采用單片機的倒計時鐘的設計

1、 采用單片機的倒計時鐘的設計 緒論 在生活和生產(chǎn)的各領域中，凡是有自動控制要求的地方都會有單片機的身影出現(xiàn)；從簡單到復雜，從空中、地面到地下，凡是能想像到的地方幾乎都有使用單片的需求。現(xiàn)在盡管單片機的應用已經(jīng)很普遍了，但仍有許多可以用單片機控制而尚未實現(xiàn)的項目，因此，單片機的應用大有想像和拓展空間。 單片機的應用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高勞動效率，減輕勞動強度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動環(huán)境，減少能源和材料消耗，保證安全等。 但是，單片機應用的意義絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來的經(jīng)濟效益上，更重要的意義還在于：單片機的應用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從

2、前必須有模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機通過軟件（編程序）方法實現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng)“軟化”技術，稱之為微控制技術。微控制技術是一種全新的概念，是對傳統(tǒng)控制技術的一次革命。隨著單片機應用的推廣普及，微控制技術必將不斷發(fā)展、日益完善和更加充實。 近年來隨著計算機在社會領域的滲透, 單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善。 模擬多通道壓力系統(tǒng)是利用壓力傳感

3、器采集當前壓力并反映在顯示器上，它可以分析壓力過量程，并發(fā)出報警。并采用電子秤原理可根據(jù)輸入單價準確的計算出物體的金額。本篇論文討論了簡單的倒計時器的設計與制作 ，對于倒計時器中的四位LED數(shù)碼顯示器來說，我為了簡化線路、降低成本，采用以軟件為主的接口方法，即不使用專門的硬件譯碼器，而采用軟件程序進行譯碼。 二、單片機原理與發(fā)展 2.1單片機的發(fā)展 1946年第一臺電子計算機誕生至今，依靠微電子技術和半導體技術的進步，從電子管晶體管集成電路大規(guī)模集成電路，使得計算機體積更小，功能更強。特別是近20年時間里，計算機技術獲得飛速的發(fā)展，計算機在工農(nóng)業(yè)，科研，教育，國防和航空航天領域獲得了廣泛的應用

4、，計算機技術已經(jīng)是一個國家現(xiàn)代科技水平的重要標志。 單片機誕生于20世紀70年代，象Fairchild公司研制的F8單片微型計算機。所謂單片機是利用大規(guī)模集成電路技術把中央處理單元(Center Processing Unit,也即常稱的CPU)和數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、程序存儲器(ROM)及其他I/O通信口集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個最小的計算機系統(tǒng)，而現(xiàn)代的單片機則加上了中斷單元，定時單元及A/D轉(zhuǎn)換等更復雜、更完善的電路，使得單片機的功能越來越強大，應用更廣泛。 20世紀70年代，微電子技術正處于發(fā)展階段，集成電路屬于中規(guī)模發(fā)展時期，各種新材料新工藝尚未成熟，單片機仍處在初級的發(fā)展階段，元件

5、集成規(guī)模還比較小，功能比較簡單，一般均把CPU、RAM有的還包括了一些簡單的I/O口集成到芯片上，象Fairchild公司就屬于這一類型，它還需配上外圍的其他處理電路方才構(gòu)成完整的計算系統(tǒng)。類似的單片機還有Zilog公司的Z80微處理器。 1976年INTEL公司推出了MCS-48單片機，這個時期的單片機才是真正的8位單片微型計算機，并推向市場。它以體積小，功能全，價格低贏得了廣泛的應用，為單片機的發(fā)展奠定了基礎，成為單片機發(fā)展史上重要的里程碑。 在MCS-48的帶領下，其后，各大半導體公司相繼研制和發(fā)展了自己的單片機，象Zilog公司的Z8系列。到了80年代初，單片機已發(fā)展到了高性能階段，象

6、INTEL公司的MCS-51系列，Motorola公司的6801和6802系列，Rokwell公司的6501及6502系列等等,此外,日本的著名電氣公司NEC和HITACHI都相繼開發(fā)了具有自己特色的專用單片機。 80年代，世界各大公司均競相研制出品種多功能強的單片機，約有幾十個系列，300多個品種，此時的單片機均屬于真正的單片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、數(shù)目繁多的I/O接口、多種中斷系統(tǒng)，甚至還有一些帶A/D轉(zhuǎn)換器的單片機，功能越來越強大，RAM和ROM的容量也越來越大，尋址空間甚至可達64kB，可以說，單片機發(fā)展到了一個新的平臺 單片機誕生于20世紀70年代末，經(jīng)歷了SCM、MC

7、U、SoC三大階段。 1.SCM即單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。 2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術發(fā)展方向是：不斷擴展?jié)M足嵌入式應用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統(tǒng)相關，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)

