单片机倒数计数器报告

1、目录一、设计要求3二、设计目的3三、设计方案41系统概述42单元电路设计5 3软件程序设计和调试6 四、实验结论12 五、心得体会13 六、附录13 实验题目 音乐倒数计数器一.设计要求利用AT89C51单片机结合字符型LED显示器设计一个简易的倒数计数器，可用来煮方便面、煮开水或小睡片刻等。做一小段时间倒计数，当倒计数为0时，则发出一段音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。定时闹钟的基本功能如下。l 6位LED显示器。l 显示格式为“TIME 分分:秒秒”。用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。一旦按下键则开始倒计数，当计数为0时，发出一阵音乐声。程序执行后工作指示灯LED闪动，表示

2、程序开始执行，按下操作键K1K4动作如下。l K1可调整倒计数的时间160分钟。l K2设置倒计数的时间为5分钟，显示“0500”。l K3设置倒计数的时间为10分钟，显示“1000”。l K4设置倒计数的时间为20分钟，显示“2000”。复位后LED的画面应能显示倒计时的分钟和秒数，此时按K1键则在LED上显示出设置画面。此时，若： a. 按操作键K2增加倒计数的时间1分钟。 b. 按操作键K3减少倒计数的时间1分钟。 c. 按操作键K4设置完成。 本题目最大难点是实现音乐的播放。作者利用定时计数器，通过载入不同的计数初值，产生频率不同的方波，输入到蜂鸣器（SOUNER）中，使其发出频率不同

3、的声音。本设计中单片机晶振为1.0592MHz，通过计算各音阶频率，可得1、2、3、4、5、6、7共7个音应赋给定时器的初值为64580、64684、64777、64820、64898、64968、65030。在此基础上，可将乐曲的简谱转化为单片机可以“识别”的“数组谱”，进一步加入对音长、休止符等的控制量后，可以实现音乐的播放。二设计目的1.学习单片机定时器时间计时处理、按键扫描、LED显示及音乐旋律演奏的设计方法。2理论结合实际，提高分析解决问题的能力。三.设计方案利用单片机、四段LED数码管和蜂鸣器1.方案总体思路。用单片机8051控制程序执行，通过LED动态扫描来显示倒计时，每次执行中

4、断时判断计时是否继续倒计时。同时通过按键扫描的方式来判断是否有输入更改倒计时的控制信息，通过8051的处理来达到对倒计时的更新，当倒计时结束时，驱动蜂鸣器发出一首音乐。 主程序开始初始化变量及LED接口初始化定时器LED灯闪动表示程序开始执行LED扫描显示器更新倒数时间数据，检查闹铃时间是否到了是否按K1,K2,K3,K4键K1:调整倒数时间K2:倒数计时时间为5MINK3:倒数计时时间为10MINK4:倒数计时时间为20MINYN图1 设计流程图2.单元电路设计 控制电路采用8051进行控制。8051 基本资料如下：图2 8051引脚图在此次实验中，一共用到了单片机的21个管脚，其中P1组用

5、到的P10P13去控制四个按键，P0组用来控制数码管的段码，P24P27用来控制四段数码管的位码，P23用来使蜂鸣器发生，VCC和GND做为电源和复位电路接入端，而单片机的18和19脚则接入晶体整荡器，产生振荡频率。通过输入相应程序对单片机的控制，从而让各个模块能够协调工作，实现一定的功能。 LED数码管 LED数码管分为共阴数码管和共阳数码管两种，本实验采用共阳数码管。共阳数码管就是将数码管七段的阳极连在一起。当这个公共阳极接VCC时，其余的哪段接低电平哪段亮。具体的接线电路见附表SCH图。 图2 数码管的内部结构图，中间为共阴数码管，右边为共阳数码管按键控制按键控制室控制程序执行时数据的输

6、入或是特殊功能的设置及操作，使用8051端口1的4（0至3）条输入口，由程序来控制，平时输入端为高电平，当有按键按下则相对位会呈现低电平，进过轮流扫描判断输入端是否为低电平，便可知道按下的是哪一个按钮。蜂鸣器蜂鸣器的功能是对输入的不同频率的方波进行播放形成音乐，持续送出工作脉冲可以推动喇叭发出哔的声响，当工作频率越高时，声音越清脆，工作频率低时，声音则较低沉。使用8051的P23口进行控制图3. 蜂鸣器接线图3软件程序设计和调试工作方式设计C语言比起汇编语言具有简洁紧凑、灵活方便、语法限制不太严格、程序设计自由度大等特点，本例采用C语言进行程序编写。用到了定时器0和1，初始时开T0而关闭T1。

