AT89C51單片機(jī)LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器課程設(shè)計(jì)論文

1、課 題： at89c51單片機(jī)led數(shù)字倒計(jì)時(shí)器專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)日期： 成 績(jī)：重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣學(xué)院目錄一、設(shè)計(jì)目的作用1二、設(shè)計(jì)要求1三、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)11、設(shè)計(jì)原理1(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1（2）功能模塊2(3)工作原理：2 2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)2（1）顯示模塊2（2）晶振模塊 3（3）復(fù)位電路：3（4）按鍵模塊：4（5）報(bào)警模塊：53、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)6（1）實(shí)物圖6（2）分析6四、總結(jié)6五、附錄8附錄1：8附錄2：9附錄3：9六、參考文獻(xiàn)16 led數(shù)字倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)報(bào)告一、設(shè)計(jì)目的作用1、掌握51單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；2、掌握按鍵電路設(shè)計(jì)、led數(shù)碼管的使用

2、；3、掌握c51的編程方式。二、設(shè)計(jì)要求 基于at89c51單片機(jī)的led數(shù)字倒計(jì)時(shí)器主要具有如下功能，具體要求如下： 1、led數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。 2、倒計(jì)時(shí)過(guò)程中能設(shè)置多個(gè)鬧鐘，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)值倒計(jì)到設(shè)定值時(shí)會(huì)發(fā)出2s的報(bào)警聲音。（k1設(shè)置小時(shí)，k2設(shè)置分鐘，k3設(shè)置秒鐘，k4完成退出） 3、通過(guò)按鍵可以對(duì)倒計(jì)時(shí)設(shè)定處置。倒計(jì)時(shí)初值范圍在24:00:0000:00:60之間,設(shè)置成功后復(fù)位初始值為成功設(shè)定值。三、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)1、設(shè)計(jì)原理(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：基于at89c51單片機(jī)的數(shù)碼管顯示模塊顯示的倒計(jì)時(shí)器。主要是以單片機(jī)來(lái)控制，用按鍵來(lái)設(shè)定倒計(jì)時(shí)初始時(shí)刻的值，數(shù)碼管作為顯示模塊來(lái)顯示剩

3、余的時(shí)間。此電路對(duì)于倒計(jì)時(shí)器中的led數(shù)碼管示器來(lái)說(shuō)，采用以軟件為主的接口方法，即不使用專門的硬件譯碼器，而采用軟件程序進(jìn)行譯碼。at89c51單片機(jī)晶振模塊顯示模塊復(fù)位模塊按鍵模塊報(bào)警模塊 圖1 led數(shù)字倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)框圖（2）功能模塊：倒計(jì)時(shí)器的總體包括顯示電路，按鍵電路，復(fù)位電路，晶振電路和報(bào)警電路等五個(gè)模塊。顯示模塊顯示計(jì)數(shù)與滅燈，復(fù)位模塊控制電路完成計(jì)數(shù)的直接清零，暫停/連續(xù)技術(shù)，用按鍵模塊來(lái)設(shè)定倒計(jì)時(shí)初始時(shí)刻的值，報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間到報(bào)警等功能。(3)工作原理：以at89c51單片機(jī)為核心控制器，p0口接led數(shù)碼顯示模塊，p1口接按鍵，通過(guò)按鍵輸入來(lái)控制顯示器的顯示。在上電時(shí)l

4、ed顯示器開(kāi)始顯示時(shí)間，在按鍵電路中設(shè)置了七個(gè)按鍵，通過(guò)檢測(cè)第5個(gè)按鍵開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，通過(guò)檢測(cè)第1,2，3個(gè)按鍵按下的次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)小時(shí)，分和秒的調(diào)時(shí)的加減，檢測(cè)第4個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)鬧鐘的定時(shí)，檢測(cè)6，7個(gè)按鍵按下的次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)鬧鐘的小時(shí)和分鐘的調(diào)時(shí)的加減，再由led顯示器顯示時(shí)，分，秒的改變。 2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）顯示模塊顯示電路采用了3個(gè)二為一體的led數(shù)碼管，單片機(jī)i/o的應(yīng)用最典型的是通過(guò)i/o口與7段led數(shù)碼管構(gòu)成顯示電路。圖2 數(shù)碼管顯示電路（2）晶振模塊 單片機(jī)的晶振電路，即時(shí)鐘電路。單片機(jī)的工作流程，就是在系統(tǒng)時(shí)鐘的作用下，一條一條地執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序。單片機(jī)的時(shí)鐘電路由外接的一只晶振和兩只起

