交通与汽车工程学院
课程设计说明书
课程名称: 微机原理及应用课程设计
课程代码: 8234570 题目: 60s倒计时
年级/专业/班: 学生姓名: 学号: 开始时间: 2012 年 07 月 02 日
完成时间: 2012 年 07 月 06 日
课程设计成绩：
学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际
能力（20）
创新（5）
说明书（计算书、图纸、分析
报告）撰写质量（45）
总分
（100）
指导教师签名：年月日
目录
摘要.................................................................. - 2 - 1 引言................................................................. - 3 -
1.1 问题的提出........................................................ - 3 -
1.2任务与分析 ........................................................ - 3 -
2 系统方案设计 ........................................................... -
3 -
2.1 系统设计方案...................................................... - 3 -
2.2 系统总体框图...................................................... - 4 -
3 系统硬件电路设计........................................................ -
4 -
3.1 AT89C51单片机..................................................... - 4 -
4 系统软件设计 ........................................................... - 6 -
4.1 proteus软件环境介绍 ............................................... - 6 -
4.2 Protel软件环境介绍 ................................................ - 7 -
4.3系统软件分析....................................................... - 8 -
4.3.2倒计时显示模块选择............................................ - 8 -
4.3.2控制器选择.................................................. - 10 -
4.3.3 键盘选择 ................................................... - 11 -
4.3.4时钟频率电路的设计........................................... - 12 -
4.3.5复位电路的设计............................................... - 12 -
4.4 程序流程图....................................................... - 14 - 主程序流程图............................................................ - 14 - 5 系统调试过程 .......................................................... - 17 - 结论 ................................................................. - 20 - 致谢 ................................................................. - 21 -
摘要
随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作用也越来越重要。本文设计出以AT89C51单片机为核心的八路抢答器，采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想,它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，最后通过LED数码管显示相应的路数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，充分利用了单片机系统结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。
本设计是以60S，利用AT89C51单片机及外围接口实现的倒计时功能，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行倒计时，同时使数码管能够正确地显示时间。按钮可以实现复位、暂停、开始的功能生。
关键词： 89C51单片机 LED显示器
1 引言
1.1 问题的提出
随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断地提高。时钟已不仅仅被看成一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。本文正是基于这种设计方向，以单片机为控制核心，设计制作一个多功能的数字时钟。
本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个多功能数字时钟系统。该时钟系统主要由时钟模块、数码管显示模块、按键控制复位模块以及信号提示模块组成。系统具有简单清晰的操作界面，可随时进行时间调整。同时，该时钟系统还具有功耗小、成本低的特点，具有很强的实用性。由于系统所用元器件较少，单片机所被占用的I/O口不多，因此系统具有一定的可扩展性。
1.2任务与分析
本次设计的系统的控制中心是89C51单片机。首先，在Protel软件环境中进行硬件电路图的设计。然后在8051软件环境中进行系统的软件编程，并进行程序源文件的编译和调试，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件电路运行实现的源代码来源。把.hex文件加载到AT89C51单片机芯片，然后在Proteus软件环境中运行硬件电路，时钟的日期就可以正常显示了。
本设计的系统主要由:AT89C51为中央处理芯片，LED显示器，振荡电路。
2 系统方案设计
2.1 系统设计方案
通过一秒定时，使初值每隔一秒减一，然后通过P0,P2口，让LED显示。由于涉及到个位十位的显示所以会用到除法操作，因而会用到寄存器B和累加器A。另外，涉及到LED显示的部分，会用到查表指令和段码。
2.2 系统总体框图
图2-1 系统总体框图
当程序启动时，初值60，每隔一秒初值减一，当倒计时结束时候，点亮灯泡。 3 系统硬件电路设计
3.1 AT89C51单片机
AT89C51单片机是美国Atmel 公司生产低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM ）和128 bytes 的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用Atmel 公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU ）和Flash 存储单元，功能强大。AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
