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1、目目 录录1 前 言 .1 2 工程概况 .2 3 正文 .2 3.1 设计目的与要求 .2 3.2 设计方法的目标 .3 3.3 设计方法和内容 .3 3.3.1 硬件设计方法.3 3.3.2 软件设计方法.7 3.4 软件调试过程 .9 3.4.1 系统调试工具 keil C51.9 3.4.2 系统调试工具 PROTEUS.9 3.4.3 焊接电路，对各节点测试导通性.10 4 有关说明 .11 5 设计总结 .11 6 致谢 .11 7 参考文献 .11塔里木大学课程设计第 1 页，共 11 页前前 言言在生活和生产的各领域中，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从 简单到
2、复杂，从空中、地面到地下，凡是能想像到的地方几乎都有使用单片的需求。现在 尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有许多可以用单片机控制而尚未实现的项目，因此， 单片机的应用大有想像和拓展空间。 单片机就是微控制器，它是嵌入式系统中的重要且发展迅速的组成部分。单片机接上 震荡元件（或震荡源）、复位电路和接口电路，载入软件后，可以构成单片机应用系统。 将它嵌入到形形色色的应用系统中，它就成为众多产品、设备的智能化核心。所以，生产 企业称单片机为“微电脑”。 单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻 劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。
3、 但是，单 片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上，更重要的意义还在于： 单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须有模拟电 路或数字电路实现的大部分功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。 这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术，称之为微控制技术。微控 制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。随着单片机应用的推广普及， 微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。 近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动 传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统
4、中，单片机往往是 作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针 对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 模拟多通道压力系统是利用压力传感器采集 当前压力并反映在显示器上，它可以分析压力过量程，并发出报警。并采用电子秤原理可 根据输入单价准确的计算出物体的金额。 本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作 ，对于倒计时器中的LED数码显示器来 说，我为了简化线路、降低成本，采用以软件为主的接口方法，即不使用专门的硬件译码 器，而采用软件程序进行译码。塔里木大学课程设计第 2 页，共 11 页工程概况工程概况本次课程设计的主要概况是了解单片机控制的 60s 倒计时
5、的过程。是利用定时器和计 数器的原理将倒计时过程显示在 LED 数码管上。最后应用 PROTEUS 软件设计，仿真基于 AT89c51 单片机的 60s 倒计时实验。通过做一个综合性训练题目，达到对内容的消化、理 解并提高解决问题的能力的目的。正文正文3.1 设计目的与要求课程设计是单片机课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不可少的，是非常必要的。课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合
6、单片机课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。对于单片机控制的 60s 倒计时的要求如下：（1）用单片机 AT89C51 的定时器实现 60s 倒计时。本例中用两位数码管静态显示倒计时秒值。（2）用PROTEUS软件设计，仿真基于AT89c51单片机的60s倒计时实验。3.2 设计方法的目标通过课程设计，使自己深刻理解并掌握基本概念，掌握单片机的基本应用程序设计及综合应用程序设计的方法。通过做一个综合性训练题目，达到对内容的消化、理解并提高解决
7、问题的能力的目的。3.3 设计方法和内容本设计由硬件设计和软件设计两部分组成，总电路如图 1 所示，硬件设计主要包括单片机芯片选择，数码管选择及晶振，电容，电阻等元器件的选择及其参数的确定；软件设计主要是实现 60 秒倒计时程序的编写，包括利用中断实现 1 秒的定时及 60 秒的倒计时。具体设计：通过 AT89C51 型号单片机，由 P1 和 P2 两组 I/O 引脚分别控制两个7SEGCOM ANODE 型号数码管，分十位控制和个位控制，达到显示 60 秒倒计时的目的。通过复位电路，在仿真过程中点击开关实现 60 复位。塔里木大学课程设计第 3 页，共 11 页图图 1 1 6060 秒倒计
8、时总体电路设计秒倒计时总体电路设计3.3.1 硬件设计方法AT89C51AT89C51的芯片概述的芯片概述AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器， 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系 统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元， 功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的 解决方案。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性
9、高且价廉的方 案。 其工作电压在4.5V,一般我们选用5V电压。外形及引脚排列如图2所 示 ：AT89C51AT89C51 主要特性主要特性塔里木大学课程设计第 4 页，共 11 页图图 2 2：89C5189C51 的核心电路框图的核心电路框图与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定1288位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 AT89C51AT89C51管脚说明管脚说明 (1)电源及时钟引脚（4个） Vcc
10、: 电源接入引脚 Vss：接地引脚 XTAL1：晶振震荡器接入的一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚接地）; XTAL2:晶体振荡器的另一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡器信号的 输入端）。 （2）控制线引脚（4个） RST/Vpd：复位信号输入引脚/备用电源输入引脚； ALE：地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚： EA:内外存储器选择引脚/片外EPROM编程电压输入引脚； PSEN：外部程序存储器选通信号输出引脚。 （3）并行I/O引脚 P0.0-P0.7：一般I/O口引脚或数据/低位地址总线复用引脚； P1.0-P1.7：一般I/O口引脚； P2.0-P2.7：一般I/O
11、口引脚或高位地址总线引脚； P3.0-P3.7：一般I/O口引脚或第二功能引脚所需器件如下表所列： 序号元件类型元件参数元件个数备注1芯片AT89C5112晶振12M13电源电容10UF14电容30PF25电阻10K16电阻470147数码管8段2共阳LEDLED数码管显示器概述数码管显示器概述塔里木大学课程设计第 5 页，共 11 页本设计中采用的是7SEGCOM ANODE型号数码管，它是一种半导体发光器件，其基本 单元是发光二极管。实物如图3所示：图图 3 3 7SEG7SEGCOMCOM ANODEANODE 型号数码管型号数码管数码管的分类数码管的分类 数码管按段数分为七段数码管和八
12、段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二 极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管； 按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发 光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极 COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的 阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起 形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一 字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。
13、当某一字段的阳极为低电平时，相 应字段就不亮。 LED数码管有两种连接方法如下： 共阳极接法。把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极，使用时公共阳极接+5V，每 个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。 共阴极接法。把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极，使用时公共阴极接地。每个发 光二极管的阳极通过电阻与输入端相连。图图 4 4 LEDLED 数码管有两种连接方法数码管有两种连接方法塔里木大学课程设计第 6 页，共 11 页测量数码管引脚，分共阴和共阳两类：测量数码管引脚，分共阴和共阳两类：找公共共阴和公共共阳：首先，我们找个电源（3 到 5 伏）和 1 个 1K（几百欧的也行）的电阻，VCC 串接个电阻后和 GND 接在任意 2 个脚上，组合有很多，但总有一个 LED 会发光的，找到一个就够了，然后 GND 不动，VCC（串电阻）逐个碰剩下的脚，如果有多个LED（一般是 8 个），那它就是共阴的了。相反用 VCC 不动，GND 逐个碰剩下的脚，如果有多个 LED（一般是 8 个），那它就是共阳的。也可以直接用数字万用表，红表笔是电源的正极，黑表笔是电源的负极。3.3.2 软件设计方法图图 5 5 程序框图程序框图定时定时/ /计数器初值计算计数器初值计算 （1）本电路应用TIMER0 MODE 16位计数器的计时中断法。 （2）1秒