5、振電容，以及單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘電路組成，晶振的頻率越高，單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度越快，系統(tǒng)功耗也會(huì)相應(yīng)增加，穩(wěn)定性也會(huì)下降。采用110592mhz 晶振，電容選22pf或30pf均可。圖3 晶振模塊原理圖 （3）復(fù)位電路： 系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤銷復(fù)位信號(hào)。為可靠起見(jiàn)，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開(kāi)關(guān)或電源插頭分，合工程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。如圖所示，復(fù)位鍵接于at89c51芯片的人rst接口，用于控制倒數(shù)計(jì)時(shí)器的復(fù)位操作。計(jì)時(shí)器運(yùn)行時(shí)按下復(fù)位鍵，計(jì)時(shí)器停止計(jì)數(shù)，或計(jì)數(shù)完成后按復(fù)位鍵進(jìn)入下一輪計(jì)數(shù)工作。圖4 復(fù)位電路圖 （4）按鍵模塊：在上電時(shí)

6、led顯示器開(kāi)始顯示時(shí)間，在按鍵電路中設(shè)置了七個(gè)按鍵，通過(guò)檢測(cè)第5個(gè)按鍵開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，通過(guò)檢測(cè)第1,2，3個(gè)按鍵按下的次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)小時(shí)，分和秒的調(diào)時(shí)的加減，檢測(cè)第4個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)鬧鐘的定時(shí)，檢測(cè)6，7個(gè)按鍵按下的次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)鬧鐘的小時(shí)和分鐘的調(diào)時(shí)的加減，再由led顯示器顯示時(shí)，分，秒的改變。圖5 按鍵模塊原理圖（5）報(bào)警模塊：報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間到報(bào)警等功能。圖6 復(fù)位及報(bào)警模塊原理圖3、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（1）實(shí)物圖（2）分析 設(shè)計(jì)結(jié)果為：三個(gè)led顯示器以小時(shí)、分鐘、秒數(shù)逐一遞減，即呈現(xiàn)倒計(jì)時(shí)現(xiàn)象，最終設(shè)計(jì)成功。 在整個(gè)實(shí)物焊接及接線過(guò)程中，必然出現(xiàn)眾多問(wèn)題，如：焊接錯(cuò)誤導(dǎo)致元件無(wú)法使用、接線錯(cuò)誤導(dǎo)致最終結(jié)果

7、不出現(xiàn)、排線錯(cuò)誤導(dǎo)致led顯示不完全等等，這需要我們不斷的檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)，需要我們耐心的尋找問(wèn)題所在，從而解決問(wèn)題，整個(gè)過(guò)程中，忙碌但快樂(lè)，繁瑣卻充實(shí)。四、總結(jié) 在做本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們充分掌握了各模塊電路的工作原理。從課題入手到中間過(guò)程的修改設(shè)置、到使用proteus 8 professional電路仿真測(cè)試，再到最后的實(shí)物電路焊接。每個(gè)過(guò)程都是小組的三個(gè)成員共同完成的，并使用keil uvision4編寫了全部的驅(qū)動(dòng)程序，在編寫程序的過(guò)程中我們遇到很多的問(wèn)題，翻閱了很多資料，也向老師請(qǐng)教了很多，最終寫出了程序，畫出了電路圖，完成了本次課程設(shè)計(jì)。 在整個(gè)仿真過(guò)程中，免不了各種問(wèn)題的頻頻出現(xiàn)

8、，比如：程序編寫出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致電路仿真錯(cuò)誤、保存程序的路徑方式錯(cuò)誤導(dǎo)致電路無(wú)法導(dǎo)入程序、導(dǎo)入程序之后卻又無(wú)法進(jìn)行加載仿真等等。在實(shí)物電路焊接時(shí)，由于操作不熟悉，導(dǎo)致焊錫融化與電路板相連。這次課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺，無(wú)論從知識(shí)上還是其他的各個(gè)方面。上理論課時(shí)從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)真正的單片機(jī)，只是從理論的角度去理解枯燥乏味的書面知識(shí)，但在實(shí)踐過(guò)程中真真切切的嘗試了單片機(jī)及其系統(tǒng)的仿真和應(yīng)用，能夠理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)，開(kāi)闊了眼界，提高了單片機(jī)知識(shí)的理解和水平。除此之外，我還體會(huì)團(tuán)結(jié)的重要性及力量之強(qiáng)大，設(shè)計(jì)過(guò)程讓我們處理事情更加有條理，思路更清晰明了，發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問(wèn)題和實(shí)踐能力的提高都將受益于我以后的工

9、作、學(xué)習(xí)和生活中。五、附錄 附錄1：元件清單元件名稱型號(hào)數(shù)量單片機(jī)最小開(kāi)發(fā)板stc89c521電阻10k1按鍵5數(shù)碼管2位一體共陽(yáng)3集成塊74ls245三極管90151蜂鳴器1電阻1k2電阻1001電阻2.7k4電阻3308集成塊74ls071ac/dc（5v/1a）電源1單排插針 402雙排插針 4029x15cm萬(wàn)用板（3連孔）1杜邦線30附錄2：完整的連接圖附錄3：程序編程#include<reg51.h>#include<absacc.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned int /*七段共陰和顯