8、展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當數(shù)Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優(yōu)勢，將MCS-51從單片微型計算機迅速發(fā)展到微控制器。因此，當我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。 3.單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機應用系統(tǒng)設計會有較大的發(fā)展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統(tǒng)。到現(xiàn)在市場上8位，16位單

9、片機系列有很多，但是目前在國內(nèi)使用較多的系列是Intle公司的產(chǎn)品，其中又以MCS-51系列單片機應用尤為廣泛，20年經(jīng)久不衰，而且還在進一步發(fā)展，價格越來越低，性能越來越好。2.2 AT89S51單片機內(nèi)，外結(jié)構(gòu)AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可

10、為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 AT89S51具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，4個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，內(nèi)部集成看門狗計時器片內(nèi)時鐘振蕩器。89S51相對于89C51增加的新功能包括： - 新增加很多功能，性能有了較大提升，價格基本不變，甚至比89C51更低！ - ISP在線編程功能，這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個強大易用的功能。 - 最高工作頻率為3

11、3MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率是24M，就是說S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計算速度。 - 具有雙工UART串行通道。 - 內(nèi)部集成看門狗計時器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。 - 雙數(shù)據(jù)指示器。 - 電源關閉標識。- 全新的加密算法，這使得對于89S51的解密變?yōu)椴豢赡埽绦虻谋Ｃ苄源蟠蠹訌?，這樣就可以有效的保護知識產(chǎn)權不被侵犯。 - 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說所有教科書、網(wǎng)絡教程上的程序（不論教科書上采用的單片機是8051還是89C51還是MCS-51等等），在89S

12、51上一樣可以照常運行，這就是所謂的向下兼容。 因此我們選用AT89S51單片機來作為本系統(tǒng)的核心部分。 下圖為89s51的核心電路框圖：三、程序設計 3.1時間產(chǎn)生ORG 000BH LGMP TIMERSTART: MOV 53H, #10 MOV 54H, #10S12： MOV TMOD, #01H MOV THO, #0BDH MOV TL0，#0C0H MOV 1E, #82HTIMER:DJNZ R7， A2 MOV TH0，#0BDH MOV TL0，#0C0H MOV R7, #16 DJNZ 20H, #A2 MOV 20H, #10 DJNE 21H, A2 MOV 21

13、H< #10A2： RETI3.2 時間顯示MOV A .20MOV DPTR, #TABLEMOVC A, A+DPTRMOV P1， AMOV P2，02HLCALL DELAYMOV A, 21HMOVC A, A+DPTRMOV P1, A MOV P2， #01HLCALL DELDY3.3 時間調(diào)整 M1: JNB P3.3， M1 JNB P3.6， M31 LJMP M3 M31: LCALL DELAY 10MS JNB P3.6， M32 LJMP M3 M32: MOV R2, 20H CJNE R2, #1, L6 MOV 20H, #10 SJMP M3 L6:

14、 DEC 20H MOV 53H, 20H M3: JNB P3.7, L81 SJMP L8 L81: LCALL DELAY 10MS JNB P3.7, L82 L82: MOV R3, 21H CJNE R3, #1, L7 MOV R2, 20H CJNE R2, #1, L8 MOV 20H, #10 MOV 21H, #10 SJMP L8H2: LJMP Q1L7: DEC 21H MOV 54H, 21HL8: JNB P3.3, M51 LJMP M5M51: LCALL DELAY 10MS LCALL DELAT 10MS JNB P3.3, H2 LJMP M5四、硬

15、件設計 4.1復位電路 復位電路產(chǎn)生復位信號，復位信號送入RST后還要送至片內(nèi)的施密特觸發(fā)器，由片內(nèi)復位電路在每個機器周器的S5P2時刻對觸發(fā)器輸出采樣信號，然后由內(nèi)部復位電路產(chǎn)生復位操作所要的信號。一般的復位電路可分為上電自動復位和按鍵復位，我們在此選用的是上電復位。： 上電自動復位原理：RST引腳是復位信號的輸入端，只要高 電平的復位信號持續(xù)兩個機器周期以上的有效時間，就可以使單片機上電復位。上電自動復位是通過電容充電實現(xiàn)的，上電瞬間，RST端電位與Vcc相同，隨充電電流的減少，RST的電位逐漸下降，直到復位信號無效。按鍵復位在此不在作過多的介紹，其原理和上電復位是相同的。但其采用的是脈沖

