单片机60秒倒计时

1、1前言12工程概况23正文23.1设计目的与要求23.2设计方法的目标23.3设计方法和内容23.3.1硬件设计方法33.3.2软件设计方法63.4软件调试过程83.4.1系统调试工具keilC5183.4.2系统调试工具PROTEUS83.4.3焊接电路，对各节点测试导通性94有关说明105设计总结106致谢107参考文献10在生活和生产的各领域中，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想像到的地方几乎都有使用单片的需求。现在尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有许多可以用单片机控制而尚未实现的项目，因此，单片机的应用大有想像和拓展空间。单片机

2、就是微控制器，它是嵌入式系统中的重要且发展迅速的组成部分。单片机接上震荡元件（或震荡源）、复位电路和接口电路，载入软件后，可以构成单片机应用系统。将它嵌入到形形色色的应用系统中，它就成为众多产品、设备的智能化核心。所以，生产企业称单片机为“微电脑”。单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。但是，单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上，更重要的意义还在于：单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须有模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能使

3、用单片机通过软件（编程序）方法实现了。这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术，称之为微控制技术。微控制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。随着单片机应用的推广普及，微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。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地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。模拟多通道压力系统是利用压力传感器采集当前压力并反映在显示器上，它可以分析压力过量程，并发出

4、报警。并采用电子秤原理可根据输入单价准确的计算出物体的金额。本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作，对于倒计时器中的 LEEB 码显示器来说，我为了简化线路、降低成本，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。工程概况本次课程设计的主要概况是了解单片机控制的 60s 倒计时的过程。是利用定时器和计数器的原理将倒计时过程显示在 LED 数码管上。最后应用 PROTEUS 软件设计，仿真基于AT89C51 单片机的 60s 倒计时实验。通过做一个综合性训练题目，达到对内容的消化、理解并提高解决问题的能力的目的。正文设计目的与要求课程设计是单片机课程教学的最后一个

5、环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不可少的，是非常必要的。课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合单片机课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。对于单片机控制的 60s 倒计时的要求如下：(1)用单片机 AT89C51 的定时器实现 60s 倒计时。本例

6、中用两位数码管静态显示倒计时秒值。(2)用 PROTEUS 软件设计，仿真基于 AT89c51 单片机的 60 幽计时实验。设计方法的目标通过课程设计，使自己深刻理解并掌握基本概念，掌握单片机的基本应用程序设计及综合应用程序设计的方法。通过做一个综合性训练题目，达到对内容的消化、理解并提高解决问题的能力的目的。设计方法和内容本设计由硬件设计和软件设计两部分组成，总电路如图 1 所示，硬件设计主要包括单片机芯片选择，数码管选择及晶振，电容，电阻等元器件的选择及其参数的确定；软件设计主要是实现 60 秒倒计时程序的编写，包括利用中断实现 1 秒的定时及 60 秒的倒计时。具体设计：通过 AT89C

7、51 型号单片机，由 P1 和 P2 两组 I/O 引脚分别控制两个7SEG-COMRNODE 型号数码管，分十位控制和个位控制，达到显示 60 秒倒计时的目的。通过复位电路，在仿真过程中点击开关实现 60 复位。图 160160 秒倒计时总体电路设计e41硬件设计方法AT89C5的芯片概述AT89C5是一个低功耗，高性能CMOS8单片机，片内含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写100畋的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-5指令系统及80C51?|脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和IS

8、PFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C5何为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89卸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。其工作电压在4.55V,一般我们选用+5V电压。外形及引脚排列如图2所示：AT89C51主要特性tXTALI口 BEFDL1AA.P1MT竟匕pa.4Afi.n.-口WF口后风防FIBTPn.TiWSTF2.1MPZafACPzarAHALEFZ.tfAIZwPHa血口PZA-AHFZ.TrA-enFZlCVAXDPIjP3.irrPIaIUpzamFTTP1.4P3.*no1岁F1,J5BEF1J?_I1-1SH融工丁41

