99秒倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)與制作

1、99秒倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)與制作作者：沙愛(ài)娟【摘要】：本文介紹是設(shè)計(jì)99秒倒計(jì)時(shí)器，它是采用芯片AT89C51的功能并通過(guò)74LS373鎖存段碼后經(jīng)數(shù)碼管顯示，并通過(guò)鍵盤(pán)可以任意調(diào)整倒計(jì)時(shí)時(shí)間。它應(yīng)用比較廣泛，通常用于交通燈，體育場(chǎng)地，電子產(chǎn)品等各種領(lǐng)域。【關(guān)鍵詞】AT89C51 74LS373 數(shù)碼管 鍵盤(pán)第一章方案選擇與論證一設(shè)計(jì)要求（1） 該倒計(jì)時(shí)器應(yīng)具有基本到時(shí)功能；（2） 具有啟動(dòng)，暫停復(fù)位功能；（3） 時(shí)間可以任意調(diào)整；（4） 時(shí)間用數(shù)碼顯示，初始值為99秒，掃描時(shí)間為1S二根據(jù)要求得出一個(gè)方案該方案采用單片機(jī)程序設(shè)計(jì)制作，它是利用芯片AT89C51的特殊功能，P3口控制按鍵開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下

2、開(kāi)關(guān)S1，兩個(gè)數(shù)碼管將顯示99，然后通過(guò)P2.0和P2.1對(duì)控制數(shù)碼管的兩個(gè)三極管進(jìn)行位選，P1口輸出段碼經(jīng)74LS373鎖存來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)復(fù)位、暫停、任意調(diào)整時(shí)間的功能。其系統(tǒng)框圖如圖1所示.圖1 系統(tǒng)框圖第二章各單元電路的設(shè)計(jì)一單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)是單片機(jī)在發(fā)揮具體測(cè)控功能時(shí)所必須的組成部分。單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)方框圖，如圖2所示。 圖2 單片機(jī)最小系統(tǒng)應(yīng)用框圖1復(fù)位電路單片機(jī)在開(kāi)機(jī)時(shí)都需要復(fù)位，以便CPU及其他功能部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。單片機(jī)復(fù)位電路工作原理:當(dāng)通電瞬間 穩(wěn)壓電源給電容充電。RESET為復(fù)位輸入端,當(dāng)RESET引

3、腳持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí),使單片機(jī)完成復(fù)位操作，隨著電容充電結(jié)束,將使電容與電阻之間將呈現(xiàn)低電平,單片機(jī)復(fù)位結(jié)束。復(fù)位操作的主要功能是把PC初始化為0X0000，使單片機(jī)程序存儲(chǔ)器從0X0000單元開(kāi)始執(zhí)行程序。本設(shè)計(jì)主要采用上電自動(dòng)復(fù)位電路，其電路圖如圖3所示。圖3復(fù)位電路2.時(shí)鐘電路本篇論文選擇的方案中采用的是內(nèi)部振蕩方式。采用內(nèi)部方式時(shí)在XTAL1和XTAL2引腳上接石英晶體和微調(diào)電容可以構(gòu)成振蕩器，如圖5所示。圖中C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。振蕩頻率的選擇范圍為1MHz12MHz。其電路圖如圖4所示。圖4 振

4、蕩電路二顯示電路顯示器件有很多種，常用的有發(fā)光二極管，共陰數(shù)碼管，液晶顯示器等，本文采用通用型的LED數(shù)碼管。1.數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類(lèi)，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已，其結(jié)構(gòu)圖分別如圖5所示，本設(shè)計(jì)使用共陰數(shù)碼管。(a) 共陰結(jié)構(gòu) （b）共陽(yáng)結(jié)構(gòu)圖5 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)顯示2.顯示驅(qū)動(dòng)方式數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)。本文主要采用動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)。由于數(shù)碼管要點(diǎn)亮需要310mA的電流，但單片機(jī)不能提供如此大的電流故需要加74LS3

5、73加以驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)輸出端引腳的電壓約為5V，如果直接加載到數(shù)碼管上將燒壞數(shù)碼管，因此在這部分電路中一并加限流電阻，根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)限流電阻取100，其電路圖如圖6所示。圖6 顯示驅(qū)動(dòng)電路374LS373功能簡(jiǎn)介74LS373是8D觸發(fā)器，同時(shí)具有鎖存，傳送，高阻三種工作狀態(tài)的寄存器，一般常用于鎖存地址，其功能引腳圖如圖7所示。表1 真值表 圖7 74LS373引腳圖三鍵控電路鍵盤(pán)是微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用最廣泛的一種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，按照鍵盤(pán)按鍵的結(jié)構(gòu)形式，可分為獨(dú)立式鍵盤(pán)和矩陣式鍵盤(pán)。本文主要采用獨(dú)立式鍵盤(pán)，此鍵盤(pán)控制電路主要是用于調(diào)整時(shí)間，其電路結(jié)構(gòu)圖如圖8所示。圖8 鍵盤(pán)控制電路3.1