16、復位電路和電平復位電路兩種。 復位電路和單片機最小系統(tǒng)如下圖所示： 4.2顯示電路通常在顯示上采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，另一種是動態(tài)顯示。其中靜態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫簡單，但占用端口資源多，所耗得電能較大；動態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定性沒靜態(tài)好，程序編寫復雜，但是相對靜態(tài)顯示而言占用端口資源少。在本設計中，為了減少端口資源，降低電能消耗，采用的是動態(tài)顯示方法。 本系統(tǒng)的倒計時時間的最大范圍是9999秒，要求精確到秒，顯示格式是9999/999/99/9。從格式可知數(shù)碼管顯示電路要用到4位數(shù)碼管。考慮到數(shù)碼管的段和位比較多，本系統(tǒng)選了兩個4位一體的共陽數(shù)碼管和一個一位的

17、共陽數(shù)碼管。數(shù)碼管有段選和位選控制，在此電路中有8個位選，8個段選，分別用單片機的P0口和P1進行8個位的控制。4.3控件電路鍵盤是微機應用系統(tǒng)中使用最廣泛的一種數(shù)據(jù)輸入設備，按照鍵盤按鍵的結(jié)構(gòu)形式，可分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。此次采用的是獨立式鍵盤，此鍵盤控制電路主要適用于調(diào)整時間，電路圖如下結(jié)束語結(jié)束語 通過本次設計，使我認識并了解了基本的設計開發(fā)過程，在這過程中，我的身邊的同學們給了我很多的啟示和幫助，而且我覺的對以前不了解的單片機知識有了一個更高更深的了解。我相信我所學的東西在以后的工作學習中會起很大的作用。 參考文獻1.李廣弟等編著，單片機基礎，北京航空航天大學出版社，2021 年

18、7月。 2.馬長芳等編著，新型集成電路及其應用實例科學出版社，2021 年11月。 3.鮑宏亞等編著，MCS-51系列單片機應用系統(tǒng)中國宇航出版社，2021 年9月。4.吳金戌等編著，8051單片機實踐與應用清華大學出版社，2021 年8月。 5.陳煒鐘實、洪明、隋元主編 <<精選家用電子制作電路300例>>人民郵電出版社，2021年9月6.李全利 遲榮強 單片機原理及接口技術北京高等教育出版社 2021 年1月 7.李光才 樓然笛單片機課程設計 實例指導北京航空航天大學出版社，2021 年 8.谷樹忠 閆勝利 主編 <<Protel 2021 實用教程&g

19、t;> 電子工業(yè)出版社，2021 年2月附錄 1源程序 ORG 00H AJMP START ORG 30H START: MOV R0,#09H MOV R1,#09H MOV R2,#09H MOV R6,#09H MOV DPTR,#TAB MAIN: MOV R7,#200LOOP: LCALL DISP DJNZ R7,LOOP LCALL ADD1 AJMP MAIN DISP: MOV A,R0 ORL P2,#00001110B ANL P2,#11111110B MOVC A,A+DPTR MOV P1,A LCALL DELAY MOV A,R1 ORL P2,#00

20、001101B ANL P2,#11111101B MOVC A,A+DPTR MOV P1,A LCALL DELAY MOV A,R2 ORL P2,#00001011B ANL P2,#11111011B MOVC A,A+DPTR MOV P1,A LCALL DELAY MOV A,R6 ORL P2,#00000111B ANL P2,#11110111B MOVC A,A+DPTR MOV P1,ALCALL DELAY RET ADD1: DEC R0 CJNE R0,#0FFH,RETT MOV R0,#09H DEC R1 CJNE R1,#0FFH,RETT MOV R1

21、,#09H DEC R2 CJNE R2,#0FFH,RETT MOV R2,#09H DEC R6 CJNE R6,#0FFH,RETT MOV R6,#09H RETT: RET DELAY: MOV R3,#25 D1: MOV R4,#25 DJNZ R4,$ DJNZ R3,D1 RET TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H DB 92H,82H,0F8H,80H,90H2元器件清單單片機1片(AT89S51) 電阻 13個 (100x7,4.7k x4,10k x1,1k x1.) 三極管4個(C8550) 數(shù)碼管4個(共陽） 瓷片電容 2個 電解電容 1

22、個 晶振 1個 開關 1個 電源插口 1個3電路圖原理圖 PcB圖論文題目：采用單片機的倒計時鐘的設計一、 緒論二、 單片機的原理與介紹2.1：單片機的發(fā)展2.2AT89C51單片機內(nèi)，外結(jié)構(gòu)三、程序設計四、硬件設計4.1復位電路4.2顯示電路4.3控件電路結(jié)束語參考文獻附錄1源程序2元器件清單 公司印章管理制度一、目的 公司印章是公司對內(nèi)對外行使權力的標志，也是公司名稱的法律體現(xiàn)， 因此，必須對印章進行規(guī)范化、合理化的嚴格管理，以保證公司各項業(yè)務的正常運作，由公司指定專人負責管理。二、印章的種類1、 公章，是按照政府規(guī)定，由主管部門批準刻制的代表公司權力的印章。2、 專用章，為方便工作專門刻制的用于某種特定用途的印章，如