7、其中定时器0用来控制倒计时的实现，即当时间到达50ms（定时器时间）*20（循环次数）时，执行中断0将显示时间减一，同时判断计时是否减为0，当扫描但定时时间为0时，则关闭定时器0，而打开定时器1，控制音乐的播放。延时时间的计算若定时50ms,则程序为TMOD=0x01; /定时器,方式1TH0=0x4c; /写入初值高8位TL0=0; /写入初值低8位EA=1; / 开总中断ET0=1; / 定时中断允许TR0=1; / 开启定时器计算式为T=（216-4*16+12）*12/（11.0592*106）=50ms然后定义变量待其循环20次后执行中断即可实现1s的定时。有定时器产生各种频率的声音

8、我们可以设定发音的频率来改变声音产生音乐，计时时间长短也是按照发音的频率而定的。由频率值推得定时器计数初值由下关系式得到：T=1/f(us) ；方波宽度Co=(int)t/2 ；定时器所得计数的次数Lo=（8192-co）%32 ；计数初值低字节Hi=(8192-co)/32 ；计数初值高字节具体的程序解释#include#include#define LED_code_port P0 / 段码数据口#define LED_segmnet_port P2 / 位码数据口sbit KEYL3=P15;sbit KEYH1=P10;sbit KEYH2=P11;sbit KEYH3=P12;sbi

9、t KEY1=P33;/四个按键数据口unsigned int flag;unsigned char time_data3=00,10,0;unsigned char code table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E ;/段码数组unsigned char n=0; / n为节拍常数变量 unsigned char code music_tab = 0x18, 0x30, 0x1C , 0x10, /格式为 频率常数, 节拍常数, 频率常数, 节拍常数, 0x20

10、, 0x40, 0x1C , 0x10, 0x18, 0x10, 0x20 , 0x10, 0x1C, 0x10, 0x18 , 0x40, 0x1C, 0x20, 0x20 , 0x20, 0x1C, 0x20, 0x18 , 0x20, 0x20, 0x80, 0xFF , 0x20, 0x30, 0x1C, 0x10 , 0x18, 0x20, 0x15, 0x20 , 0x1C, 0x20, 0x20, 0x20 , 0x26, 0x40, 0x20, 0x20 , 0x2B, 0x20, 0x26, 0x20 , 0x20, 0x20, 0x30, 0x80 , 0xFF, 0x20

11、, 0x20, 0x1C , 0x10, 0x18, 0x10, 0x20 , 0x20, 0x26, 0x20, 0x2B , 0x20, 0x30, 0x20, 0x2B , 0x40, 0x20, 0x20, 0x1C , 0x10, 0x18, 0x10, 0x20 , 0x20, 0x26, 0x20, 0x2B , 0x20, 0x30, 0x20, 0x2B , 0x40, 0x20, 0x30, 0x1C , 0x10, 0x18, 0x20, 0x15 , 0x20, 0x1C, 0x20, 0x20 , 0x20, 0x26, 0x40, 0x20 , 0x20, 0x2B

12、, 0x20, 0x26 , 0x20, 0x20, 0x20, 0x30 , 0x80, 0x20, 0x30, 0x1C , 0x10, 0x20, 0x10, 0x1C , 0x10, 0x20, 0x20, 0x26 , 0x20, 0x2B, 0x20, 0x30 , 0x20, 0x2B, 0x40, 0x20 , 0x15, 0x1F, 0x05, 0x20 , 0x10, 0x1C, 0x10, 0x20 , 0x20, 0x26, 0x20, 0x2B , 0x20, 0x30, 0x20, 0x2B , 0x40, 0x20, 0x30, 0x1C , 0x10, 0x18

