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单片机定时器的设计

单片机定时器的设计
单片机定时器的设计

摘要

随着时代的进步,电子行业的发展,定时器的应用也越来越广泛,单片机以其强大的功能,成为许多功能电子产品的首选。本次电子定时器电路根据设计要求采用AT89C51 单片机来实现最大99秒倒计时,采用两位数码管显示。文章的核心主要是硬件介绍及连接和软件编程两个大的方面。硬件电路主要包括AT89C51晶振电路、数码管,发光二级管,按键。软件用汇编语言实现,主要包括主程序、倒计时、重启控制程序等软件模块。采用软硬件配合基本能实现设定定时时间倒计时功能,达到了设计的要求和目的。并在Proteus软件上进行了仿真和调试。

关键词AT89C51单片机;定时器;倒计时

目录摘要

本章小结

本章小节

时钟和复位电路

电气原理图 ....

本章小结

本章小结结论....

参考文献 ........

致谢 ............

第一章绪论

定时器的发展

人类最早使用的定时工具是沙漏或水漏,但在钟表诞生发展成熟之后,人们开始尝试使用这种全新的计时工具来改进定时器,达到准确控制时间的目的。传统的定时器都是使用发条驱动式、电机传动式、电钟式等机械定时器。20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的备个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。电子定时器相对传统定时器来说体积小,重量轻,造价低,精度高,寿命长,而且安全可靠适用于频繁使用,在各个领域得到了广泛的应用。使相当多需要人控制时间的工作变得简单了许多。

目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方而发展,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从

前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在己能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。

电子定时器的应用

电子定时器大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备甚至各种定时电气的自动启用等。

电子定时器经常用于延时自动关机、定时。延时自动关机可用于电视机、催眠器、路灯及其他电器的延时断电及延时自停电源等。定时可用于照相定时曝光,定时闪光,定时放大,水位定时报警,延时电铃,延时电子锁等,人们甚至将定时器用在了军事方面,制成了定时炸弹,定时雷管。

电子定时器影响着人类的生产和生活,随着电子技术的发展,电子定时器也在不断的进步,将朝着更高精度,更多用途的方向为我们服务。

选题的的目的和意义

定时器与生活联系密切,我们亲身体会到它存在的价值,通过课程设计自己亲自完成电子定时器的简单设计不仅可以将学到的理论知识应用于实

践,更提高了我们思考问题,解决问题的能力,同时提高我们的学习兴趣。

本章小结

本章小结:本章主要介绍了定时器的现状,让我们对电子定时器的有了 初步的了解,为进一步设计及研究奠定了基础。

第二章单片机的相关知识

单片机简介

单片机全称为单片机微型计算机(Si ngle Chip Microsoftco mp uter) 。 从应用领域来看,单片机主要用来控制,所以又称为微控制器 (Micruco ntroller

Un it)或嵌入式控制器。单片机是将计算机的基本部件微

型化并集成在一块芯片上的微型计算机。

单片机的特点

1. 单片机的存储器ROM 和RAM 是严格区分的。RAM 称为程序存储器, 只存放程

序,固定常数,及数据表格。RAM 则为数据存储器,用作工作区及 存放用户数据。

2. 采用面向控制的指令系统。为满足控制需要,单片机有更强的逻辑 控制能

力,特别是单片机具有很强的位处理能力。

3. 单片机的I/O 通常是多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限, 信号线的矛

片,采用了

系统总体框图 3.2 C51单片机引脚介绍

为了解按键输入脚数 /

引脚处于何种功能,可时令 来设置或由机器状态来区分。

本章小纟

通过对单片机总体的介绍,我们对单片机有了初 的特点对其应用也有了更深的 第三章 设计功能介绍

时间调整

首先初始状态显示00, 定时开路,

牙步的认识,针对单片机 目的性。

功能实现及硬件介绍

重新启动

按下所连按键进行时间

下所连按键倒计时开始,当所设定时间到达时显示

也作数码管显

00,飞极管发光路

的二级管 显示电路

一、89C51的性能及特点

89C51的主要性能包括:

