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1、I摘要摘要随着时代的进步，电子行业的发展，定时器的应用也越来越广泛，单片机以其强大的功能，成为许多功能电子产品的首选。本次电子定时器电路根据设计要求采用AT89C51单片机来实现最大99秒倒计时，采用两位数码管显示。文章的核心主要是硬件介绍及连接和软件编程两个大的方面。硬件电路主要包括AT89C51、晶振电路、数码管，发光二级管，按键。软件用汇编语言实现，主要包括主程序、倒计时、重启控制程序等软件模块。采用软硬件配合基本能实现设定定时时间倒计时功能，达到了设计的要求和目的。并在Proteus软件上进行了仿真和调试。关键词 AT89C51单片机；定时器；倒计时25燕山大学本科课程设计目录 摘要第
2、一章 绪论1.1定时器的发展1.2 电子定时器的应用1.3选题的目的和意义1.4 本章小结第二章 单片机的基础知识32.1单片机简介32.2单片机的特点32.3 本章小节 第三章 功能实现及硬件介绍43.1 设计功能实现43.2 C51单片机引脚介绍93.3时钟和复位电路 3.4数码管显示103.5键盘123.6电气原理图 3.7本章小结 第四章 软件设计154.1 程序流程图154.2定时1秒设计164.3重新启动174.4程序174.5 本章小结 结论参考文献致谢第一章 绪论1.1定时器的发展人类最早使用的定时工具是沙漏或水漏，但在钟表诞生发展成熟之后，人们开始尝试使用这种全新的计时工具来
3、改进定时器，达到准确控制时间的目的。传统的定时器都是使用发条驱动式、电机传动式、电钟式等机械定时器。20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的备个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。电子定时器相对传统定时器来说体积小，重量轻，造价低，精度高，寿命长，而且安全可靠适用于频繁使用，在各个领域得到了广泛的应用。使相当多需要人控制时间的工作变得简单了许多。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等
4、几个方而发展，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在己能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。1.2电子定时器的应用电子定时器大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备甚至各种定时电气的自动启用等。 电子定时器经常用于延时自动关机、定时。延时自动关机可用于电视机、催眠器、路灯及其他电器的延时断电及延时自停电源等。定时可用于照相定时曝光，定时闪光，定时放大，水位定时报警，延时电铃，延时
5、电子锁等，人们甚至将定时器用在了军事方面，制成了定时炸弹，定时雷管。电子定时器影响着人类的生产和生活，随着电子技术的发展，电子定时器也在不断的进步，将朝着更高精度，更多用途的方向为我们服务。1.3 选题的的目的和意义定时器与生活联系密切，我们亲身体会到它存在的价值，通过课程设计自己亲自完成电子定时器的简单设计不仅可以将学到的理论知识应用于实践，更提高了我们思考问题，解决问题的能力，同时提高我们的学习兴趣。1.4 本章小结本章小结：本章主要介绍了定时器的现状，让我们对电子定时器的有了初步的了解，为进一步设计及研究奠定了基础。第二章 单片机的相关知识2.1单片机简介单片机全称为单片机微型计算机(S
6、ingle Chip Microsoftcomputer)。从应用领域来看，单片机主要用来控制，所以又称为微控制器(Micrucontroller Unit)或嵌入式控制器。单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。2.2单片机的特点l. 单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。RAM称为程序存储器，只存放程序，固定常数，及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。2. 采用面向控制的指令系统。为满足控制需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是单片机具有很强的位处理能力。3. 单片机的I/O通常是多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数
7、和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。2.3 本章小结通过对单片机总体的介绍，我们对单片机有了初步的认识，针对单片机的特点对其应用也有了更深的目的性。第三章 功能实现及硬件介绍3.1设计功能介绍P1.0 定时开始 ， P1.1 时间调整 ， P1.2 重新启动首先初始状态显示00，按下P1.1所连按键进行时间加1操作，设定好后按下P1.0所连按键倒计时开始，当所设定时间到达时显示00，二极管发光。 单片机按键输入电路时钟电路复位电路数码管显示电路发光二级管显示电路系统总体框图3.2 C51单片机引脚介绍一、89C51的性能及特点89