13、, 0x20, 0x15 , 0x20, 0x1C, 0x20, 0x20 , 0x20, 0x26, 0x40, 0x20 , 0x20, 0x2B, 0x20, 0x26 , 0x20, 0x20, 0x20, 0x30 , 0x30, 0x20, 0x30, 0x1C , 0x10, 0x18, 0x40, 0x1C , 0x20, 0x20, 0x20, 0x26 , 0x40, 0x13, 0x60, 0x18 , 0x20, 0x15, 0x40, 0x13 , 0x40, 0x18, 0x80, 0x00 ; sbit S=P22; void delay (unsigned ch

14、ar m) / 控制频率延时 unsigned char i=3*m; while(-i); void delayms(unsigned char a) / 毫秒延时子程序 while(-a); / 采用while(-a) 不要采用while(a-); void KILL() /播放音乐函数 unsigned char p,m; / m为频率常数变量 unsigned char i=0; TMOD =0x10; TH1=0xd8;TL1=0xef; ET1=1;EA=1;ES=1; play: while(1) a: p=music_tabi; if(p=0x00) i=0, delayms(

15、1000); goto play; / 如果碰到结束符,延时1秒,回到开始再来一遍 else if(p=0xff) i=i+1;delayms(100),TR1=0; goto a; / 若碰到休止符,延时100ms,继续取下一音符 else m=music_tabi+, n=music_tabi+; / 取频率常数 和 节拍常数 TR1=1; / 开定时器1 while(n!=0) S=S,delay(m); /等待节拍完成, 通过P1口输出音频(可多声道哦!) TR1=0; /关定时器1 void delay_ms(unsigned int x) / 延时毫秒级unsigned int a

16、=0,b=0,c=0;for(a=x;a0;a-)for(b=5;b0;b-)for(c=128;c0;c-);void LED_display(unsigned char seg_code,unsigned char shuju)if(seg_code4) seg_code=1;if(shuju15) shuju=15;LED_segmnet_port=(LED_segmnet_port|0xf0)&_crol_(0xef,seg_code-1); / 送入位码LED_code_port=tableshuju; / 送入段码delay_ms(2); / 保持显示2毫秒LED_segmnet_

17、port=LED_segmnet_port|0xf0; / 关掉所有数码管void display_time()LED_display(1,time_data0/10);LED_display(2,time_data0%10);LED_display(3,time_data1/10);LED_display(4,time_data1%10);void time_initial()TMOD=0x01; /定时器,方式1TH0=0x4c; /写入初值高8位TL0=0; /写入初值低8位EA=1; / 开总中断ET0=1; / 定时中断允许TR0=1; / 开启定时器void int0() inte

18、rrupt 3 / 采用中断1 控制节拍 TH1=0xd8; TL1=0xef; n-; void main()time_initial();TR1=0;while(1)KEYL3=0;display_time();if(time_data0=0)&(time_data1=0)TR0=0;TR1=1;KILL();display_time();/判断计时是否为0，如为0，播放音乐if(KEYH1=0)/键盘扫描delay_ms(5);/消斗if(KEYH1=0)/按键1按下，标志位置1 flag=1;if(flag=1) if(KEYH2=0) delay_ms(5); if(KEYH2=0)

19、 time_data0+;display_time();/标志位置1情况下，如果按键2按下，分钟加1 if(KEYH3=0) delay_ms(5); if(KEYH3=0) time_data0-;display_time();/标志位置1情况下，如果按键3按下，分钟减1 if(KEY1=0) delay_ms(5); if(KEY1=0) flag=0; delay_ms(50);display_time(); /标志位置1情况下，如果按键4按下，标志位置0，设置完成 if(flag=0) if(KEYH2=0) delay_ms(5); if(KEYH2=0) while(!KEYH2)

20、; time_data0=05;time_data1=00;display_time();/按下2键，显示“0500” if(KEYH3=0) delay_ms(5); if(KEYH3=0) while(!KEYH3); time_data0=10;time_data1=00;display_time();/按下3键，显示“1000” if(KEY1=0) delay_ms(5); if(KEY1=0) time_data0=20;time_data1=00;display_time();/按下4键，显示“2000” void timer0() interrupt 1 /中断TH0=0x4c; /重新写入初值TL0=0;time_data2+;if(time_data2=20)time_data2=0;time_data1-;/秒数减一if(time_data1=0xf