9、_1IBX.TALZ口RSTN 日PSEN.3031AUE141户1JOPT.13P1J24占P中乌PIJD7P-lJOSPH.7八自。匚丐13BlBSLU.IAiMU1U之声M超p口am&s:三占34LU_TJJl1HU.62i5NRA3332wrLq.LJXHK3PZT/w甘尸W.W*1gr/区 TTNN23NTr上.otimoLi-+.FyiKiTn13l 二.上.*ur-iii_1P31P3.T/TLIP3：.eT1p-3F-37/RD15.4IS单片机 60 秒倒”时仿真设“图 2:2:89C5189C51 的核心电路框图与 MCS-51 兼容46 节可编程闪烁存储器寿命：1

10、000 写/擦循环数据保留时间：10 年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定128X8 位内部 RAM32 可编程 I/O 线两个 16 位定时器/计数器5 个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路AT89C5管脚说明（1）电源及时钟引脚（4 个）Vcc:电源接入引脚Vss：接地引脚XTAL1:晶振震荡器接入的一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚接地）；XTAL2:晶体振荡器的另一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡器信号的输入端）。（2）控制线引脚（4 个）RST/Vpd:复位信号输入引脚/备用电源输入引脚；ALE:地址锁存允许彳 t 号输出引脚/编

11、程脉冲输入引脚：EA:内外存储器选择引脚/片外 EPROM 程电压输入引脚；PSEN 外部程序存储器选通信号输出引脚。（3）并行 I/O 引脚P0.0-P0.7:一般 I/O 口引脚或数据/低位地址总线复用引脚；P1.0-P1.7:一般 I/O 口引脚；P2.0-P2.7:一般 I/O 口引脚或高位地址总线引脚;P3.0-P3.7:一般 I/O 口引脚或第二功能引脚所需器件如下表所列：厅 P元件类型元件参数元件个数备注1芯片AT89C5112晶振12M13电源电容10UF14电容30PF25电阻10K16电阻470147数码管8段2共阳LE嗷码管显示器概述本设计中采用的是 7SEGCOM-AN

12、ODE 号数码管，它是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。实物如图 3 所示:数码管的分类数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示)；按能显示多少个“8”可分为 1 位、2 位、4 位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM 的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极 CO 股到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(

13、COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极 CO 限到地线 GNDb,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。LE 吸码管有两种连接方法如下：共阳极接法。把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极，使用时公共阳极接+5V,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。图 4 4LEDLED 数码管有两种连接方法测量数码管引脚，分共阴和共阳两类:找公共共阴和公共共阳：首先，我们找个电源(3 到 5 伏)和 1 个 1K(几百欧

14、的也行)图 3 37SEGCOMANOD7SEGCOMANOD 翌号数码管的电阻，VCC$接个电阻后和 GN 戢在任意 2 个脚上，组合有很多，但总有一个 LED 会发光的，找到一个就够了，然后 GNM 动，VCC(串电阻)逐个碰剩下的脚，如果有多个 LED(一般是 8 个)，那它就是共阴的了。相反用 VCC 不动，GND个碰剩下的脚，如果有多个 LED(一般是 8 个)，那它就是共阳的。也可以直接用数字万用表，红表笔是电源的正极，黑表笔是电源的负极。e41软件设计方法图 5 5 程序框图定时/计数器初值计算(1)本电路应用 TIMER0MODE1 曲计数器的计时中断法。1 秒等于 10000

15、00 微秒，而每一计时脉冲是 1 微秒，因此需输入 100000 个计时脉冲，方可达到1 秒的时间。本设计中，设定中断每次溢出时间 50mso(3)由上式得知，循环 20 次即可达到 1 秒定时，即：N=t/Tcy=0.05s/0.000001=5000X=65536-5000=15536=3CB0H(4)由上式得知 5000 个脉冲， 首先需设定 TL0=3CH,TH0=0B0H 此时第 1 次只要输入 5000 个脉冲输入，就会溢出；第 2 次至第 20 次，则需每 1000000 个计时脉冲，定时 1 秒。(5)上电时，显示 60,开始倒数计时按下开关实现复位。软件程序ORG00HSJM