8、C51的主要性能包括：与MCS-51微控制器产品系列兼容。片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器（FLASH MDMORY）。 存储器可循环写入/擦除1000次。存储数据保存时间为10年。宽工作电压范围：VCC可为2.76V。全静态工作：可从0HZ到16MHZ。程序存储器具有3级加密保护。1288位内部RAM。32条可编程I/O线。两个16位定时器/计数器。中断结构具有5个中断源和2个优先级。可编程全双工串行通道。空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。（2）、AT89C51硬件结构及引脚MCS-51系列单片机采用40引脚双列直插式封装(DIP)，4个并行口共有32根引脚，可分别作为地址
9、线、数据线和I/O线2根电源线2根时钟震荡电路引脚和4根控制线。1.电源引脚Vcc和Vss Vss：接地端。 Vcc：芯片+5V电源端。 2.时钟信号引脚XTAL1和XTAL2XTAL1、XTAL2：当使用单片机内部震荡电路时，用来外接石英晶体和微调电容，XTAL1是片内震荡电路反相放大器的输入端，XTAL2是片内震荡电路反相放大器的输出端，震荡电路的频率就是晶体的固有频率。当使用外部时钟时，XTAL1接地，XTAL2接外部时钟信号源。3.控制信号引脚RST/VPD、ALE/、和/VPPRST/VPD：RST是复位信号输入端。当输入的复位信号保持两个机器周期(24个时钟周期)以上的高电平时有效
10、，用来完成复位操作第二功能VPD作为备用电源输入端，当主电源VCC发生故障，电压降低到低电平规定值时，可通过VPD为单片机内部RAM提供电源，以保护片内RAM中的信息不丢失，使系统在上电后能继续正常运行。ALE/:ALE为地址锁存允许输出信号。在访问外部存储器时，ALE用来锁存P0口扩展低8位地址的控制信号。在不访问外部存储器时，ALE也以时钟震荡频率的1/6的固定频率输出，因而它又可用作对外输出时钟信号或其他需要，例如可以用示波器查看ALE是否有脉冲信号输出来确定89C51芯片的好坏第二功能是对内部有EPROM的单片机的 EPROM编程时编程脉冲输入端，它和31号引脚的第二功能Vpp一起使用
11、。:外部ROM的读选通信号输出端。在访问外部ROM时，产生负脉冲作为读外部ROM的选通信号。而在访问外部RAM或片内ROM时，不会产生有效信号。/VPP:是访问外部ROM的控制信号。当为低电平时，CPU只执行外部ROM中的程序。当为高电平且PC值小于0FFF(4K)时，CPU执行内部ROM的程序，但当PC的值超出4K时将自动转去执行片外ROM的程序。对于无片内ROM的8031或不使用内部ROM的89C51，需外扩EPROM，此时必须接地第二种功能VPP是对8751的片内EPROM的+21V编程电源输入端。4P0P3口结构及功能（1）P0口由一个输出锁存器、一个转换开关MUX、两个三态输入缓冲器
12、、输出驱动电路和一个与门及一个反相器组成，如图2-2所示。图2-2 P0口位结构图P0口具有两种功能：第一，P0口可以用作通用I/O接口；第二，P0口可以用作地址/数据总线。（2）P1口是由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路组成，驱动电路内部设有上拉电阻，如图2-3所示。图2-3 P1口位结构图P1口是51单片机唯一的单功能口，是通用的准双向I/O口。（3）P2口由一个输出锁存器、一个转换开关MUX、两个三态输入缓冲器、输出驱动电路和一个反相器组成，如图2-4所示。图2-4 P2口位结构图P2口共有两个功能：第一个功能与上述两组引脚的第一功能相同，即可用作通用I/O口；它的第二功
13、能与P0口引脚的第二功能相配合，作为地址总线用于输出片外存储器的高8位。（4）P3口由一个输出锁存器、三个三态输入缓冲器、输出驱动电路和一个与非门组成，如图2-5所示。图2-5 P3口位结构图P3口有两个功能：第一个功能与其余三个端口的第一功能相同；第二功能做控制用，每个引脚的功能不同：P3.0RXD：串行口接收数据输入端P3.1TXD：串行口发送数据输出端P3.2INT0：外部中断申请输入端0P3.3INT1：外部中断申请输入端1P3.4T0：外部计数脉冲输入端0P3.5T1：外部计数脉冲输入端1P3.6WR：写外设控制信号输出端P3.7RD：读外设控制信号输出端3.3 时钟电路和复位电路单
14、片机的时钟信号用来提供单片机内各种微操作的时间基准；复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行。时钟电路： 单片机的时钟信号通常有两种产生方式。一种是内部时钟方式；另一种是外部时钟方式。如图2-6所示。图2-6 时钟方式图内部时钟方式只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接晶振就构成了自激振荡器，并在单片机内部产生时钟脉冲信号。外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内，常用于多片单片机同时工作，已使各单片机同步。单片机的时序单位：晶振周期为时钟脉冲频率的倒数，为最小的时序单位，也称T状态；时钟周期包含两个晶振周期，也称S状态；完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期，由6个时钟周期组成，即12个晶振周期；
