基于AT89S52单片机的数字倒计时器设计

1、单片机课程设计单片机课程设计 题题 目目 基于 AT89S52 单片机 LED 数字倒计时器设计 系系 部部 专专 业业 物 理 学 班班 级级 学生姓名学生姓名 学学 号号 指导教师指导教师 目 录1 设计任务与要求 .32 设计方案 .33 硬件电路设计与主要元器件分析 .43.1 6 位 LED 数码管显示.43.2 LED 倒计时器元件清单.43.3 主要元器件分析 .53.3.1 单片机 AT89S52.53.3.2 集成块 74LS245.53.4 基本硬件电路分析 .63.4.1 复位电路 .63.4.2 按键电路 .6 3.4.3 单片机最小系统 63.5 LED 倒计时器原理

2、图.74 软件设计 .94.1 程序流程图 .94.2 程序清单 .105 调试过程.11 6 结束语.111 1 设计任务与要求设计任务与要求近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断深入人们的生活，同时带动传统控制检测日新月异。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结构，针对具体应用特点与软件结合。本项目讨论了 LED 数字倒计时器的设计与制作，此方案线路简单，成本低，应用前景广阔。本次设计的任务与要求是，使基于 AT89S52 单片机的 LED 数字倒计时器主要具有如下功能：（1）LED 数码管显

3、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约 2s 的报警声音。（3）通过按键可以对倒计时设定初值。倒计时初始值范围在 24:00:0000:00:60 之间，用户可根据需要对其进行设置，设置成功后复位初始值为成功设定值。2 2 设计方案设计方案 LED 数字倒计时器以 AT89S52 单片机为核心，系统包括六位数码管显示电路，按键电路，电源电路，复位电路，晶振电路以及蜂鸣器电路几部分，LED 数字倒计时器设计框图如下：AT89S52 单片机电源电路复位电路晶振电路6 位数码管显示电路蜂鸣器电路按键电路图 1 LED 数字倒计时器设计框图3 3 硬件电路设计

4、硬件电路设计与主要元器件分析与主要元器件分析3.13.1 6 6 位位 LEDLED 数码管显示数码管显示本项目设计采用了 6 位数码管显示电路，在设计 6 位 LED 显示时，为了简化电路，降低成本，采用动态显示方式，6 个 LED 显示器共用一个 8 位的 I/O，6 位 LED数码管的位选线分别由相应的 P2.0p2.5 控制，而将相应的段选线并联在一起，由一个 8 位的 I/O 口控制，即 p0 口。译码显示电路将“时” 、 “分” 、 “秒”显示数字进行校对调整。3.23.2LEDLED 倒计时器元件清单倒计时器元件清单表 1 LED 数字倒计时器元件清单元件名称型号数量/个用途单片

5、机AT89S521控制核心晶振12MHz1晶振电路电容30pF2晶振电路电解电容22F/10V1复位电路电阻10k1复位电路按键5按键电路数码管共阳6显示器集成块74LS2453驱动三极管2N50881蜂鸣器喇叭8/0.5W1蜂鸣器电阻1k2蜂鸣器电阻1001蜂鸣器电阻2.7k4上拉电阻电阻3308上拉电阻电源+5V/0.5A1提供+5V集成块74LS071驱动3.33.3 主要元器件分析主要元器件分析3.3.1 单片机 AT89S52AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造

6、，与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位 CPU 和在系统 可编程Flash，使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统 提供高灵活 、超有效的解决方案。AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位 定时器/计数器，一个 6 向量2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下， CPU 停止

7、工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下， RAM内容被保存振荡器被冻结 ，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。3.3.2 集成块 74LS24574LS245 是我们常用的芯片，用来驱动 led 或者其他的设备，它是 8 路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。74LS245 还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。当片选端/CE 低电平有效时，DIR=“0” ，信号由 B 向 A 传输；（接收） *DIR=“1” ，信号由 A 向 B 传输；（发送）当/CE 为高电平时，A、B 均为高阻态。由于 P2 口始终输出地址的高 8 位，接口

8、时 74LS245 的三态控制端/1G 和/2G 接地，P2 口与驱动器输入线对应相连。P0 口与 74LS245 输入端相连,/E端接地，保证数据现畅通。3.43.4 基本硬件电路分析基本硬件电路分析3.4.1 复位电路复位是单片机的初始化操作，只需给 AT89S52 的复位引脚 RST 加上大于 2 个机器周期（即 24 个时钟振荡周期）的高电平就可得单片机复位，复位时，PC 初始化为 0000H，使单片机从 OUT 单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外由于程序运行出错或操作错误而使系统处于死锁状态，为摆脱死锁状态，也需按复位键使得 RST 脚为高电平，使单片机重新启动。图 2

