倒计时器课程设计

1、河南机电高等专科学校课程设计报告书课程名称：单片机原理及系统设计课题名称：倒计时器课程设计专 业：计算机控制技术班 级：学 号：姓 名：成 绩：2013 年12月30日1. 设计目的12. 设计准备 13. 设计要求和设计指标14. 设计内容24.1 硬件部分 24.1.1 硬件部分工作原理 24.1.2 设计原理 44.1.3 PCB 图及 PCB$ 84.2 软件部分1.1.4.2.1 程序流程图125. 本设计改进建议 126. 总结（感想和心得等） 137. 主要参考文献 13附录 13自动控制系单片机课程设计1、设计目的1）掌握利用keil uv4进行软件的编程及编译。2）加深对单片

2、机原理及系统设计课程的理解。3）掌握倒计时的设计原理和方法。4）加深用Protel 99SE进行原理图的绘制、原理图库创建、PCB的生成及PCB库的创建的操作方式。2、设计准备1）单片机STC89C52RC、数码管、74HC573锁存器、按键及其他元件。2）软件 keil uv4 和 Protel99 SE。3、设计要求和设计指标1）设计要求设计一个倒计时电路，并具有显示功能。设置外部操作键，能对倒计时器进行修改、启动、停止和清零。当计时器递减为零时，实现声光报警（蜂鸣器鸣叫，LED丁闪烁），当重新计时时，报警关闭。利用六位数码管的动态显示，来显示倒计时时间（时、分、秒），中间利用小数点 隔开

3、。当利用外部功能键设置时间时，利用三个 LED灯来区分修改的是小时、分钟还是 秒。2）设计指标具有基本的倒计时功能。具有暂停、清零和报警的功能可以任意设置时间。开始时显示为六个零。4、设计内容4.1硬件部分4.11硬件部分工作原理1）显示部分利用六位七段数码管的动态显示，用来显示倒计时间和设置时间。数码管采用共阴 极接法，当阳极接入高电平时，数码管显示，位选送入低电平时，数码管被选中可以参 与显示（位选），再送入段选数值。段选采用共阴极接法，送入高电平可显示数值，如 图1-3。利用D8、D7、D6三个数码管用于显示功能键。2）按键部分利用51单片机P3端口独立键盘，即 P3A4、P3A5、P3

4、A& P3A7 （如图1-8）。 按键检测流程如图1-2所示，程序中用延时10ms的方式进行消抖。按键S1为复位按键。3）定时器部分用定时器T0和定时器T1,软启动、工作方式1。运用时首先打开全局中断、定时 器1中断和定时器0中断才能运行。装入初值时，因为晶振频率为 11.0592MHZ （如图 1-5）,所以一个机器周期为1.09us,计算65536个数字小于1s,所以应装初值为： TH0=（65536-45872）/256;TL0=（65536-45872）%256;TH1=（65536-45872）/256;TL1=（65536-45872）%256;运行20次就1s。4）报警部分当倒计

5、时减为零时，用P1端口 PW0LED灯1s闪烁，蜂鸣器发声报警。LED灯为 共阳极接口，当送入低电平时发光，蜂鸣器图1-1，与单片机相连如图1-9.-17 -START寄存器初始化单片机I/O端口初始化延时10ms执行相应代码图1-2 按键检测流程图4.1.2、设计原理sbit key1=P3A4sbit key1=P3A5sbit key1=P3A6sbit key1=P3A7图1-1蜂鸣器原理图用于启动倒计时和停止倒计时。切换功能键（当第一次按下时切换到 seG此时D6灯亮。当第二次按下时切换到 min,此时D7灯亮。当第三次按下时切换到hour,止匕时D8灯亮）。设定数值（当D6灯亮时s

6、ec+,当D7灯亮时min+,当D8灯亮时hour+。）。清零。六位数码管：前两位显示小时，中间两位显示分，最后两位显示秒。中间用小数点隔开。图1-3六位数码管原理图=ii1Jnl 1 t 1nMILVPT二二修 purr? FXi1 W39D(J一3i A Al* A & TJl FJWU%,J3SDIJ.F-4J7 1 API需f-uirUL/ 1,4.2D2:X 1 J Pl4LLT 从 RUx,J3厂D3T、6Jr KWhftjf ATJiY36D4.r-r f尸in 团扇35D3,z3JTVJAUJJ34D6%9lr X /RWTrVOjHiJJ,D J33D7*10Jrl /|,a