图3-1为AT89C51单片机的基本组成功能方块图。由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU 、存储器、可编程I/O 口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分。
图 3-1 单片机结构框图
单片机管脚说明:
振荡器和时序OSC 程序存储器 4 KB ROM 数据存储器 256 B RAM/SFR 定时器/计数器 2 ×16 AT89C51CPU 64 KB 总线 扩展控制器 可编程 I/O 可编程全双工串行口 内中断
图 3-2 AT89C51单片机管脚图
ATMEL公司的AT89C51是一种高效微控制器。采用40引脚双列直插封装形式。AT89C51单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址1时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入1后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
P3口管脚备选功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 INT0（外部中断0）
P3.3 INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 WR （外部数据存储器写选通） P3.7 RD （外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 ALE/PROG ：当访问外部存储器时，地址锁存允许端的输出电平用于锁存地址的地址字节。在FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲。如想禁止ALE 的输出可在SFR8EH 地址上置0。此时， ALE 只有在执行MOVX ，MOVC 指令是ALE 才起作用。
PSEN ：外部程序存储器的选通信号端。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。
EA /VP ：当EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH ），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA 将内部锁定为RESET ；当EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：反向振荡器的输出,如采用外部时钟源驱动器件，应不接。
4 系统软件设计
4.1 proteus 软件环境介绍
本系统的硬件设计首先是在Proteus 软件环境中仿真实现的。Proteus 软件是来自英国Labcenter electronics 公司的EDA 工具软件，Proteus 软件有十多年的历史，在全球广泛使用，除了具有和其它EDA 工具一样的原理布图、PCB 自动或人工布线及电路仿真的功能外，其革命性的功能是，它的电路仿真是互动的。针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试。如果有显示及输出，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等，还能看到运行后输入输出的效果。Proteus 建立了完备的电子设计开发环境，尤其重要的是Proteus Lite 可以完全免费，也可以花微不足道的费用注册达到更好的效果[2]。
Proteus 是目前最好的模拟单片机外围器件的工具。可以仿真51系列、AVR 、PIC 等
常用的MCU 及其外围电路（如LCD ，RAM ，ROM ，键盘，马达，LED ，AD/DA ，部分SPI 器件，部分IIC 器件...）。其实Proteus 与 multisim 比较类似，只不过它可以仿真MCU ，当然，软件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型，用开发板和仿真器当然是最好选择，可是初学者拥有它们的可能性比较小。当然，硬件实践还是必不可少的。在没有硬件的情况下，Proteus 能像pspice 仿真模拟/数字电路那样仿真MCU 及外围电路。另外，即使有硬件，在程序编写早期用软件仿真一下也是很有必要的。Proteus 软件主要具有以下几个方面的特点：
1、设计和仿真软件Proteus 是一个很有用的工具，它可以帮助学生和专业人士提高他们的模拟和数字电路的设计能力。
2、它允许对电路设计采用图形环境，在这种环境中，可以使用一个特定符号来代替元器件，并完成不会对真实电路造成任何损害的电路仿真操作。
3、它可以仿真仪表以及可描述在仿真过程中所获得的信号的图表。
4、它可以仿真目前流行的单片机，如PICS, ATMEL-AVR, MOTOROLA, 8051 等。
5、在设计综合性方案中,还可以利用ARES 开发印制电路板。
4.2 Protel 软件环境介绍
Protel 印制板设计软件包是澳大利亚protel technology 公司与1990年推出的电子CAD 产品，具有方便、易学、实用、快速以及高速度、高步通率的特点。它采用了分层次下拉窗口菜单结构形式，用户基本上不需要记背太多的键盘命令，用鼠标点击菜单命令就能操作，protel 有着很高的自动布线布通率。布通率是电子产CAD 产品的一项重要指标，它反映电子元件在电路图中连接关系有多少能在印刷版图中实现。在设计常用的单、双面印制板时只要选择适当的元件布局和布线策略方法，protel 就可以轻易的达到98%-100%的布通率。对于极少数不能布通的定方，protel 可以用飞线指示出来，引导用户用手工方法连通。另外，protel 有强大的宏命令设置功能，利用宏命令功能多定义的热键可以大大提高操作速度
[1]。 Protel 对微机的软硬件配置要求很低：cpu 在8088以上，dos2.0以上版本，内存640kb 以上，双软件（或一个软件一个硬盘），单色显示器（多层板设计时最好用彩色），各种兼容打印机。也能在Windows9X 平台的模拟DOS 下运行。
Protel 已成为印制板设计加工方面的工业标准。据初步统计protel 在CAD 的市场占有率达 95%，成为电子产品制造业界的首选CAD 软件。
4.3系统软件分析
任何一个应用系统，它们都有着自己的硬件系统和软件系统，少了任何一个部分都不可能称之为一个完整的应用系统，它们之间是相互依存的一个整体，硬件系统是软件系统的一个基础和前提，为软件系统提供了一个操作平台；而软件系统是硬件系统的灵魂，它对硬件系统起到扩充和完善的作用。可想而知软件系统与硬件系统同等重要，下面为系统软件设计过程：
（1）共阴极LED段码
由于涉及到数字的显示，而且用到了共阴极LED显示器，所以必须在查表指令中查段码，来显示个位和十位的数字。
（2）一秒的定时
可以通过不断查询TF0，来确定T0的溢出，通过不断循环来进行1秒定时。
（3）数字的个位十位
通过除法操作可以得到数据的个位十位，数据除以10，其商为十位，余数为个位。
4.3.2倒计时显示模块选择
显示模块主要是显示倒计时的时间。
在使用传统的数码管显示。数码管具有：低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高（低）温，对外界环境要求低，易于维护，同时其精度高，称量快，精确可靠，操作简单。数码显示是采用BCD编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少。
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COM接到+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(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，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。
led数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。图2是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。led数码管
