1、單片機原理及其應用課程設計課 題： 基于AT89C51單片機的LED數字(shz)倒計時器設計專 業： 電工程(gngchng)及其自動化班 級： 2013 級 4班學 號： 姓 名： 設計(shj)日期： 2015年6月6日2015年6月19日成 績： AT89C51單片機LED數字(shz)倒計時器設計報告(bogo)一、設計(shj)目的作用1、掌握51單片機最小系統的設計；2、掌握按鍵電路設計、LED數碼管的使用；3、掌握C51的編程方式。4、培養我們的團結合作能力。5、鍛煉我們的動手實踐能力。二、設計要求基于AT89C51單片機的LED數字倒計時器主要具有如下功能，具體要求如下：（1

2、）LED數碼管顯示倒計時時間。（2）倒計時過程中能設置多個鬧鐘，當倒計時值倒計到設定值時會發出2s的報警聲音。（K1設置小時，K2設置分鐘，K3設置秒鐘，K4完成退出）（3）通過按鍵可以對倒計時設定處置。倒計時初值范圍在24:00:0000:00:60之間，用戶可根據需要對其進行設置，設置成功后復位初始值為成功設定值。三、設計的具體實現1、設計原理（1）LED數字倒計時器主要由AT89C51單片機、晶振電路、復位電路、按鍵電路、數碼管電路、蜂鳴電路組成（如圖1.1）。數碼管電路晶振電路AT89C51復位電路蜂鳴電路按鍵電路 圖1.1 LED數字倒計時器系統(xtng)設計框圖（2）手繪草圖(c

3、ot)2、系統(xtng)設計（1）晶振電路的分析a.晶振電路原理：晶振是通過電激勵來產生固定頻率的機械振動，而振動又會產生電流反饋給電路，電路接到反饋 后進行信號放大，再次用放大的電信號來激勵晶振機械振動，晶振再將振動產生的電流反饋給電路，如此這般。當電路中的激勵電信號和晶振的標稱頻率相同時，電 路就能輸出信號強大，頻率穩定的正弦波。整形電路再將正弦波變成方波送到數字電路中供其使用。b.晶振電路的特點：晶振是石英振蕩器的簡稱，英文名為Crystal，晶振分為有源晶振和無源晶振兩種，其作用是在電路產生震蕩電流,發出時鐘信號。它是時鐘電路中最重要的部件，它的作用是向IC等部件提供基準頻率，它就像

4、個標尺，工作頻率不穩定會造成相關設備工作頻率不穩定，自然容易出現問題。由于制造工藝不斷提高，現在晶振的頻率偏差、溫度穩定性、老化率、密封性等重要技術指標都很好，已不容易出現故障，但在選用時仍可留意一下晶振的質量。圖1.2晶振電路(dinl)原理圖（2）復位(f wi)電路的分析a.復位(f wi)電路原理系統上電時提供復位信號，直至系統電源穩定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩定后還要經一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復位。RC復位電路可以實現上述基本功能，但解決不了電源毛刺和電源緩慢下降（電池電壓不足）等問題，而且調整 RC 常數改變延時會令驅動

5、能力變差。左邊的電路為高電平復位有效，右邊為低電平有效， 復位按鍵為手動復位開關，電容可避免高頻諧波對電路的干擾。b.復位電路的作用：復位電路是為確保微機系統中電路穩定可靠工作必不可少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位。一般微機電路正常工作需要供電電源為5V5%，即4.755.25V。由于微機電路是時序數字電路，它需要穩定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩定工作時，復位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。圖1.3 復位(f wi)電路原理圖(3）按鍵電路(dinl)的分析a.按鍵電路(dinl)的原理：按鍵B1/B2/B3/B4斷開時，P

6、1.0/P1.1/P1.2/P1.3輸入為高電平；按鍵B1/B2/B3/B4閉合后，P1.0/P1.1/P1.2/P1.3輸入為低電平。每按一次按鍵，就會有一次低電平，單片機就會對低電平計數，從而來調節定時時間。由于按鈕是機械觸點，當機械觸點斷開、閉合時，會有抖動動，這種抖動對于計算機來說，是完全能感應到的，因為計算機處理的速度是在微秒級，而機械抖動的時間至少是毫秒級。你只按了一次按鈕，可是計算機卻已執行了多次中斷的過程，如果執行的次數正好是奇數次，那么結果正如你所料，如果執行的次數是偶數次，那就不對了，所以必須運用延時程序消除按鍵的抖動。b.按鍵電路的作用：每次復位之后，三個兩位數碼管全部都

7、會顯示為0，而與P1.0相接的按鈕B1，每次按下一次，就會產生一次低電平，單片機就會計數一次，從而調節倒計時的小時時間，B2則調節分鐘，B3則調節秒鐘，與這三個按鍵分別控制數碼管的顯示倒計時的小時、分鐘、秒。與這三個按鍵不同的是，按鍵B3的作用是開始倒計時。這些按鍵的功能都是通過編程來控制的。圖1.4按鍵電路原理圖（4）數碼管電路(dinl)的分析a.數碼管電路(dinl)的組成：1六位(li wi)數碼管：分別顯示小時,分鐘和秒鐘。2含有八個電阻帶電源的排阻：分別與三個數字顯示的數碼管并聯，電源給數碼管提供電壓，電阻的作用是保護數碼管不被燒壞。3將PO口的八位與數碼管和排阻連載一起的導線，將