7、LJ f fFA Vmn31111 rTvnZ-rL Vpp AT C DRAA30012DfTMTbjrLLlL JrJxLAJ2P13H2j.IL、1 u J 口。ftntFTiDT7跳*VELA14i J1 1JTblJjTHxJDULA15Jr J*rl Uj TJICjTI Y工口m q途上J1典1.JT) 1 /TVT? 工工二口-j.2517, n qfPTTj-jpi *24IS VTAT，E/1PIT2319HiL4尸工4pn i2220frhjn.Fa 1 pnn21rxUTC8?C52RC图1-4 STC89C52R印片机原理图图1-5复位电路及时钟原理图图1-6锁存器原

8、理图U1D3尸尸HP11J2EICP12P13PHPISPl?PIT图1-7 led灯连接原理图图1-8按键连接原理图图1-9蜂鸣器连接原理图图1-10原理图原理图介绍：STC89C52RO片机采用DIP40封装，电阻采用 AXIAL0.4封装，led 灯采用DIODE0.4封装，数码管采用SMG寸装（如图1-13）,蜂鸣器采用beep封装（如 图1-11）,按键采用S1封装（如图1-12）,电容采用RAD0.1封装，极性电容采用RB.2/.4 封装，晶振采用XTAL1封装，三极管采用TO-92B封装。（PCB$如图1-11所示）4.1.3 PCB 图与 PC/Protel 99SE是Prok

9、lTechnology公司基于 Windows环境下开发的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，是大中专院校电学专业必学课程，同时也是业界人士首选的电路板设计工具。Protel 99SE由两大部分组成：电路原理图设计（Advanced Schematic和多层印 刷电路板设计（Advanced PCB）。其中Advanced Schematic由两部分组成：电路图编辑 器（Schemati。和元件库编辑器（Schematic Library）。图1-11蜂鸣器封装图（beep图1-12按键的封装图（S1）图1-13数码管的封装图（SMG）一，* * _ 北图1-14 PCB封

10、装图4.2软件部分Keil软件介绍：支持8051微控制器体系结构的Keil开发工具，适合每个阶段的开发 人员，不管是专业的应用工程师，还是刚学习嵌入式软件开发的学生。KEIL C51开发工具旨在解决 嵌入式软件开发商面临的复杂问题。当你开始一个新项目，只需简单的从设备数据库选择使用的设备，uVision IDE将设置好所有的编译器、汇编器、链接器和存储器选项。包含大量的例程，帮助你着手使用最流行的嵌入式8051设备。Keil仙Vision调试器准确地模拟8051设备的片上外围设备（IC、CAN UART SPI、中 断、I/O端口、A/D转换器、D/A转换器和PW喉块）。模拟帮助你了解硬件配置

11、，避免 在安装问题上浪费时间。止匕外，使用模拟器你可以在没有目标设备的情况下编写和测 试应用程序。当你准备在目标硬件上测试软件应用时，可以使用MON51 MON390 NONADI或者FlashMON51目标监视器、ISD51 In-System调试器、ULINKUSB-JTAGS配器在目标系统 上下载并测试程序代码。4.2.1程序流程图图1-12程序流程图4、本设计改进建议可以设计让其正计时，当计时时间到时报 不用数码管，用1602液晶显示。程序中设计时，设置只能加，不能减，可以设计让其可以减。利用矩阵键来设计。5、总结（感想和心得等）单片机是我们重要的一门课程，因为在生活中有很多地方都运用