广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。
数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。
静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的
I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要
5×8=40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。
数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。
8字上沿与下沿的距离。比外型高度小。通常用英寸来表示。范围一般为0.25-20英寸。
长——数码管正放时，水平方向的长度；宽——数码管正放时，垂直方向上的长度；高——数码管的厚度。
四位数码管中，第二位8与第三位8字中间的二个点。一般用于显示时钟中的秒。
静态时，推荐使用10-15mA；动态时，16/1动态扫描时，平均电流为4-5mA，峰值电流50-60mA。
查引脚排布图，看一下每段的芯片数量是多少？当红色与黄绿色时，使用1.9V乘以每段的芯片串联的个数；当绿色/蓝色时，使用3.1V乘以每段的芯片串联的个数。
数码管是一类显示屏通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。
由于它的价格便宜使用简单在电器特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。
恒流驱动与非恒流驱动对数码管的影响
由于发光二极管基本上属于电流敏感器件，其正向压降的分散性很大，并且还与温度有关，为了保证数码管具有良好的亮度均匀度，就需要使其具有恒定的工作电流，且不能受温度及其它因素的影响。另外，当温度变化时驱动芯片还要能够自动调节输出电流的大小以实现色差平衡温度补偿。
即使是短时间的电流过载也可能对发光管造成永久性的损坏，采用恒流驱动电路后可防止由于电流故障所引起的数码管的大面积损坏。
另外，我们所采用的超大规模集成电路还具有级联延时开关特性，可防止反向尖峰电压对发光二极管的损害。
超大规模集成电路还具有热保护功能，当任何一片的温度超过一定值时可自动关断，并且可在控制室内看到故障显示。
关于亮度一致性的问题是一个行业内的常见问题。有二个大的因素影响到亮度一致性。一是使用原材料芯片的选取，一是使用数码管时采取的控制方式。
显示功能与硬件关系极大，当硬件固定后，如何在不引起操作者误解的前提下提供尽可能丰富的信息，全靠软件来解决。在这里我们使用的是七段数码管显示，通常在显示上我们采用的方法一般包括两种：一种是静态显示，一种是动态显示。其中静态显示的特点是显示稳定不闪烁，程序编写简单，但占用端口资源多；动态显示的特点是：显示稳定性没静态好，程序编写复杂，但是相对静态显示而言占用端口资源少。在本设计中根据实际情况采用的是动态显示方法。4位七段数码管显示电路如下图所示。
图 4-1 七段数码管显示电路图
上图中数码管采用的是2个七段共阳数码管，其中A~H段分别接到单片机的P0口，由单片机输出的P0口数据来决定段码值，由单片机来决定当前该显示的是哪一位。在图中还有一个排阻，连接在P0口上，用作P0口的上拉电阻，保证P0口没有数据输出时候处于高电平状态。
通过查表法，将其在数码管上显示出来，其中P0口为十位码输入端，P2口为个位码输入段。在这里我们通过查表将字型码送给7段数码管显示的数字。
4.3.2控制器选择
控制器主要用于对倒计时进行控制。
采用ATMEL公司的AT89C51作为系统控制器的CPU方案。单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛。
图4-2 AT89C51元件图
4.3.3 键盘选择
键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。键盘按结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法来产生键码。在单片机中使用的都是非编码键盘，因为非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘的类型很多，常用的有独立式键盘，行列式键盘等。
本设计采用独立式键盘
键盘接口中使用3根I/O线，键盘中就有几个按键，键盘接口使用了3根I/O口线，该键盘就有3个按键，这种类型的键盘，其按键比较少，且键盘中各按键的工作互不干扰。因此可以根据实际需要对键盘中的按键灵活的编码。如图2-2。
最简单的编码方式就是根据I/O输入口所直接反映的相应按键，按下的状态进行编码，称按键直接状态码，对于这样编码的独立式键盘，CPU可以通过直接读取I/O口的状态来获取按键的直接状态编码值，根据这个值直接进行按键识别，这样形式的键盘结构简单，按键识别容易。
独立式键盘的缺点是需要占用比较多的I/O口线，当单片机应用系统键盘中需要的按键比较少或I/O口线比较富余时，可以采用这样类型的键盘。
图 4-3 抢答按键及调整按键
4.3.4时钟频率电路的设计
单片机必须在时钟的驱动下才能工作。在单片机内部有一个时钟振荡电路，只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元，决定单片机的工作速度。时钟电路如下图所示。
图4-4 外部振荡源电路
一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟10ms后振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两个电容C1，C2的作用有两个：一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调。
单片机在工作时，由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数。图中时钟频率为12MHz。
4.3.5复位电路的设计
单片机的第9脚RST为硬件复位端，只要将该端持续4个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，其电路图如下所示：
图4-5 复位电路
4.4 程序流程图
主程序流程图
主程序
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN: MOV R2,#30
MOV P1,#0FFH
LOOP1:MOV A,R2
MOV B,#10
DIV AB
MOV DPTR,#TAB
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
MOV R7,#20
LOOP0: MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
SETB TR0
JNB TF0,$
CLR TF0
DJNZ R7,LOOP0
DEC R2
CJNE R2,#0FFH,LOOP1 CLR P1.0
HERE: AJMP HERE
TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6F
END
主程序流程图：
N
Y
赋值（R2，P1） 显示值减一 显示 开始
1秒定时 减一后的值是否等于FFH
亮灯（P1.0赋值） 结束
1秒定时器程序
MOV R7,#20
LOOP0: MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
SETB TR0
JNB TF0,$
CLR TF0
DJNZ R7,LOOP0
一秒定时器流程图：
N
Y
赋定时器初值 开定时器 等待T0溢出 TF0清零 判断是否循环20次 一秒定时
5 系统调试过程
通过上面的硬件设计和软件设计过程，设计的工作已经基本完成，接下来的工作就是对所设计好的应用系统进行调试。通过调试可以检查出系统出现的一些错误，从而进行下一步的修改。