10、示定義*/此表為lde的字模，共陽(yáng)數(shù)碼管0-9uchar code dispcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /段碼控制/*定義并初始化變量*/uchar seconde=15; /秒uchar minite=0; /分uchar hour=0; /時(shí)uchar mstcnt=0; /定時(shí)器計(jì)數(shù)，定時(shí)50ms，mstcnt滿20，秒加1uchar shi=0; /鬧鈴功能uchar fen=0;uchar bjcs ; / 報(bào)警次數(shù)uchar c;sbit p10=p10; /second調(diào)整定義sbit p11=p

11、11; /minite調(diào)整定義sbit p12=p12;/hour調(diào)整定義sbit p15=p15;/整點(diǎn)報(bào)時(shí)sbit p13=p13;/鬧鈴功能，調(diào)整時(shí)間sbit p16=p16;/調(diào)整時(shí)sbit p17=p17;/調(diào)整分sbit p14=p14;/關(guān)閉鬧鈴/*延時(shí)子程序 */void delay (uint k)uchar j;while(k-)!=0)for(j=0;j<200;j+);/*時(shí)間處理子程序*/void time(void) if(seconde=59) seconde=0;minite+;if(minite=59) minite=0; hour+; if(hour=

12、24) hour=0; /*顯示子程序*/void display(void) if(p13=1) p2=0x04; p0=dispcodeseconde%10;/秒個(gè)位 delay(1); p2=0x08; p0=dispcodeseconde/10;/秒十位 delay(1);/ p2=0xfb;/ p0=dispcode10; /間隔符/ delay(1);/ p2=0x10; p0=dispcodeminite%10; /分個(gè)位 delay(1); p2=0x20; p0=dispcodeminite/10; /分十位 delay(1);/ p2=0xdf;/ p0=dispcode1

13、0; /間隔符/ delay(1); p2=0x40; p0=dispcodehour%10; /時(shí)個(gè)位 delay(1); p2=0x80; p0=dispcodehour/10; /時(shí)十位 delay(1); /*鍵盤掃描子程序*/ /設(shè)置倒計(jì)時(shí)時(shí)間void keyscan(void) if(p10=0)/秒位的調(diào)整 delay(30);if(p10=0) seconde+; if(seconde=59) seconde=0; delay(250); if(p11=0)/ 分位的調(diào)整 delay(30);if(p11=0) minite+;if(minite=59) minite=0; d

14、elay(250); if(p12=0) /時(shí)位的調(diào)整 delay(30);if(p12=0) hour+;if(hour=24)hour=0; delay(250); /*倒計(jì)時(shí)*/void jian(void) if(p14=0) p14=0; if(c=20) c=0; seconde-; if(seconde>59) seconde=59; minite-; if(minite>59) minite=59; hour- ; if(hour>23) hour=0;minite=0;seconde=0; /*定時(shí)鬧鐘*/void dingshi(void) if(p13=

15、0) /按信p13不松，顯示鬧鈴設(shè)置界面，分別按住p16、p17設(shè)置鬧鈴時(shí)間 p2=0xfb;p0=dispcodeseconde%10; /秒個(gè)位delay(1);p2=0xf7;p0=dispcodeseconde/10; /秒十位delay(1);p2=0xef;p0=dispcodefen%10; /分個(gè)位delay(1);p2=0xdf;p0=dispcodefen/10; /分個(gè)位delay(1);p2=0xbf;p0=dispcodeshi%10; /時(shí)個(gè)位delay(1);p2=0xd7f;p0=dispcodeshi/10; /時(shí)十位delay(1); if(p16=0) /

16、設(shè)定時(shí) delay(30);if(p16=0) shi+; if(shi=24)shi=0; delay(250); if(p17=0) /設(shè)定分 delay(30);if(p17=0) fen+; if(fen=60) fen=0; delay(250); if(hour=shi)&(minite=fen)&(seconde=0) /鬧鈴時(shí)間到，報(bào)警十次 for(bjcs=0;bjcs<2;bjcs+) p15=0;delay(10);jian();p15=1;/delay(500); /*整點(diǎn)報(bào)警*/void zhengdian (void) if(seconde=0

17、)&(minite=0) /整點(diǎn)報(bào)時(shí) p15=0;delay(10);jian();p15=1; /*主函數(shù)*/void main(void) p0=0xff; tmod=0x11; /time0為定時(shí)器，方式1 th0=0x3c; /預(yù)置計(jì)數(shù)初值，50mstl0=0xb0; ea=1; /總中斷開(kāi) et0=1; /允許定時(shí)器0中斷 tr0=1; /開(kāi)啟定時(shí)器0while(1) keyscan(); /按鍵掃描dingshi(); /定時(shí)鬧鐘zhengdian(); /整點(diǎn)報(bào)時(shí)jian();display(); /顯示時(shí)間 void timer0(void) interrupt 1 /定時(shí)器0方式1，50ms中斷一次 th0=0x3c; /手動(dòng)加載計(jì)數(shù)脈沖次數(shù)tl0=0xb0;c+;/mstcnt+; /用于計(jì)算時(shí)間，每隔