基于AT89S52單片機(jī)的數(shù)字倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 題題 目目 基于 AT89S52 單片機(jī) LED 數(shù)字倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì) 系系 部部 專專 業(yè)業(yè) 物 理 學(xué) 班班 級(jí)級(jí) 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 .32 設(shè)計(jì)方案 .33 硬件電路設(shè)計(jì)與主要元器件分析 .43.1 6 位 LED 數(shù)碼管顯示.43.2 LED 倒計(jì)時(shí)器元件清單.43.3 主要元器件分析 .53.3.1 單片機(jī) AT89S52.53.3.2 集成塊 74LS245.53.4 基本硬件電路分析 .63.4.1 復(fù)位電路 .63.4.2 按鍵電路 .6 3.4.3 單片機(jī)最小系統(tǒng) 63.5 LED 倒計(jì)時(shí)器原理

2、圖.74 軟件設(shè)計(jì) .94.1 程序流程圖 .94.2 程序清單 .105 調(diào)試過(guò)程.11 6 結(jié)束語(yǔ).111 1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)與要求近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入人們的生活，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，針對(duì)具體應(yīng)用特點(diǎn)與軟件結(jié)合。本項(xiàng)目討論了 LED 數(shù)字倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)與制作，此方案線路簡(jiǎn)單，成本低，應(yīng)用前景廣闊。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求是，使基于 AT89S52 單片機(jī)的 LED 數(shù)字倒計(jì)時(shí)器主要具有如下功能：（1）LED 數(shù)碼管顯

3、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)出約 2s 的報(bào)警聲音。（3）通過(guò)按鍵可以對(duì)倒計(jì)時(shí)設(shè)定初值。倒計(jì)時(shí)初始值范圍在 24:00:0000:00:60 之間，用戶可根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置成功后復(fù)位初始值為成功設(shè)定值。2 2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 LED 數(shù)字倒計(jì)時(shí)器以 AT89S52 單片機(jī)為核心，系統(tǒng)包括六位數(shù)碼管顯示電路，按鍵電路，電源電路，復(fù)位電路，晶振電路以及蜂鳴器電路幾部分，LED 數(shù)字倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)框圖如下：AT89S52 單片機(jī)電源電路復(fù)位電路晶振電路6 位數(shù)碼管顯示電路蜂鳴器電路按鍵電路圖 1 LED 數(shù)字倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)框圖3 3 硬件電路設(shè)計(jì)

4、硬件電路設(shè)計(jì)與主要元器件分析與主要元器件分析3.13.1 6 6 位位 LEDLED 數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用了 6 位數(shù)碼管顯示電路，在設(shè)計(jì) 6 位 LED 顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，采用動(dòng)態(tài)顯示方式，6 個(gè) LED 顯示器共用一個(gè) 8 位的 I/O，6 位 LED數(shù)碼管的位選線分別由相應(yīng)的 P2.0p2.5 控制，而將相應(yīng)的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位的 I/O 口控制，即 p0 口。譯碼顯示電路將“時(shí)” 、 “分” 、 “秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整。3.23.2LEDLED 倒計(jì)時(shí)器元件清單倒計(jì)時(shí)器元件清單表 1 LED 數(shù)字倒計(jì)時(shí)器元件清單元件名稱型號(hào)數(shù)量/個(gè)用途單片

5、機(jī)AT89S521控制核心晶振12MHz1晶振電路電容30pF2晶振電路電解電容22F/10V1復(fù)位電路電阻10k1復(fù)位電路按鍵5按鍵電路數(shù)碼管共陽(yáng)6顯示器集成塊74LS2453驅(qū)動(dòng)三極管2N50881蜂鳴器喇叭8/0.5W1蜂鳴器電阻1k2蜂鳴器電阻1001蜂鳴器電阻2.7k4上拉電阻電阻3308上拉電阻電源+5V/0.5A1提供+5V集成塊74LS071驅(qū)動(dòng)3.33.3 主要元器件分析主要元器件分析3.3.1 單片機(jī) AT89S52AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造