（1）在Protel 99 SE中，对硬件电路图进行ERC电气规则检查。
图5-1 protel原理图
图5-2 ERC电气规则检查结果
（2）程序调试
程序经过调试显示“0错误，0警告”。表示程序调试通过。
图5-3 程序调试通过示意图
（4）PCB板绘制
图5-4 PCB板图
（3）protues调试
图5-5 protues仿真图
湖南文理学院课程设计报告 课程名称：单片机原理课程设计 学院：电信学院 专业班级：自动化07101 学生姓名： 指导老师： 完成时间： 报告成绩：
倒计时器设计
目录 目录 (1) 摘要 (3) ABSTRACT (4) 第一章设计要求与方案确定 (5) 1.1设计意义 (5) 1.2设计要求 (5) 1.3方案确定 (5) 第二章硬件电路 (6) 2.1单片机概述 (6) 2.1.1 单片机基础 (6) 2.1.2单片机与单片机系统 (7) 2.1.3 单片机的产生与发展 (7) 2.2MCS-51系列单片机介绍 (8) 2.2.1 80C51 芯片介绍 (8) 2.2.3 最小系统 (9) 2.2.4 定时与中断的概念 (10) 2.4LED显示电路设计与器件选择 (12) 2.4.1.LED显示器的选择 (13) 2.4.2LED驱动芯片选择 (13) 2.5按键电路设计 (13) 2.6蜂鸣器电路的设计 (14) 第三章倒计时器的设计 (15) 3.1倒计时器系统设计方案及框图 (15) 3.2程序设计 (15) 3.2.1主程序设计 (15) 3.2.2倒计时模块设计 (17) 3.2.3键盘扫描数码管显示程序 (17)
第四章倒计时器设计仿真 (18) 4.1设置倒计时初值 (18) 4.2开始倒计时 (18) 4.3倒计时结束并报警 (18) 总结 (20) 参考文献 (21) 致谢 (22) 附录1 倒计时器设计源程序 (23) 附录2 所用元器件清单 (23)
摘要 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的走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时控制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。 本系统由单片机系统、矩阵式键盘、蜂鸣器和LED数码管显示系统组成。装置利用AT89C51单片机与74LS245驱动器驱动LED数码管显示。通过按键控制设定倒计时时间，再通过中断控制系统开始倒计时。当倒计时时间到时，由P1.0口驱动蜂鸣器发声报警。为了简化电路，降低成本，采用以软件为主的的接口方法。 该系统实用、功能灵活多样，可以对计时时间进行实时控制，可以广泛的应用于各种场所的控制设备。 【关键词】单片机；LED数码管显示器；倒计时；报警
学号： 课程设计 题目 学院 专业 班级 姓名 指导教师
年月日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 篮球24秒记时器的设计与制作 初始条件： （1）具备显示24秒记时功能 （2）计时器为递减工作，间隔为1S （3）递减到0时发声光报警信号 （4）设置外部开关，控制计时器的清0，启动及暂停 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）设计任务及要求 （2）方案比较及认证 （3）系统框图，原理说明 （4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 （5）调试记录及结果分析 （6）对成果的评价及改进方法 （7）总结（收获及体会） （8）参考资料 （9）附录：器件表，芯片资料 时间安排： 6月16日~6月19日：明确课题，收集资料，方案确定 6月19日~6月21日：整体设计，硬件电路调试 6月21日~6月24日；报告撰写，交设计报告，答辩 指导教师签名：2014年 6月日
前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 篮球作为一项全民健身项目，已有一定的历史。在中国，篮球很盛行，篮球比赛也日趋职业化。篮球比赛中有一项违例时间要用倒计时器，目前多数采用的是24秒制。有需要就会有市场，因此设计一款24秒计时器是非常有必要也非常有前景的。 该计时器要有递减计时及报警功能。因此符合比赛中违例判罚的需要。 在NBA比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于proteus仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在proteus下设计和进行仿真，得到了预期的结果。
倒计时秒表课程设计
目录 一.设计目的 (1) 二.设计要求 (1) 三.总体设计 (1) 设计方案 (1) 硬件电路设计 (1) 1）C P U部分 (1) 2）晶振电路部分 (2) 3）L C D显示 (3) 4）键盘及蜂鸣器部分 (3) 软件程序设计 (4) 四.方案实施 (6) 单片机简介 (6) 4.2动态L C D液晶显示器显示 (6) 4．3 软件调试及调试方法 (8) 五.课程设计总结 (10) 六.参考文献 (10) 七.附件 (11) 源程序 (12) 总体电路图 (22)
一.设计目的 1熟悉整个项目的流程即单片机系统设计过程 2 学会使用各种仿真软件 3熟练的使用汇编语言编写小的应用程序 4 掌握系统的调试与安装 5提高学生的自学能力和动手能力 二.设计要求 1）可以实现正常秒表的所有功能，包括启动，暂停，复位等 2）可以自由设定倒计时时间（10s,20s,30s....)，并进行倒计时（10s,20s,30s....) 3）显示方式自选 4）任选一款51单片机 5)扩展功能：在秒表基础上增加时钟功能；倒计时完成时加入报警单元，如声音，灯光等 三.总体设计 设计方案 1）方案讨论和设计：倒计时数字秒表的设计主要考虑以下几个问题：一，LCD液晶显示器如何显示数字0—9；二，如何用单片机来控制LCD的显示；三，单片机最小模式下的设计。处理好这些问题此设计才能完整，为此必须先了解LCD的显示原理和接线方法，再了解单片机的组成原理和控制方法。硬件电路的绘制和软件程序的编写是此次设计的关键和基础，只有硬件电路的设计是正确的、合理的，软件设计才可以根据硬件电路编程，以下的设计才能够进行。 2）主要任务：软件的调试和烧录 硬件电路设计 1）CPU部分 口是“调模式”num 10,num20,num30,num50,num100 口是“开始”倒计时端口 口是“关闭”（返回）轰鸣器口，在定时可以返回到模式状态。 口是给轰鸣器送触发信号口 口是“暂停”口
湖南科技大学 课程设计报告课程名称:单片机原理及应用课程设计 设计题目：电阻测量 院系：通信与控制工程系 专业：通信工程 班级： 学生姓名: 学号: 08409218 08409224 起止日期:2010年12月20日~ 2010年12月31日指导教师: 教研室主任：
指导教师评语： 指导教师签名：年月日 成绩 评 定 项目 权 重 成绩 1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.2 2、课程设计质量与答辩0.5 3、设计报告书写及图纸规范程度0.3 总成绩 教研室审核意见： 教研室主任签字：年月日 教学系审核意见： 主任签字：年月日
基于STC89C52的倒计时器设计 1 设计任务与要求 本项目是由单片机执行设定的程序，在数码管显示倒计时的时间，且能由单片机接受矩阵键盘设定的时间。由4位数码管做显示，能够实现5种倒计时模式，通过控制按键进行选择9999s-0s、999s-0s、99s-0s、9s-0s、开始值由人工输入-0s。 2 方案设计与论证 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。现在，在许多领域中，定时器得到了广泛的应用，比如在体育比赛中的计时器；安全措施中的定时报警器；游戏中的倒计时；维持秩序的交通信号灯；红路灯，交通控制器，闹钟等等。可见倒计时器在社会中的重要性。当然，设计倒计时器的方法很多，以下是两个设计方案。 方案一：基于AT89S52单片机的LCD液晶显示模块1602显示的倒计时器。主要是以单片机来控制，用按键来设定倒计时初始时刻的值，用按键来进行倒计时初值的选择，LCD1602液晶作为显示模块来显示倒计时间。 方案二：基于AT89S52单片机的数码管显示模块显示的倒计时器。主要是以单片机来控制，用按键来设定倒计时初始时刻的值，按键来进行倒计时初值的选择。此电路对于倒计时器中的LED数码管示器来说，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。 方案比较：通过以上两个方案，我们发现，方案二总体比方案一好。首先方案一虽然硬件电路简单，但造价较高，且在编写程序实现所要求的功能时较难，而方案二所用的显示模块是比较熟悉的数码管，编写程序是相对容易，且电路造价不高，因此，综合考虑之后决定采用方案二。
