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

單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目基于AT89S52單片機(jī)LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)系部物理與電子工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)物理學(xué)班級(jí)2010級(jí)1班學(xué)生姓名王波學(xué)號(hào)1009020137指導(dǎo)教師彭仁明（副教授）2011年06月目錄TOC\o"1-3"\u1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 43.16位LED數(shù)碼管顯示 43.2LED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 63.4.3單片機(jī)最小系統(tǒng)………………63.5LED倒計(jì)時(shí)器原理圖 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 116結(jié)束語(yǔ) 111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24:00:00~00:00:60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：AT89S52AT89S52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1LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)框圖3硬件電路設(shè)計(jì)與主要元器件分析3.16位LED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P2.0~p2.5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。LED倒計(jì)時(shí)器元件清單表1LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器元件清單元件名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量/個(gè)用途單片機(jī)AT89S521控制核心晶振12MHz1晶振電路電容30pF2晶振電路電解電容22μF/10V1復(fù)位電路電阻10kΩ1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8Ω/0.5W1蜂鳴器電阻1kΩ2蜂鳴器電阻100Ω1蜂鳴器電阻2.7kΩ4上拉電阻電阻330Ω8上拉電阻電源+5V/0.5A1提供+5V集成塊74LS071驅(qū)動(dòng)3.3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，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(mén)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。3.4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(kāi)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(kāi)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。圖3.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊電路LED倒計(jì)時(shí)器原理圖圖3LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器原理圖4軟件設(shè)計(jì)4.1程序流程圖開(kāi)始開(kāi)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4LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器程序流程圖4.2程序清單程序清單如下：#include"reg52.h"#defineucharchar#defineuintunsignedintsbitwei=P1^0;sbitduan=P1^1;sbitkey=P1^2;sbitled_1=P1^3;ucharmiao=0,fen=5;ucharcodeled[]={0x3F,0x6,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x7,0x7F,0x6F};ucharcodetable_wei[]={0x00,0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7};voiddelay(uintms){uinti=0,j=0;for(i=ms;i>0;i--)for(j=120;j>0;j--);}voiddsplay(ucharw,uchard){P0=table_wei[w]; wei=1; wei=0; P0=led[d]; duan=1; duan=0;delay(1); }voidTimer_Init(){TMOD=0X01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;EA=1;}voidkeyscan(){if(key==0) { delay(3); if(key==0) { while(!key); TR0=1; miao=0;fen=5;led_1=1; } }}voidmain(){ Timer_Init();while(1){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);}}voidtimer()interrupt1{staticuchari=0; TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256; i++; if(i==20) { i=0; miao--; }}5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(kāi)發(fā)及仿真系統(tǒng)進(jìn)行。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)試是利用仿