6、，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng) 提供高靈活 、超有效的解決方案。AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止

7、工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存振蕩器被凍結(jié) ，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。3.3.2 集成塊 74LS24574LS245 是我們常用的芯片，用來(lái)驅(qū)動(dòng) led 或者其他的設(shè)備，它是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245 還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)片選端/CE 低電平有效時(shí)，DIR=“0” ，信號(hào)由 B 向 A 傳輸；（接收） *DIR=“1” ，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)/CE 為高電平時(shí)，A、B 均為高阻態(tài)。由于 P2 口始終輸出地址的高 8 位，接口

8、時(shí) 74LS245 的三態(tài)控制端/1G 和/2G 接地，P2 口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。P0 口與 74LS245 輸入端相連,/E端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。3.43.4 基本硬件電路分析基本硬件電路分析3.4.1 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需給 AT89S52 的復(fù)位引腳 RST 加上大于 2 個(gè)機(jī)器周期（即 24 個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可得單片機(jī)復(fù)位，復(fù)位時(shí)，PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 OUT 單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤而使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，為擺脫死鎖狀態(tài)，也需按復(fù)位鍵使得 RST 腳為高電平，使單片機(jī)重新啟動(dòng)。圖 2

9、復(fù)位電路原理圖3.4.2 按鍵電路按鍵電路的按鍵功能說(shuō)明：（1）K1 用于設(shè)置時(shí)間和鬧鐘的小時(shí)。（2）K2 用于設(shè)置小時(shí)以及設(shè)置鬧鐘的開關(guān)。（3）K3 用于設(shè)置分鐘和鬧鐘的分鐘。（4）K4 用于設(shè)置完成退出。.3.4.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊電路單片機(jī)選用 Atmel 公司的單片機(jī)芯片 STC89C52RC，它完全可以滿足本設(shè)計(jì)中采集控制和數(shù)據(jù)處理的需要。它小巧靈活、成本低、可靠性好、適應(yīng)溫度范圍寬，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)自動(dòng)化、智能儀器儀表、家用電器等方面得到了廣泛應(yīng)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 圖 3.1.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊電路3.53.5LEDLED 倒計(jì)時(shí)器原理圖倒計(jì)時(shí)器原理圖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 圖 3 LED 數(shù)字倒計(jì)時(shí)器原理圖4 4 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)4.14.1 程序流程圖程序流程圖開始CPU 系統(tǒng)初始化定時(shí)器 0 初始化中斷初始化設(shè)置時(shí)間？設(shè)置鬧鈴時(shí)間顯示刷新啟動(dòng)走時(shí)有關(guān)變量初始化時(shí)分變化？刷新顯示1 秒到秒指示鬧鈴時(shí)間？蜂鳴器結(jié)束YNYNYNYN圖 4 LED 數(shù)字倒計(jì)時(shí)器程序流程圖4.24.2 程序清單程序清單程序清單如下：#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 調(diào)試過(guò)程調(diào)試過(guò)程 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后，要進(jìn)行硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。軟件調(diào)試可以利用開發(fā)及仿真系統(tǒng)進(jìn)行。1硬件調(diào)試硬件的調(diào)試主要是把電路各種參數(shù)調(diào)整到符合設(shè)計(jì)要求。具體如下：（1）先排除硬件電路故障，包括設(shè)計(jì)性錯(cuò)誤和工藝性故障。一般原則是先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)。（2）利用萬(wàn)用表或邏輯測(cè)試儀器，檢查電路中的各個(gè)器件以及引腳是否連接正確，是否有短路故障。（3）先要將單片機(jī) AT89S52 芯片取下，對(duì)電路板進(jìn)行通電檢查，通過(guò)觀察看是否有異常，然后用萬(wàn)用表測(cè)試各電源電壓，若這些都沒(méi)有問(wèn)題，則接上仿真機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試觀察各接口線路是否正常。2軟件調(diào)試軟件調(diào)試是