24秒倒计时器系统设计 一、仿真图 （一）Proteus元器件查找 1、芯片：89C51 2、电阻：res 3、缓冲器74HC244 4、数码管7SEG-------CC共阴极 5、非门74LS04 6、按键button 二、程序 #include
TH1=(65536-49000)/256; TL1=(65536-49000)%256; num2++; if(num2==20){ num2=0; if(!f1){ if(num!=0)num--; shi=num/10; ge=num%10; } } } void ex_int()interrupt 0 { num=24; } void ex_int1()interrupt 2 { sum++; if(sum%2==1) f1=1; else f1=0; } void delay() { uint j; for(j=0;j<200;j++); } void disply() { P2&=0XF0; P1=table[shi]; P2_0=1; delay(); P2&=0XF0; P1=table[ge]; P2_1=1;
. 定时电路的设计 ——数字逻辑课程设计 学院：计算机学院 专业班级：计科13
时间：2015年1月4日 目录 设计要求 (3) 正文 一、倒计时器组成及原理 (3) 1.1倒计时计数器组成 (3) 1.2工作原理 (3) 二、拟定设计方案 (4) 2.1用Multisim进行仿真设计 (4) 2.2设计实现数码管显示 (4) 2.3设计555定时振荡实现秒振荡发生功能 (4) 2.4设计实现减法计数功能 (5) 2.5设计实现二位数减法计数功能 (5) 2.6设计实现反馈电路实现30秒计数功能 (5) 2.7设计实现控制电路实现启动、清零/复位和暂停/继续计数控制电路 (5) 2.7.1清零/复位电路 (5) 2.7.2暂停/继续计数电路 (6) 2.7.3启动电路 (7) 2.8设计实现闪烁报警电路 (8) 三、功能说明总结 (9) 四、课程设计小结 (9) 参考文献 (10) 附录： 一、电路原理图 (11) 二、元器件明细表 (11)
设计要求： 设计30秒倒计时计数器。 30秒倒计时器的设计功能要求包括： 1.具有30S减计时功能，计时时间到后发出声光报警信号（点亮LED，喇叭鸣叫）； 2.计时时间精确（用石英振荡器产生秒信号）； 3.用数码管显示剩余时间； 4.具有复位、启动、暂停、继续等操作按钮； 正文： 一、倒计时器组成及原理 1.1倒计时计数器组成 倒计时计数器选用TTL集成电路，主要由秒定时振荡发生器、减法计数器、译码器、七段数码显示器、控制电路、闪烁报警电路等组成，在电路工作过程中，电路能够通过控制器实现开始计数、清零/复位、暂停/继续计数等功能，在倒计时结束保持00状态并不断闪烁提示报警，原理图如下： 图1 1.2工作原理 当电路工作时，由555定时器组成多谐振荡器，选取适当的电容使振荡周期为1s；用两片减法计数器芯片级联组成二位数计数器，用七段数码管显示计数；控制电路通过控制减
湖南工业大学 课程设计 资料袋 电气与信息工程学院（系、部）2016～2017 学年第 1 学期课程名称电子技术课程设计指导教师黄卓冕职称讲师 学生姓名谢富专业班级电气工程1401 学号14401300114 题目篮球比赛24秒计时器设计 成绩起止日期2016 年11 月14 日～2016 年11 月18 日 目录清单
湖南工业大学 课程设计任务书 2016年～2017学年第1 学期 电气与信息工程学院（系、部）电气工程专业1401 班级课程名称：电子技术课程设计 设计题目：篮球比赛24秒计时器设计 完成期限：自2016 年11 月14 日至2016 年11 月18 日共 1 周
安 排 2016.11.15--17 学生进行设计 2015.11.18 学生修改、打印设计报告 主要参考资料[1] 康华光电子技术基础模拟部分（第五版）高等教育出版社 2007年 [2] 欧伟明. 实用数字电子技术. 北京：电子工业出版社，2012 [3] 陆应华. 电子系统设计教程. 北京：国防工业出版社，2005 [4] 李忠波等. 电子技术仿真与实践. 北京：机械工业出版社，2004 指导教师（签字）：年月日 系（教研室）主任（签字）：年月日 电子技术课程设计 设计说明书 起止日期：2016 年11 月14 日至2016 年11 月18 日篮球比赛24秒计时器设计
学生姓名谢富 班级电气工程1401 学号14401300114 成绩 指导教师(签字) 电气与信息工程学院（部） 篮球比赛24秒计时器设计 设计目的及要求 一、设计要求 （1）设计指标 1、具有24秒计时功能。 2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。 3、在直接清零时，要求数码显示器灭灯。 4、计时器为24秒递减时, 计时间隔为1秒。 5、计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 6、将24秒递减计时器改为24秒递增计时器，试问电路要作哪些相应的改动。 它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路（简称控制电路）和报警电路等五个部分组成。其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成24秒计时功能，而控制电路是控制计时器的直接清零、启动计数和暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。 为保证系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系： 1．操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。 2．当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP（秒脉冲信号），同时计数器完成置数功能，数码显示器显示24秒
1苏—________________________________________________________________________ 1 2整体设计方案 (2) 3各单元的介绍 (3) 3.1最小应用系统 (3) 3.1.1 AT89C51 的介绍 (3) 3.1.2时钟电路的介绍 (5) 3.1.3复位电路 (7) 3.2锁存器74LS273的介绍 (8) 3.3数码管显示介绍 (9) 4 99倒计时主电路图 (10) 5程序流程图 (12) 6 99倒计时软件程序设计 (13) 7总拮 (15) 8说辞 (16)
9参考文献 (17)
1引言 目前单片机的应用越来越广泛，实际上，单片机得几乎在人类生活的各个领域都表现出强大的什么生命力，使计算机的应用范围达到了前所未有的广度和深度。单片机的出现尤其对电路工作者产生了观念上的冲击。在过去经常采用模拟电路、数字电路诗实现的电路系统，现在相当大一部分可以用单片机予以实现，传统的电路设计方法已演变成软件和硬件相结合的设计方，而且许多电路设计问题将转化为纯粹的程序设计问题。 INTEL公司从其生产单片机开始发展到现在，大体上可分为3大系列：MCST8 系列、M C S~51系列和M C S_96系列。M C S~51系列是8为高档单片机系列，也是我国目前应用最为广泛的一种单片机系列。单片机是把CPU、内存储器和某些W接口 电路集成在一块大规模芯片上的微型计算机。单片机的优点很多，具有体积小，成本低，抗干扰能力强，面向控制，可以实现分机各分布控制等。在进行99倒计时的课程设计中就是利用单片机的上述优点，采用的是AT89C51型号的单片机。 99秒倒计时器主要是用在精确时间上。它是通过一个按键来控制它的开和停，在控制过程中有一个暂停开关和一个复位按钮，它能及时有效的记录瞬间时间，它在我们的生活中的应用很广泛。