8、P2口的六位分別與六位數碼管的六個位選引腳接在一起。b.數碼管電路的原理：7段數碼管一般由8個發光二極管組成，其中由7個細長的發光二極管組成數字顯示，另外一個圓形的發光二極管顯示小數點。當發光二極管導通時，相應的一個點或一個筆畫發光?？刂葡鄳亩O管導通，就能顯示出各種字符，盡管顯示的字符形狀有些失真，能顯示的數符數量也有限，但其控制簡單，使有也方便。發光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極數碼管，陰極連在一起的稱為共陰極數碼管。（5）蜂鳴電路的分析a.蜂鳴電路的組成：兩個阻值為一千歐姆的電阻，一個阻值為100歐姆的電阻，一個蜂鳴器，一個三極管，一個接地，以及導線。b.蜂鳴電路的原理：蜂鳴電路是利

9、用I/O 定時翻轉電平產生驅動波形對蜂鳴器進行驅動。在程序上，可以使用TIMER0 來定時，將TIMER0 的預分頻設置為/1，選擇TIMER0 的始終為系統時鐘(主振蕩器時鐘/4)，通過按鍵可以在TIMER0 的載入/計數寄存器內調節設置時間，就能將TIMER0 的中斷設置設置為倒計時時間，當需要I/O 口驅動的蜂鳴器鳴叫時，只需要在進入TIMER0 中斷的時候對該 I/O 口的電平進行翻轉一次，直到蜂鳴器不需要鳴叫的時候，將I/O 口的電平設置為低電平即可。不鳴叫時將I/O 口的輸出電平設置為低電平是為了防止漏電。圖1.5蜂鳴電路(dinl)原理圖3、系統(xtng)實現（1）LED數字(

10、shz)倒計時器的程序流程圖（2）LED數字(shz)倒計時器的C語言(yyn)程序編碼(bin m)#include sbit kh=P10;sbit km=P11;sbit ks=P12; sbit st=P13; sbit b=P37; unsigned char table=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,0 x88,0 x83,0 xc6,0 xa1,0 x86,0 x8e; unsigned char i=0,hour=0,minute=0,second=0; void delayms(unsi

11、gned int x) unsigned char a=160; while(x-) while(a-); a=160; main() TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TMOD=1; TR0=0; ET0=1; EA=1; while(1) P0=tablehour/10; P2=0 x20; delayms(1); P2=0 xff; P0=tablehour%10; P2=0 x10; delayms(1); P2=0 xff; P0=tableminute/10; P2=0 x08; delayms(1); P2=0 xff;

12、P0=tableminute%10; P2=0 x04; delayms(1); P2=0 xff; P0=tablesecond/10; P2=0 x02; delayms(1); P2=0 xff; P0=tablesecond%10; P2=0 x01; delayms(1); P2=0 xff; if(!kh) delayms(200); hour+; if(hour23)hour=23; else if(!km) delayms(200); minute+; if(minute59) minute=59; else if(!ks) delayms(200); second+; if(

13、second59) second=59; if(!st) delayms(200); TR0=1; if(TR0=1&hour=0&minute=0&second=20) i=0; second-; if(second59) second=59;minute-; if(minute59) minute=59; hour-; if(hour23) hour=0; minute=0; second=0; TR0=0; （4）LED數字(shz)倒計時器仿真圖（5）焊接(hnji)好的實物圖四、總結(zngji)關于這次課程(kchng)設計，我們花費了比較多的心思，既是對課程理論內容的一次復習和鞏

14、固，還讓我們豐富了更多與該專業相關的其他知識，比如軟件應用等。在這次實驗中遇到的具體的問題：在proteus中設計好原理圖，并運行后發現，數字倒計時器的復位功能無效，經過與組員之間的反復討論和檢驗，終于發現問題的癥結所在：復位電路的線路連接錯誤，其中兩條線路交叉，中間少一個節點。除了對此次設計的準備工作之外，我們還學到了很多平時難得的東西，首先是團隊協作，在這次設計當中，難免和同學產生觀點和意見的分歧，以及分工明細、時間安排(npi)等不合理，通過這次設計，我們體會到了團結合作的重要性及力量之強大，還有讓我們處理事情更加有條理，思路更加清晰明了了，發現、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都將

15、受益于我在以后的學習、工作和生活中。從這課程設計中，我學會了怎樣用你c語言編程來控制單片機，這是以前沒學到的東西，此外，還要查閱許多的資料來填補知識的空缺，比如說軟件的使用等。最后老師(losh)的提問讓我們對單片機有了更為深入、更加清晰的了解。五、附錄(fl)元件清單;元件名稱型號數量單片機最小開發板STC89C521電阻10K1按鍵5數碼管2位一體共陽3集成塊74LS2453三極管90151蜂鳴器1電阻1K2電阻1001電阻2.7K4電阻3308集成塊74LS071AC/DC（5V/1A）電源1單排插針 402雙排插針 4029X15cm萬用板（3連孔）1杜邦線15六、參考文獻9787115256652張毅剛單片機原理(yunl)及接口技術（C51