12、了单片机方面的知 识，例如我们的手表、计算器、充电器等等，都运用到单片机方面的知识。经过多天的设计，设计基本完成，从中学习了很多知识。也知道了设计是多么不 容易的事情，需要很多知识才能设计出来。从这几天的设计中，学习到了很多知识，加 深了对学到的知识的理解，使对以前学习的知识有了深刻的理解。而且在设计发现好多 知识在课本中没有，还有许多知识记不住，基础知识没掌握好，明白了不能只读书，还 要多操作单片机，不断地学习。6、主要参考文献1单片机原理及运用主编董少明 中国铁道出版社2007.11出版2模拟电子技术 主编杨毅德 重庆大学出版社2004出版38051单片机实践与应用主编 吴金戌 沈庆阳 清

13、华大学出版社2002出版附录C语言程序：#include （头文件）#define uchar unsigned cha r（宏定义）#define uint unsigned intsbit dula=P2A6;（声明变量，锁存器U3锁存器U4位选端、led灯、蜂鸣器和四个按 键）sbit wela=P2A7；sbit key1=P3A4;sbit key2=P3A5;sbit key3=P3A6;sbit key4=P3A7;sbit beep=P2A3;sbit led=P1A0;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x

14、07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;（定义共阴数码管编码）uchar sec,min,hour,temp1,num1,num2,temp2定义所需使用的变量 ）void delay（uint xms）（延时程序）uint i,j;for（i=xms;i0;i-）for（j=110;j0;j-）;void display（uchar hour,uchar min,uchar sec）（显示程序）uchar s1,s2,m1,m2,h1,h2;s2=sec/10;（分开秒的十位和各位）s1=sec%10;m2=min/10;（分开分的十位和各位）m

15、1=min%10;h2=hour/10;（分开时的十位和各位）h1=hour%10;dula=1;（打开U4锁存端）P0=tableh2;（送入段选信号）dula=0;（关闭U4锁存端）P0=0xff;（消影）wela=1;（打开U3锁存端）P0=0xfe;（送入位选信号）wela=0;（关闭U3锁存端）自动控制系单片机课程设计delay（1）;（延时1毫秒）dula=1;P0=tableh1+0x80; （+0x80 是为了显示小数点） dula=0;P0=0xff; wela=1;P0=0xfd ;wela=0;delay；dula=1;P0=tablem2;dula=0;P0=0xff;

16、wela=1;P0=0xfb;wela=0;delay；dula=1;P0=tablem1+0x80;dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0x亿wela=0;delay；dula=1;P0=tables2;P0=0xff;wela=1;P0=0xef;wela=0;delay；dula=1;P0=tables1;dula=0;P0=0xff;wela=1;P0=0xdf;wela=0;delay；void keyscan()(按键程序)if(key1=0)delay(10);(延时消抖)if(key1=0)while(!key1);(检测按键释放)temp1+; (keyl 键每

17、按一次 tempi 加一次)if(temp1=1) TR0=1;(启动定时器T0)TR1=0;(关闭定时器T1)if(temp1=2)TR0=0;-19 -自动控制系单片机课程设计TR1=0;beep=1;(关闭报警)led=1;temp1=0;if(key3=0)delay(10);if(key3=0)switch(temp2)(当temp2=1时功能键切换到秒，temp2=2时切换至U分，temp2=3 切换到时)case 1:sec+;if(sec=60)sec=0;break;(秒力口一)case 2:min+;if(min=60)min=0;break;(分力口一)case 3:ho

18、ur+;if(hour=24)hour=0;break;(时力口)while(!key3);(检测按键释放)if(key2=0)(功能键)delay(10);if(key2=0) while(!key2);temp2+;(功能键每按一次temp2力口一次，如图1-7当temp2=1时，D4 灯亮，表示切换到秒。当temp2=2时，D3灯亮，表示切换到秒分。当temp2=3时，D4 灯亮，表示切换到时。)if(temp2=1) P1=0xdf;if(temp2=2) P1=0xbf;if(temp2=3) P1=0x7f;if(temp2=4) temp2=0;P1=0xff;(关闭所有的灯)if(key4=0)(清零键并且能关闭报警)delay(10);if(key4=0) while(!key4);hour=0;min=0;sec=0;TR0=0;TR1=0;beep=1;(关闭声报警)led=1;(关闭光报警)void main()(主函数)TMOD=0x11;(设置定时器 T0、T1为工作方式1,软启动00010001 )TH0=(65536-45872)/256;(装初值为 50msTL0=