9、复位电路原理图3.4.2 按键电路按键电路的按键功能说明：（1）K1 用于设置时间和闹钟的小时。（2）K2 用于设置小时以及设置闹钟的开关。（3）K3 用于设置分钟和闹钟的分钟。（4）K4 用于设置完成退出。.3.4.3 单片机最小系统模块电路单片机选用 Atmel 公司的单片机芯片 STC89C52RC，它完全可以满足本设计中采集控制和数据处理的需要。它小巧灵活、成本低、可靠性好、适应温度范围宽，易于扩展等优点，在工业自动化、智能仪器仪表、家用电器等方面得到了广泛应用。 EA/VP31X119X218RESET9RD/P3.717WR/P3.616INT0/P3.212INT1/P3.313

10、T0/P3.414T1/P3.515P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/P30TXD/P3.111RXD/P3.010IC189C5XDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7P10P11P12P13P14P15P16P17ERWRSRDX111.0592MFMINT0C130PC230PGNDX1X2X1X2R21KGNDVCCC31

11、0uRESRESLED1LED2LED3VCCRP?RP8VCCDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7R1100SRESTRXDTXD 图 3.1.1 单片机最小系统模块电路3.53.5LEDLED 倒计时器原理图倒计时器原理图LEA31XTAL119XTAL218RST9P3.7RD17P3.6WR16P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.0/ADS039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/

12、AD633P0.7/AD732P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528PSEN29ALE30P31/TXD11P30/RXD10AT89C51Q2N390430pFC150pFC220pFC312MHzk1k2k3k410KR827KR127KR227KR327KR41KR81KR5100R7L61SPEAKER3306A0A7B0B7CE1A0A7B0B7CE1A0A7B0B7CE1AABBCCFFDDEEGGDPDP1122AABBCCFFDDEEGGDPDP1122AABB

13、CCFFDDEEGGDPDP11223308+5V+5V+5V+5V+5V+5V+5VR9R16 图 3 LED 数字倒计时器原理图4 4 软件设计软件设计4.14.1 程序流程图程序流程图开始CPU 系统初始化定时器 0 初始化中断初始化设置时间？设置闹铃时间显示刷新启动走时有关变量初始化时分变化？刷新显示1 秒到秒指示闹铃时间？蜂鸣器结束YNYNYNYN图 4 LED 数字倒计时器程序流程图4.24.2 程序清单程序清单程序清单如下：#includereg52.h#define uchar char#define uint unsigned int sbit wei = P10;sbit

14、duan = P11;sbit key = P12;sbit led_1 = P13;uchar miao = 0 , fen = 5;uchar code led=0 x3F,0 x6,0 x5B,0 x4F,0 x66,0 x6D,0 x7D,0 x7,0 x7F,0 x6F;uchar code table_wei = 0 x00,0 x7f,0 xbf,0 xdf,0 xef,0 xf7;void delay(uint ms) uint i =0 ,j = 0; for(i = ms;i 0;i-) for(j = 120;j 0;j-);void dsplay(uchar w,uch

15、ar d) P0=table_weiw; wei=1; wei=0; P0=ledd; duan=1; duan=0; delay(1);void Timer_Init() TMOD = 0X01; TH0 = (65536 - 50000)/256; TL0 = (65536 - 50000)%256; ET0 =1; EA=1;void keyscan() if(key = 0) delay(3); if(key =0) while(!key); TR0 = 1; miao =0; fen = 5; led_1 = 1; void main() Timer_Init(); while(1)

16、 keyscan(); if(miao = -1) if(fen !=0) fen-;miao =59; if(fen = 2)&(miao = 0) led_1 = 0; delay(100); led_1 =1; if(fen = 0)&(miao = 0) TR0= 0; led_1 = 0; miao = 0; dsplay(1,miao%10);dsplay(2,miao/10);dsplay(4,fen%10);dsplay(5,fen/10); void timer() interrupt 1 static uchar i = 0; TH0 = (65536 -

17、50000)/256; TL0 = (65536 - 50000)%256; i+; if(i = 20 ) i = 0; miao-; 5 5 调试过程调试过程 应用系统设计完成之后，要进行硬件调试和软件调试。软件调试可以利用开发及仿真系统进行。1硬件调试硬件的调试主要是把电路各种参数调整到符合设计要求。具体如下：（1）先排除硬件电路故障，包括设计性错误和工艺性故障。一般原则是先静态后动态。（2）利用万用表或逻辑测试仪器，检查电路中的各个器件以及引脚是否连接正确，是否有短路故障。（3）先要将单片机 AT89S52 芯片取下，对电路板进行通电检查，通过观察看是否有异常，然后用万用表测试各电源电压，若这些都没有问题，则接上仿真机进行联机调试观察各接口线路是否正常。2软件调试软件调试是