学号 电子线路综合设计 设计说明书 数显倒计时电路设计 起止日期：2014 年6 月29 日至2014 年7 月10 日 学生姓名 班级13信科1 成绩 指导教师(签字) 计算机与信息工程学院 2014 年7 月10 日
课程设计任务书 2014 —2015学年第二学期 计算机与信息工程学院电子信息与科学专业 13信科1班级 课程设计名称：电子线路综合设计 设计题目：数显倒计时电路设计 完成期限：自 2015 年 6 月 29 日至 2015 年 7 月 10 日共 2 周 设计依据、要求及主要内容（可另加附页）： 一、课程设计依据 数码显示管、555定时电路、计数器的逻辑功能 二、课程设计内容 设计并制作一个数显倒计时电路。要求如下： 1、电路具有10～99秒可预置定时功能。 2、有两个数码管显示计时时间，用一只LED指示计时开始与结束。按预置/开始按钮，数码管显示定时时间，LED不亮；再按预置/开始按钮，LED亮，倒计时开始。 3、倒计时结束时，计数器停止计数，LED不亮。 4、电路具有开机预置数功能。 5、自制本电路所用的直流电源和一秒信号源。 三．课程设计要求 1.要求独立完成设计任务。 2.课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规范。 3.测试要求：根据题目的特点，设计电路并仿真，最后焊接电路并进行调试。 4.课设说明书要求： 1)说明题目的设计电路图、仿真结果和调试过程。 2)详细介绍运用的理论知识和电路图设计过程。 3)绘制电路图并对硬件调试过程进行详细的分析。 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期：2015 年 6 月 25 日
数字电子技术课程设计说明书 篮球竞赛24秒计时器设计 系、部：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师：职称讲师 专业：电气 班级：电气 完成时间： 2012-6-6
前言
电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 篮球作为一项全民健身项目，已有一定的历史。在中国，篮球很盛行，篮球比赛也日趋职业化。篮球比赛中有一项违例时间要用倒计时器，目前多数采用的是24秒制。有需要就会有市场，因此设计一款24秒计时器是非常有必要也非常有前景的。 该计时器要有递减计时及报警功能。因此符合比赛中违例判罚的需要。 在NBA比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于proteus仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在proteus下设计和进行仿真，得到了预期的结果。
目录 第1章电路方案的选择及电路框图 (5) 设计方案 (5) 电路框图 (5) 第2章设计思路及其工作原理的介绍 (6) 设计思路 (6) 基本原理 (6) 第3章单元电路的设计 (8) 24进制计数器的设计 (8) 数码显示电路的设计 (9) 秒脉冲的设计 (11) 控制开关电路的设计 (13) 报警电路的设计 (13) 整机工作原理 (14) 第4章电路仿真 (15) 计时预备阶段 (15) 计时阶段 (16) 暂停\连续功能的实现 (17) 电路报警 (18) 第5章安装及调试步骤 (19) 第6章故障分析与电路改进 (20) 故障的分析和解决 (20) 电路的改进 (20) 结束语 (21) 参考文献 (22)
单片机倒计时秒表 课程设计
课程设计说明书 课程名称：单片机技术 设计题目：倒计时数字秒表设计院系： 学生姓名：张三 学号： ********* 专业班级： *********** 指导教师：李四 年月日
课程设计任务书 倒计时秒表
摘要：本次课程设计以AT89S52单片机为核心设计一个倒计时数字秒表，计数初值为59并开始每秒自动减1，当按键1按下时记录当前时间值，当按键2按下时显示当前记录值，显示过之后再次按下按键1时秒表复位为59。本设计硬件部分包括电源电路、复位电路、按键电路、振荡电路、数码管显示电路五部分电路，软件程序部分有定时中断程序、外部中断程序、显示子程序和延时子程序等。软件Proteus画出原理图并进行仿真，依照仿真成功的原理图接线，在万能版上把个个器件焊接好从而实现预期的功能。 关键词：倒计时 AT89S52 74LS47 数码管 目录
1.设计背景 (5) 1.1、设计课题的提出 (5) 1.2、设计作用及意义 (5) 2.设计方案 (6) 2.1、可行方案选择 (6) 2.2、可行方案比较 (6) 3.方案实施 (7) 3.1、硬件电路的实施 (7) 3.2、软件程序的实施 (11) 4.结果与结论 (13) 4.1、Proteus仿真运行结果 (13) 4.2、结论 (14) 5.收获与致谢 (14) 6.参考文献 (14) 7.附件 (15) 7.1、附件一（整体电路图） (15) 7.1、附件二（元件清单图） (16) 7.1、附件三（程序） (17) 7.1、附件四（运行实物图） (22) 1. 设计背景
数字逻辑电路设计 课程设计报告 系（部）：三系 专业：通信工程 班级：11通信 1班 姓名：张梦瑶 学号：20110306111 成绩： 指导老师：李海霞 开课时间：2012-2013学年二学期
一、设计题目 篮球比赛 24 秒倒计时器 二、主要内容 1、分析设计题目的具体要求 2、完成课题所要求的各个子功能的实现 3、用multisim 软件完成题目的整体设计 三、具体要求 （1）具有显示24s 倒计时功能：用两个共阴数码管显示，其计时间隔为1s。 （2）分别设置启动键和暂停 /继续键，控制两个计时器的直接启动计数，暂停/继续计数功能。 （3）设置复位键：按复位键可随时返回初始状态，即进攻方计时器返回到24s。 （4）计时器递减计数到“00”时，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即蜂鸣器发出声响和发光二极管发光。 四、进度安排 第一天：介绍所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。 第二天：消化课题，掌握设计要求，明确设计系统的全部功能，图书馆查阅资料。 第三天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。 第四天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。 第五天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。 第六天：完成整体设计并仿真验证。 第七天：对课程设计进行现场运行检查并提问，给出实践操作成绩。 第八天：完成实践报告的撰写 五、成绩评定 课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定，最终考核成绩由四部分组成：
1、理论设计方案，演示所设计成果，总成绩40％； 2、设计报告，占总成绩30％； 3、回答教师所提出的问题，占总成绩20％； 4、考勤情况，占总成绩10％； 无故旷课一次，平时成绩减半；无故旷课两次平时成绩为 0 分，无故旷课三次总成绩为 0 分。迟到 20 分钟按旷课处理。
机械与电子工程学院 课程设计报告 课程名称数字电子技术课程设计设计题目10秒倒计时器的设计所学专业名称电子信息工程 班级 学号 学生姓名 指导教师 2014年6月3日
