩固和加深“单片机原理及接口技术”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。本次设计注重对单片机工作原理以及显示原理的理解，以便今后自己在单片机领域的学习和开发打下基础，提高自己的动手能力和设计能力，培养创新能力，丰富自己的理论知识，做到理论和实践相结合。本次设计的重要意义还在于对单片机的内部结构和工作状态做更进一步的了解，同时还对单片机的接口技术

3、，中断技术和控制方式作更深层次的了解。3具体设计3.1问题分析在电子技术飞速发展的今天，电子产品的人性化和智能化已经非常成熟，其发展前景仍然不可估量。如今的人们需求的是一种能给自己带来方便的电子产品，当然最好是人性化和智能化的，如何能做到智能化呢？单片机的引入就是一个很好的例子。单片机又称单片微型计算机，也称为微控制器，是微型计算机的一个重要分支，单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPURAMROMI/O接口和中断系统于同一硅片上的器件。单片机的诞生标志着计算机正式形成了通过计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。目前单片机已渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到

4、哪个领域没有单片机的踪迹。单片机已在广阔的计算机应用领域中表现得淋漓尽致电器因此，单片机已成为电子类工作者必须掌握的专业技术之一。单片机就是一个微型中央处理器，通过编程即能完成很多智能化的工作，因此它的出现给电子技术智能化和微型化起到了很大的推动作用。本设计将采用89C51单片机，89C51单片机是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROFalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压，高性能CMOS位微处理器，俗称单片机。单片机自带5个中断，两个16位定时器32个I/O口，可擦除只读存储器可以反复擦除多次，功能相当强大。该器件采用AT

5、ME高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51旨令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL勺89C51是一种高效微控制器。89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。面对如此功能强大的单片机，结合本次设计要求，应该要用到单片机的内部时钟电路以及外围的显示接口电路。对与时钟，它有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现

6、，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法。在显示方面，有着多种选择，但是8段LED数码管足以满足此次设计的要求了。LED数码显示器是一种有LED发光二极管组合显示字符的显示器件。它使用了8个LED发光二极管，其中7个用于显示字符，一个用于显示小数点，故通常称之为8段发光二极管数码器其内部结构如下图(a)所示：引脚It列共削根纳构LED数码显示器有如下两种连接方法使用时公共阳极接+5V,共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极，每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起

7、构成公共阴极，使用时公共阴极接地。每个发光二极管的阳极通过电阻与输入端相连。3.2总体设计思想本设计是基于AT89C51单片机及显示电路设计，用定时器计数器T1,选12MHZ的晶振，宜选用方式1。基本定时时间为50ms则定时溢出次数达20次为定时1s。显示器采用共阳数码管，静态显示。每1s显示刷新一次。3.3具体实现方法根据设计任务与要求，可初步将系统分为二大功能模块：主电路、显示电路。进一步细说，主电路选用AT89C51作为中央处理器，系统采用12MHZ勺晶振；采用显示电路由两个共阳数码管，显示内容有倒计时器的个位以及十位，十位通过P0口直接输出数据；个位通过P2口直接输出数据。对于本次单片

8、机课程设计，根据设计要求可以将功能分成如下部分：1）由于单片机内部振荡方式电路简单，时钟信号比较稳定，是独立的单片机应用系统的首选，故本设计采用内部振荡方式，采用12MHZ勺晶振。本设计电路采用定时器T1产生定时中断，由于本设计需要50ms的基本时间，故选择其工作在定时方式1下。这时定时器T1是一个16位的计时器，由它产生50ms的基本定时中断，二十次中断后将得到1s的时间。U1X1LxtaliCRYSTALXTAL2冬I2晶振电路图2）对于显示电路，本设计采用两位8段共阳极LED数码管显示。上电显示最大倒计时时间60,每1s显示刷新一次图3显示电路图3.4电路图原理型一-i-_t_-OrrA

9、FA.-r11丁ClR15IP1PH1榔1町嗣5-ip*3i>3wFi-M4柑MOP!5F35JT1MHp-JfiMS"IplIF3TJI?一4W图4硬件原理图1,如图2所示3.5程序设计程序设计主流程和定时中断服务流程图如图主税序开制计时初值：(R2>-60*言内计数初f(R*>开中断允许4走日勺器片+数25工作方式设赛*一?取心的十位？i周显示国码捋摘SEG和2结杲出到P1的亍位遇建示役玛转换SEG7>1结累输出郢PH皋计宦时2口次*M未到.7N6倒计时未到到萋、口十L*gNO*美CLRTR】/T1SO:R2中的+f立调诜码宾换驶G?貉果输出到叫严脱中个位