16、PSTARORG1BHACALLSEG7SJMPT1S;ORG30HSTAR:MOVR2,#60;MOVR4,#20;MOVIE,#88H;MOVTMOD,#10H;MOVTH1,#3CH;MOVTL1,#OBOH;SETBTR1;ACALLDIS;SJMP$TIS:MOVTH1,#3CH;MOVTL1,#0B0H;DJNZR4,T1S1;MOVR4,#20;DJNZR2,T1S0;CLRTR1;T1S0:ACALLDIS;T1S1:RETI;SEG7:INCA;AMOVCA,A+PC;RETDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0HDB99H,92H,82H,0F8H;DB80H,90H,8

17、8H,83H;DB0c6H,0A1H,86H,8EH;DIS:MOVA,R2;MOVB,#10DIVAB转T1中断服务程序倒计时初值定时中断溢出计数器R刚值为20T1开中断T1方式1定时初值定时初值启动T1调用显示子程序中断程序重装初值定时1SSJ否到1S,重置R4=20倒计时递减倒计时结束，关定时器调显示中断返回的值加一取显示断段0至3的共阳型显示码4至7的共阳型显示码8至B的共阳型显示码C至F的共阳型显示码单字节十六进制数转为十进制数MOVP1,A;显示十位MOVA,BACALLSEG7MOVP2,A;显示个位RET;子程序返回END软件调试过程e41系统调试工具 keilC51KeilC

18、51 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 SS虫司具有 IAP 功能的单片机 SST89C5 涮作而成，主要是利用了 SST89C58 勺 IAP 功能，所谓 IAP 功能是 Inapplicationprogram 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

19、入 SST89C58 监控程序通过 SST89C5 的串口和 PC!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：.启动 Keilc51.新建一个工程。Project 菜单一Newproject,选择好我们要保存的文件夹后，键入 Frist 保存。接着弹出 CPU1 型选择框，我们选择最常用的 AT89C51,按确定。.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

20、为）弹出对话框后，我们文件名框中键入 First.c（注意文件后缀名是.c）保存。C 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。编译运行，检查程序是否有错误。e41系统调试工具 PROTEUSProteus 是一款 ED 做件，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的系统的仿真，RS-232 动态仿真，I2C 调试器，SPI 调试器，键盘和 LC 窿统的仿真，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

21、持的单片机类型有：68000 系列、8051 系列、AV 隙列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列、ARMX 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SPIC 明析于一身的仿真软件。调试方法：首先用 Keil 软件将所译成 HEXC 件，打开 Keil 软件，新建一个文档，输入 C 程序，保存成 O 式文件，然后新建工程，连接单片机为 AT89C51,选择 Optionsfortarget,选择 OUTP 叮菜单，在CreateHEXFi 前打钩，DeBu 好菜单中，Settings 选择 ProteusV

22、SMSimulator,USEtf 打钩，再次运行文件，成功后在目录下会生成 HE 双件，打开 Proteus 软件，或直接点击 DSNC 件，双击单片机模板，点击文件夹式样的图标选择对应的 HEX 区动文件，然后点击开始，进行调试。e41焊接电路，对各节点测试导通性经过精心布局之后，下面就要开始硬件的焊接了。因为是第一次接触焊接，所以在开始之前，老师先让我们在坏板子上进行联系，并给我们详细讲解了焊接所必须注意的事项。经:T-L!&priALEP33TWT073flWTT门gP3STIJAUJR啊XTAIZXLCITrBTLj：TESTk-工8同：图 6 6 仿真图图 7 7 实物图过

23、一番训练之后，我们开始了实物焊接。焊接是一项细心的工作，稍不小心就会将万能版烧坏。进过细心的焊接之后，各节点之间表面上看放佛已经接通了。但是我们还必须经过测量才能确定各点是否已经连通。确定各点连通之后，然后将程序烧录到单片机中，插入插槽，连通电源。有关说明单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而 51 单

24、片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以 AT89S51 芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由 4.5V 直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。设计总结课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。回顾起此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在接近四星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多