任务书 设计名称：10秒倒计时器的设计 学生姓名：指导教师： 起止时间：自2014 年 5 月21 日起至2014 年 6 月4 日止 一、课程设计目的 1).熟悉集成电路及有关电子元器件的使用; 2).了解计时器主体电路的组成及工作原理; 3).学习数字电路中基本555定时器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。 二、课程设计任务和基本要求 设计任务： 1).设计好完整的操作方案。 2).对电路的原理进行简要分析。 3).在Multisim仿真软件中绘制出完整仿真电路图。并且尽可能地使整 个电路简洁、整齐、一目了然。 4).对设计的电路进行调试，完成课程设计应达到的目的. 基本要求： 1）具有10秒倒计时功能； 2)设置外部操作开关，控制计时器的直接清零/复位、开始和暂停/连续计数功能； 3)计时器计时间隔为1秒； 4)计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，保持并闪烁光电报警。 5计时器暂停计数时，数码管闪烁提醒；
指导老师评价表
目录 摘要与关键字．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1倒计时器组成及原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.1倒计时计数器组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.2工作原理 (3) 2.拟定设计方案 (4) 2.1用Multisim进行仿真计 (4) 2.2设计实现数码管示 (4) 2.3设计555定时振荡实现秒振荡发生功能 (4) 2.4设计实现减法计数功能 (5) 2.5设计实现二位数减法计数功能 (5) 2.6设计实现反馈电路实现30秒计数功能 (5) 2.7设计实现控制电路实现启动、清零/复位和暂停/继续计数控制电5 2.7.1清零/复位电路 (5) 2.7.2暂停/继续计数电路 (6) 2.7.3启动电路 (7) 2.8设计实现闪烁报警电路 (8) 3.功能说明总结………………………………………… 4.课程设计小结 (9) 参考文献 (10) 附录一 附录二
数字电子技术课程设计说明书篮球竞赛24秒计时器设计 系、部：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师：职称讲师 专业：电气 班级：电气 完成时间：2012-6-6
设计题目篮球比赛24秒倒计时器的设计
课程论文要求 设计制作一个篮球竞赛计时系统，具有进攻方24秒倒计时功能，具体设计要求如下： 1、具有显示 24s 倒计时功能：用两个共阴数码管显示，其计时间隔为1s。 2、分别设置启动键和暂停/继续键，控制两个计时器的直接启动计数，暂停/继续计数功能。 3、设置复位键：按复位键可随时返回初始状态，即进攻方计时器返回到24s。 4、计时器递减计数到“00”时，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即直流振荡器发出声响和发光二极管发光。 前言
电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 篮球作为一项全民健身项目，已有一定的历史。在中国，篮球很盛行，篮球比赛也日趋职业化。篮球比赛中有一项违例时间要用倒计时器，目前多数采用的是24秒制。有需要就会有市场，因此设计一款24秒计时器是非常有必要也非常有前景的。 该计时器要有递减计时及报警功能。因此符合比赛中违例判罚的需要。 在NBA比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于proteus仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在proteus下设计和进行仿真，得到了预期的结果。
基于单片机的电子倒计时牌的设计与实现 摘要 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的走向深入，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，以做完善。生活中单片机的应用很广，如电子倒计时牌就能够帮你记住一些重要的日子叫你不会忘记。它可以用于奥运会的倒计时、世界博览会的倒计时、高考的倒计时等重要的日子的计时，使你的生活变的简单而有规律。制作一些大的电子倒计时牌也能方便大众，如2008年奥运会在中国举办，在北京的那个大的奥运会倒计时牌就很好的给大众一个提醒的作用。 现在日常生活中时间对人们的重要性，越来越高了。时间伴随我们的每一天，每一时刻，所以我们由于各种原因会忘记各种重要的日子，这就是我们做这个电子倒计时牌的原因，它能够很好提醒人们重要的日子，保重我们不能忘记，也减少了人们不必要的损失。计时的方法也得到了发展，由最初人们用看系扣来记录重要的事情和天数，到看太阳的影子，来看时间的变化，再到出了发条表，人们用翻纸来看时间和天数，到现在人们有使用电子表，人们的生活再不断的提高和发展，电子倒计时牌是时代的发展的产物，也是人们智慧的产物。 本篇论文讨论了倒计时的设计和制作，单片机与外部温度采集芯片、液晶屏显示的电路连接，和使用Protel99进行原理图的绘制和PCB的制作，使用汇编和C语言进行软件的设计，并对系统硬件和软件进行了验证。 关键词：单片机；汇编；电子倒计时牌；Protel99
Electronic countdown board based on single chip design and implementation Abstract In recent years, with the penetration of computers in the social sphere, SCM applications are continually deepening, while the traditional control and test drive the rapidly growing update. In real-time detection and control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only the SCM knowledge is inadequate and should be based on specific hardware architecture, and application-specific features of the software objects are combined to make perfect . Life of a very wide application of SCM, such as electronic countdown board will be able to help you remember some important call you will not forget the day. It can be used for the Olympic Games countdown, countdown to the Expo, and other important college entrance examination in the countdown to the days of the time, make your life more simple and regular. Produce large electronic countdown board and make it easier public, such as the 2008 Olympic Games held in China, in Beijing Olympics countdown board that big on a good reminder to the public a role. Now in daily life, the importance of time for people increasingly high. Time with us every day, every minute, so we can forget all due to various reasons, this is an important day we do this electronic countdown