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1、综合性实验设计报告2012 年 5 月课程名称： 现代电子技术综合实验 实验名称： 数显定时器设计 学生姓名： 吴志斌 班级： 09 电科 学号： 29010201033 实验地点： 电子设计实验室 实验学时： 32 I摘要本课题以 STC89C52 单片机和数码管为主要器件，设计出一个通电时显示“ 99”，以后每分钟减 1；时间减到零时，蜂鸣器鸣响 10 秒钟；定时过程中可通过两个控制按钮动态调整定时时间的数显定时器。关键词：单片机； LED 数码管显示器；定时器 ；三极管II目录1 项目的主要任务 12 总体设计方案 23 硬件设计 33.1 STC89C52 单片机简介 33.2 一体化
2、红外接收器简介 33.3 红外发射机硬件设计 43.4 红外接收机硬件设计 54 软件设计 64.1 单片机软件设计的一般原则 64.2 红外发射机软件设计 64.3 红外接收机软件设计 85 系统调试 106 设计总结 11参考文献 12附录 1 红外遥控系统实物图 13附录 2 元器件清单 14附录 3 C51源程序清单 1511 项目的主要任务定时器的应用极其广泛，涉及日常生活、工业控制、医疗卫生、文体活动等领域。数字显示定时器就更加突出了它的优势与先进。本课题的主要任务就是以STC89C52单片机控制数码管和蜂鸣器，通电时数码管显示“99”，以后每分钟减1；时间减到零时，蜂鸣器鸣响10
3、秒钟；定时过程中可通过两个控制按钮动态调整定时时间等等22 总体设计方案一般的红外遥控系统多使用专用控制芯片实现，这样的系统要求其发射、接收机的编、解码必须遵循特定的行业标准，而本课题所设计的红外遥控系统，只要求发射、接收机的编、解码规则一致即可，可不受专用芯片信号标准的限制，因而增加了设计的灵活性。图 2-1 为四通道红外遥控系统的总体结构框图。图中红外发射机和接收机都以STC89C52 单片机为核心， 用户按下发射机上 4 个按键中的某个时，通过红外发射管发出相应的调制代码，被接收机上的一体化红外接收芯片 PC3388 接收并解调后，通过单片机发出控制信号，使接收机 4 个输出通道中相应的
4、一个产生开关动作。图2-1 红外遥控系统总体结构框图33 硬件设计3.1 STC89C52单片机简介红外遥控系统中的发射机和接收机都采用 STC89C52 单片机作为主控器。STC89C52 为增强型 80C51 内核单片机，它的基本结构、引脚和指令系统都与标准80C51 单片机兼容，另外又增加了很多资源，如程序存储器和数据存储器分别为 8KB 和512B，多一个定时/计数器 T2，内置看门狗等。STC89C52 支持 IAP，可利用串口直接下载程序代码，提高了开发效率。以下是 STC89C52 单片机的主要特性： 兼容 80C51 系列 双 DPTR 指针 8KB Flash 程序存储器 支
5、持 IAP（在应用编程） 512 字节片内 RAM 4KB EEPROM 存储器 四个 8 位 I/O 口 全双工增强型 UART 三个 16 位定时器/计数器 八个中断源，四个中断优先级 可编程看门狗定时器（WDT） 降低 EMI 模式（禁止 ALE 输出时钟） 两种省电模式（Idle、Power-down） 工作电压 3.35.5V 频率范围 080MHz（5V 时） 三种封装形式：PDIP-40、PLCC-44 、TQFP-443.2 一体化红外接收器简介红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收器，其内部电路包括红外接收管、AGC 放大器、限幅器、带通滤波器、解调器、输
6、出驱动器等。30KHz 到60KHz（常用 38KHz）的红外载波信号被红外接收管所接收，经 AGC 放大和限幅处理后，再经过带通滤波器进入解调电路，解调后得到的高电平信号使输出反相放大器导通，从而对外输出有效的低电平信号，没有收到红外载波时，一体化接收器对外输出高电平。一体化红外接收器的种类很多，载波频率和引脚定义各不相同，不过一般都有三个引脚，包括供电脚、接地脚和信号输出脚。根据发射端调制载波的不同应选用相应解调4频率的接收器。红外接收器内部放大器的增益很大，很容易引起干扰，因此常需要在其供电脚加上电源滤波电路。一体化红外接收器的外观如图 3-1 所示。图3-1 一体化红外接收器实物图片3
7、.3 红外发射机硬件设计图 3-2 为红外发射机的具体电路。要使 STC89C52 单片机正常工作，必须要有系统时钟，图中两个 30pF 电容和 11.0592Mhz 晶振与单片机内部电路配合产生系统所需的时钟。另外，4.7F 电解电容和 5K 电阻构成复位电路，系统上电时为单片机提供一个正向复位脉冲，需要时还可以在电解电容两端并联一个按钮用于手动复位。图3-2 红外发射机电路图 3-2 中，控制按键 K1K4 分别连接到单片机 P2 口的 4 根口线上，由于除 P0 口以外的其它 3 个 I/O 口都具有内部上拉电阻，故每个按键不需要再接上拉电阻。红外发射管 D1 受单片机 P1.0、TXD
8、 两个口线控制，有键按下时，由 TXD 输出 RS232 格式的串行编码信号，P1.0 输出 38KHz 载波，两路信号共同作用，就可使 D1 发出 38KHz 调制编码信号。图中三极管 T1 用于红外发射信号的功率放大，以增加红外遥控距离。53.4 红外接收机硬件设计图 3-3 为红外接收机的具体电路。图中，一体化红外接收器 IRx（型号为 PC3388）的数据输出端接到单片机的 RXD 口线，正常情况下，发射机 TXD 端发出的数据编码就可以通过接收机的 RXD 端，被单片机的串口所接收，简化了系统的软件设计。一体化接收器 3 脚所接的 100 电阻和 0.1F 电容实现电源滤波，以提高接
9、收器的抗干扰能力。图 3-3 中 4 个发光管 L1L4 受单片机 P2 口 4 根口线独立控制。当按下发射机上的Ki（i=14）键时，发射机发出的第 i 种编码信号被接收机所接收，接收机上的单片机即输出相应的控制信号，使发光管 Li 的状态发生一次翻转。实际上，只要再加上隔离驱动电路（此处略） ，就可以使大功率负载设备的状态受红外发射机所控制。时钟元件和复位元件的参数及连接方式与发射机相同，此处不再赘述。图3-3 红外接收机电路64 软件设计4.1 单片机软件设计的一般原则单片机应用系统的重要特征就是硬件和软件相结合，硬件的任务是为软件提供运行资源和条件，而系统的功能主要还是通过软件来实现的。为提高编程效率，同时便于日后维护、升级，软件设计在满足系统功能要求的前提下，还应特别重视程序结构、数据结构、注释文档以及语言选择等问题。在设计软件的总体结构时，就应该考虑将复杂的程序按层次划分为若干个模块，模块之间通过入口参数和出口参数进行数据交换，当