① 与MCS-51微控制器产品系列兼容。

② 片内有4KB 可在线重复编程的快闪擦写存储器(FLASH MDMO R Y ③ 存储器可循环写入/擦除1000次。 ④ 存储数据保存时间为10年。 ⑤ 宽工作电压范围:VC (可为? 6V 。

护。

⑧ 128X 8位内部RAM ⑨ 32条可编程I/O 线。 ⑩ 两个16位定时器/计数器。 中断结构具有5个中断源和2 个优先级。

可编程全双工串行通道。

空闲状态维持低功耗和掉电状

容。

(2)、AT89C51硬件结构及引 脚

MCS-5係列单片机采用40引脚双列直插式封装(DIP ) ,4个并行口共有 32根

引脚,可分别作为地址线、数据线和I/O 线2根电源线2根时钟震荡 电路引脚和4根控制线。

1.电源引脚

Vcc

2.时钟信号引脚XTAL1和XTAL2

⑥全静态工作:可从 0HZ 到

16MHZ

⑦程序存储器具有3级加密保

Vcc 和 Vss

Vss :接地端。 :芯片+5V 电源端。

PUEP

FC J O

PflJ-

irr

P23

Fid

XTAL1 XTAL2当使用单片机内部震荡电路时,用来外接石英晶体和微

调电容,XTAL1是片内震荡电路反相放大器的输入端,XTAL2是片内震荡电路反相放大器的输出端,震荡电路的频率就是晶体的固有频率。当使用外部时钟时,XTAL1接地,XTAL2接外部时钟信号源。

3.控制信号弓I脚RST/V PD ALE/PROG PSEN口EAVPP

RST/V PD RST是复位信号输入端。当输入的复位信号保持两个机器周期(24个时钟周期)以上的高电平时有效,用来完成复位操作第二功能VPD 作为备用电源输入端,当主电源VCC发生故障,电压降低到低电平规定值时,可通过VPD为单片机内部RAM提供电源,以保护片内RAM中的信息不丢失,使系统在上电后能继续正常运行。

ALE/PROJALE为地址锁存允许输出信号。在访问外部存储器时,ALE 用来锁存P0 口扩展低8位地址的控制信号。在不访问外部存储器时,ALE 也以时钟震荡频率的1/6的固定频率输出,因而它又可用作对外输出时钟信号或其他需要,例如可以用示波器查看ALE是否有脉冲信号输出来确定

89C51芯片的好坏第二功能PROGI对内部有EPROM的单片机的EPRO编程时编程脉冲输入端,它和31号引脚的第二功能Vpp—起使用。

PSEN外部ROM勺读选通信号输出端。在访问外部ROM寸,PSE产生负脉冲作为读外部ROM勺选通信号。而在访问外部RAM或片内ROMtf,不会产生有效PSEN!号。

EAVPP:EA是访问外部ROM的控制信号。当EA为低电平时,CPU只执行外部RO 碑的程序。当EA为高电平且PC值小于0FFF(4K)时,CPU执行内部ROM勺程序,但当PC的值超出4K时将自动转去执行片外ROM勺程序。戶于无片内ROM勺8031或不使用内部ROM勺89C51,需外扩EPROM此时EA必须接地第二种功能VPP是对8751的片内EPROI的+21V编程电源输入端。

4.P0~P3口结构及功能

(1)P0 口由一个输出锁存器、一个转换开关MUX两个三态输入缓冲器、输出驱动电路和一个与门及一个反相器组成,如图

2-2所示。

图2-2 P0 口位结构图

P0口具有两种功能:第一,P0 口可以用作通用I/O接口;第二,P0 口可以用作地址/数据总线。

(2)P1 口是由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路

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