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1、一、设计要求.1 1.1 设计内容及要求.1 1.2 设计方案及思路.1 二、系统硬件设计.1 2.1 硬件电路的总体设计方案及框图.1 2.2 各单元硬件设计.2 2.2.1 复位电路设计.2 2.2.2 时钟电路设计.2 2.2.3 显示电路设计.3 2.2.4 主要硬件元器件介绍.3 2.3 EDA 辅助设计.5 2.3.1 定时器的原理图.5 2.3.2 定时器的 PCB 图 .5 三、系统软件设计.8 3.1 主程序流程图.8 3.2 定时子程序流程图.8 3.3 定时器完整程序.11 四、系统软件仿真.14 五、总结.16 六、参考文献.16 附录一：七段数码管字型码.17 附录二
2、：元器件清单.171摘要：本次课程设计是基于 8051 单片机控制的电子定时器设计。设计中应用了 单片中断及 LED 显示等技术，经历了方案设计、电路硬件设计、软件设计、软 件仿真等过程，经过此次课程设计掌握了单片机应用系统的设计过程，单片机 应用系统的设计流程如图所示：接受任务明确任务、归并要求机型选择、软硬件任务划分硬件设计软件设计联机仿真调试排除故障、修改程序固化程序 应用系统脱机运行完成任务2一、设计要求一、设计要求1.1 设计内容及要求 以 89C51 单片机为核心，设计一个定时器，4 位 LED 显示，分别显示 10 分，分，10 秒，秒。定时范围从 1 秒到 59 分 59 秒，
3、有按键设置定时时间，按开始 键后开始计时，每过一秒刷新一次定时时间，若计时时间到，停止计时，并在 LED 上显示定时的时间。 仪器工作过程： 1、通电或复位状态显示 0000； 2、由按键设置定时时间； 3、定时开始键按下，开始定时，每一秒刷新一次计时时间； 4、定时时间到，停止计时，4 位 LED 显示设定时间； 5、复位后恢复初始状态，准备进行下一次定时。 1.2 设计方案及思路 根据设计要求，本系统初步设定由单片机系统、键 03、LED 显示组成。1、按键的输入：键 03 四个键作为时间设定的控制键，由 P1 口输入 2、定时的显示电路：8051 显示电路由 4 位共阴极数码管显示，由
4、8051 的 串 行口输出，并通过 74LS164 八位移位寄存器输入给数码管二、系统硬件设计二、系统硬件设计2.1 硬件电路的总体设计方案及框图 设计一个控制系统总体设计方案很重要，关系设计接下来的操作程序，一 下就是本设计的总体框架。 按照设计要求，确定硬件电路的总体设计方案，以 8051 单片机为核心的控 制电路，设计总框图如图 1 所示，此定时电路包含：复位电路、时钟电路、按 键输入、显示电路，这些控制电路将在硬件电路主要模块设计中详细介绍。3AT89C51按键控制电路复位、时钟等辅助电路电源系统7段数码管显示电路图 1 设计总框图 2.2 各单元硬件设计 2.2.1 复位电路设计 单
5、片机在启动时都需要复位，以使 CPU 及系统各部件处于确定的初始状态， 并从初态开始工作。8051 系列单片机的复位信号是从 RST 引脚输入到芯片内的 施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果 RST 引脚上有一个高电平并维持 2 个机器周期(24 个振荡周期)以上，则 CPU 就可以 响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位（如图 2 所示） 和上电自动复位（如图 3 所示）等。在本系统中采用手动按钮复位。RSTGND8051VCCVCC10uf1KRSTGND8051VCCVCC10uf8.2K图 2 手动按钮复位 图 3 上电自动复位2.2.2 时
6、钟电路设计 时钟电路时计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏，CPU 就是通过复 杂的时序电路完成不同的指令功能的。MCS-51 的时钟信号可以由两种方式产 生：一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路，产生时钟信号；另一种为外 部方式，时钟信号由外部引入。MCS-51 单片机有 HMOS 型和 CHMOS 型，他 们的时钟电路有一定的区别。4（1） 、内部时钟方式 内部方式的时钟电路如图 4 所示。利用 MCS-51 内部的高增益反相放大器， 在 XTAL1 和 XTAL2 引脚上外接定时元件，内部振荡电路便产生自激振荡。定 时元件一般采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。 （2） 、外部时钟
7、方式 外部时钟方式常用于多机系统，以便各个单片机能够同步工作。对外部振 荡信号无特殊要求，但需保证脉冲宽度不小于 20ns，且频率应低于单片机所支 持的最高频率。电路如图 5 所示。8051C1C230pf30pf6MXTAL1XTAL2XTAL1XTAL28051外部时钟信号图 4 内部时钟方式 图 5 外部时钟方式 2.2.3 显示电路设计 8051 显示电路由 4 位共阴极数码管显示，由 8051 的串行口输出，并通过 74LS164 八位移位寄存器输入给数码管。如图 6 所示：a0 b0c0d0e0 f0g0a1b1c1d1e1f1g1a2b2c2d2e2f2g2a3b3c3d3e3f
8、3g3a0b0 c0d0e0 f0g0a1 b1c1d1e1 f1g1g2f2e2d2c2 b2a2g3f3 e3d3c3b3 a3SRG8RC1/-30H33H 清零 MOV31H,#0 MOV32H,#0 MOV33H,#0 LCALLDIR0;调用显示子程序 AA:JNBP1.0,AA0 ;检测按键，若有按键按下则跳转至相应的程序 JNBP1.1,AA1 JNBP1.2,AA2 JNBP1.3,AA3 JNBP1.4,AA4 LJMPAA;循环检测按键 AA0:INC30H;按键 0 按下时，30H 自动加一 MOVA,30H CJNEA,#10,AA00;若秒小于 10,调用显示程序
9、MOV30H,#0;若秒大于等于 10,则 30H 清零 AA00:LCALLDIR0;调用显示子程序 LCALLDLYR;调用延时程序 LJMPAA;循环检测按键 AA1:INC31H;按键 1 按下，31H 自动加 1 并执行相应显示程序 MOVA,31H CJNEA,#6,AA11 ;若秒小于 6,调用显示程序 MOV31H,#0;若秒大于等于 6,则 3H 清零 AA11:LCALLDIR0 LCALLDLYR LJMPAA AA2:INC32H;按键 2 按下 32H 自动加 1 并执行相应显示程序 MOVA,32H CJNEA,#10,AA22;若秒小于 10,调用显示程序 MOV32H,#0 AA22:LCALLDIR0 LCALLDLYR LJMPAA AA3:INC33H;按键 3 按下 33H 自动加 1 并执行相应显示程序13MOVA,33H CJNEA,#6,AA33 ;若秒小于 6,调用显示程序 MOV33H,#0;若秒大于等于 6,则 3H 清零 AA33:LCALLDIR0 LCALLDLYR LJMPAA AA4:LCALLDS00;调用定时子程序 LJMPAA;