6、獨(dú)立式鍵盤(pán)的掃描識(shí)別原理獨(dú)立式鍵盤(pán)就是各個(gè)按鍵是相互獨(dú)立的，分別接一根輸入線，各條輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其他輸入線的工作狀態(tài)。因此，通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)，可以判斷哪個(gè)按鍵被按下，若檢測(cè)是低電平則鍵盤(pán)閉合。 3.2 獨(dú)立式鍵盤(pán)的消抖原理一般采用觸點(diǎn)式鍵盤(pán)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，在閉合及斷開(kāi)的瞬間，電壓信號(hào)伴隨有一點(diǎn)時(shí)間的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間與按鍵的機(jī)械特性有關(guān)，一般在5-10ms。為保證CPU一次按鍵動(dòng)作，必須消除抖動(dòng)的影響，消除抖動(dòng)的措施有硬件消除和軟件消除。本文根據(jù)抖動(dòng)信號(hào)特點(diǎn)，采用軟件消抖的方法，主要是在程序中調(diào)用延時(shí)子程序，判斷前后兩次讀值是否相等，相等則為鍵盤(pán)閉合，反之鍵盤(pán)斷開(kāi)

7、。四總電路圖根據(jù)各單元電路設(shè)計(jì)和原理方框圖，得出如下圖所示的總電路圖。圖9 總電路圖各單元電路銜接如下。振蕩電路起到內(nèi)部振蕩作用；復(fù)位電路把PC初始化為0x00,使單片機(jī)程序存儲(chǔ)器從0x00單元開(kāi)始執(zhí)行程序；顯示驅(qū)動(dòng)電路數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字；鍵控電路用于調(diào)整時(shí)間。第三章 軟件程序設(shè)計(jì) 本次程序設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言，程序如下。#include<reg51.h>#include<stdio.h>Int m=0,n=99;Void to ()interrupt / m+; If（m=4000） n-; else if(n=0

8、) TCON=0x00;Void main() unsigned char code a=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6funsigned char i;TMOD=0X02;THO=0X06;TLO=0X06;EA=0X82;TCON=0X10;While(1) P1=an/10; P2=an%10; P3=0xff; i=P3; if(i=0xff) goto QQ; elsedelay() i=P3; if(i=0xff) goto QQ; elseif(i=0xfe) TCON=0X00;goto QQ; elseif(i

9、=0xfd) TCON=0x10; elseif(i=0xfb) TCON=0x10; N=99; QQ: ; 第四章電路的安裝與調(diào)試一硬件調(diào)試按照總的電路圖在面包板上從左到右逐級(jí)去組裝各單元電路二軟件調(diào)試按照自己編寫(xiě)的程序來(lái)進(jìn)行顯示調(diào)試，控制數(shù)碼管由99-0的倒計(jì)時(shí)心得體會(huì)經(jīng)過(guò)兩星期的實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)基本上完成，在這實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，我學(xué)到很多有用的知識(shí)，為以后寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。在本次課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)中，我深深體會(huì)到組裝一個(gè)電子成品是多么不易，它是需要我們?cè)趯?shí)踐中不斷嘗試。其中包括原理方框圖怎么去畫(huà)再到各個(gè)單元的設(shè)計(jì)和最后怎么去組裝電路這些都需慎重考慮。在組裝電路時(shí)需要考慮如何將復(fù)雜電路簡(jiǎn)單化，運(yùn)用到組裝電路中，所以這些離不開(kāi)我們平時(shí)到圖書(shū)館查資料。在這次課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)中，我發(fā)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容都是我們平時(shí)書(shū)里涉及到的知識(shí)，把理論運(yùn)用到實(shí)踐中，在組裝電路時(shí)，我感覺(jué)自己動(dòng)手能力有點(diǎn)差，幸好有老師耐心指導(dǎo)和同學(xué)的幫組，才能順利完成這次課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)自己對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握并不踏實(shí)，需要在以后的學(xué)習(xí)中不斷地去完善自己的不足。我相信只有堅(jiān)持不懈的努力和事前充足準(zhǔn)備，在下學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)中一定能順利完成。要想完成下學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，從現(xiàn)在起我們應(yīng)該好好去發(fā)現(xiàn)自己的不足，提高自己的動(dòng)手能力和思維能力?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】【1】單片機(jī)原理與應(yīng)用 主編:李文方 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2010.5出版【2】