card, it is important to remind people of the day, we cannot forget yourself, also reduced the people to avoid unnecessary loss. Timing method is developed by using buttons at first people to record important things to see the sun, and the number of shadow, the change of time and again to the wind, people use double perspective, time and number of paper to use electronic, people are the life of people more continuous improvement and development, electronic countdown card is the product of the development of The Times, the wisdom of people. This paper discusses the design and manufacture, the countdown MCU and external temperature gathering chip, LCD display, and use of the circuit principle diagram Protel99 draw and PCB manufacture, assembly and C language used in the design of software and hardware and software is validated. Key words: Single-Chip computer, Compilation, Electronic countdown board, Protel99
电气工程系电子实验室 课程设计报告 课程名称数字电子技术基础课程设计 设计题目篮球竞赛24秒计时器设计 班号KT623-3 专业自动化(汽车电子工程) 学生姓名学号 4 指导教师（签字） 起止日期 2009年 1月 6日－2009年 1月 9日
前言 (2) 第一章计时器概述 (3) 1.1篮球竞赛24秒计时器功能 (3) 1.2 设计任务及要求 (3) 1.2.1基本要求 (3) 1.2.2 设计任务及目标 (4) 1.2.3 主要参考器件： (4) 第二章电路设计原理与单元模块 (5) 2．1 设计原理 (6) 2．2 设计方案 (7) 2．3 单元模块 (8) 2.3.1 8421BCD码递减计数器模块 (8) 2.3.2 时钟模块 (10) 2.3.3 辅助时序控制模块 (12) 2．3．4 译码显示模块 (12) 第三章安装与测试 (14) 3.1 电路的安装 (15) 3.2 电路的调试 (16) 第四章实验体会 (16) 结论 (17) 致谢 (17) 参考文献 (19) 附录 (20)
数字电子技术课程设计是数字电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。 此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。
此次设计是我们更进一步了解基本电路的设计流程，提高自己的设计理念，丰富自己的理论知识，巩固所学知识，使自己的动手动脑能力有更进一步提高，为自己今后的学习和工作打好基础，为自己的专业技能打好基础。通过解决实际问题，巩固和加深“单片机原理与应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法提高电子电路的设计和实验能力，加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验以后从事生产和科研工作打下一定的基础。本次设计注重对单片机工作原理以及键盘控制及显示原理的理解，以便今后自己在单片机领域的学习和开发打下基础，提高自己的动手能力和设计能力，培养创新能力，丰富自己的理论知识，做到理论和实践相结合。本次设计的重要意义还在于对单片机的内部结构和工作状态做更进一步的了解，同时还对单片机的接口技术，中断技术，存储方式和控制方式作更深层次的了解。掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，强化单片机应用电路的设计与分析能力。提高学生在单片机应用方面的实践技能和科学作风;培育学生综合运用理论知识解决问题的能力，实现理论结合实际，学以至用的原则。用所学的知识和自身课外的拓展学习加深对专业课的理解和学习；锻炼综合运用电路设计及相关电子仪器、单片机软硬件结合的理论，结合生产实际分析和解决工作工程实际问题的能力，加固、加深和扩展有关电子类，汇编语言，相关电子电路和仿真软件方面的知识和能力。通过本次课程设计，应加强培养如下能力： (1)加强自身独立的动手能力和思考解决问题的能力，提高创造能力； (2)学会使用软件Proteus画原理图和仿真调试。 (3)学会基本焊接电路板的技能 通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。 二、设计要求 } 1、可以以实现正常秒表的所有功能，包括启动、暂停、复位等； 2、可以自由设定倒计时时间（10s、20s、30s···），并进行倒计时； 3、显示方式自选； 4、任选一款51单片机； 5、扩展功能：在秒表的基础上增加时钟功能，倒计时完成时加入报警单元，如声音、灯光等。
目录 一、计时器概述 (1) 1、计时器的特点及应用 (1) 2、设计任务及要求 (1) 二、电路设计原理及单元模块 (1) 1、设计原理 (1) 2、设计方案 (2) 3、单元模块 (3) 3.1、所用各个芯片功能 (3) 3.2、各单元电路 (7) 四、安装与调试 (11) 1、电路的安装 (11) 2、电路的调试 (12) 五、结论与心得 (12) 六、参考文献 (13) 1、总电路图 (14) 2、元件清单 (14) 3、实物 (15)
24秒倒计时器的设计和制作 一、计时器概述 1、计时器的特点及应用 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还可以用来做为各种药丸、药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就违例了。本课程设计“智能篮球比赛倒计时器的设计”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的违例。 2、设计任务及要求 设计一个24秒倒计时器，具体功能要求如下： 1、用小规模集成电路设计24秒倒计时电路； 2、用555定时器产生1Hz的标准脉冲信号； 3、当计时器显示00，同时报警； 4、计时器应具有清零、启动、暂停/继续计时等控制功能。 二、电路设计原理及单元模块 1、设计原理 24秒计时器的总体参考方案框图如图1所示。它包括秒脉冲发生器、
计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器完成24秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。 秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。 译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管和鸣蜂器代替。 主体电路：24秒倒计时。24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计到零。选取“00”这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲信号通过一个与门将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。 2、设计方案 图1、电路框图 总体电路说明：