10、调民珂特快旺属赭黑输出到P2,图6六十秒倒计时中断服务流程图程序设计如下：ORG00HSJMPSTARORG001BHSJMPT1SORG30HSTAR:MOVR2,#60MOVR4,#20HMOVIE,#88HMOVTMOD,#10HMOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0HSETBTR1ACALLDISSJMP$T1S:MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0HDJNZR4,T1S1MOVR4,#20DJNZR2,T1S0CLRTR1T1S0:ACALLDIST1S1:RETISEG7:INCAMOVCA,A+PCRETDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0HDB99H,92H,

11、82H,0F8HDB80H,90H,88H,83HDB0C6H,0A1H,86H,8EHDIS:MOVA,R2MOVB,#10DIVABACALLSEG7MOVP1,AMOVA,BACALLSEG7MOVP2,ARETEND4.1 4软件调试KeilC51KeilC51仿真器是一款利用KEILC51的IDE集成开发环境作为仿真环境的廉价仿真器，是利用SST公司具有IAP功能的单片机SST89C5制作而成，主要是利用了SST89C58勺IAP功能，所谓IAP功能是In即plicationprogram的英文缩写，是在应用编程的意思，通俗一点讲就是：它可以通过串口将用户的程序下载到单片机中，可以通

12、过串口对单片机进行编程。它之所以具有这种功能，实际上它有两块程序flash区，其中一块flash中运行的程序可以更改另外的一块程序flash区中的程序，正是利用这一特性才用它作成了仿真器，我们把仿真器的监控程序事先烧入SST89C58监控程序通过SST89C58勺串口和PC通讯，当使用KEILC51的IDE环境仿真时，用户的程序通过串口被监控程序写入flash程序区中，当用户设置断点等操作仿真程序时，flash程序中的用户程序也在相应的更改，从而实现了仿真功能。调试的主要方法：1）启动Keilc512）新建一个工程。Project菜单Newproject，选择好我们要保存的文件夹后，键入Fri

13、st保存。接着弹出CPU类型选择框，我们选择最常用的AT89C51按确定。3）在工程中加入文件。新建一个文件，文件菜单FileNew我们再选择：文件菜单FileSaveAs?（另存为）弹出对话框后，我们文件名框中键入First.ASM（注点文件后缀名是ASM）保存。ASM文件建好啦。现在我们把文件加入到工程中去。点击Target1前面的+号，右键单击SourceGroup1选择AddFilestoGroup,SourceGroup1，选择添加Add。编译运彳亍，检查程序是否有错误。4.2 PROTEUSProteus是一款EDA软件，该软件具有模拟电路仿真，数字电路仿真，单片机以及外围电路组成

14、的系统的仿真，RS-232动态仿真，I2C调试器，SPI调试器，键盘和LCD系统的仿真，以及各种虚拟仪器，如示波器，逻辑分析仪，信号发生器等。该软件目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC1彳系列、ARM以及各种外围芯片。该软件还支持大量的存储器和外围芯片，所以，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件调试方法：首先用Keil软件将汇编语言编译成HEX文件，打开Keil软件，新建一个文档，输入汇编程序，保存成ASM格式文件，然后新建工程，连接单片机为AT89C51选择Optionsfortar

15、get，选择OUTPUT菜单，在CreateHEXFi前打钩，DeBug子菜单中，Settings选择ProteusVSMSimulator,USE前打钩，再次运行文件，成功后在目录下会生成HEX文件，打开Proteus软件，或直接点击DSN文件，双击单片机模板，点击文件夹式样的图标选择对应的HEX驱动文件，然后点击开始，进行调试。5设计的优缺点分析本设计是一个采用了由内部振荡的时钟方式、采用静态显示LED数码管。因此该系统使用的电子器件少、外围电路简单，定时精准，系统消耗的功耗小，剩余的I/O接口多便于扩展其他功能。6总结第一次运用单片机设计，在设计过程中又遇到了种种困难，又感觉到要完成此次设计还需要花费很大的时间和精力。但是经过和同学的共同努力，运用科学的分析方法，最终顺利完成了本次单片机课程设计。在这次单片机课程设计中，我觉得最大的收获就是提高了自己的动手及思考解决问题的能力，把平时学习的只是融会贯通，相互联系，最后