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1、答辩倒计时器课程设计报告课程名称：单片机原理课程设计报告题目： 答辩倒计时器学生姓名： 所在学院：信息科学与工程学院专业班级： 通信工程学生学号： 指导教师： 2013年6月28日单片机原理课程设计任务书一、设计题目答辩倒计时器二、题目描述设计一个答辩倒计时器，用2位数码管显示剩余分钟，2位数码管显示剩余秒，复位后显示10.00表示设定10分钟，并可通过按钮加减修改，按开始/取消按钮开始倒计时，再次按开始/取消按钮则复位，时间到则蜂鸣音提示。三、可提供的主要元器件 1、AT89S51；7407； （均为DIP封装）2、LED（4位一体共阴）；按键；电阻排；三极管；蜂鸣器3、石英晶振6M；30p
2、F；0.1uF；10uF电容；电阻若干。四、设计要求1、电路设计与组装要求根据下达的任务书和可提供的元器件设计合适的方案，绘制电路原理图，在万能电路板进行电路设计与组装，要求元器件排列合理、组装美观、电路可靠。2、程序设计要求采用合适的算法，设计程序流程图和编制程序（汇编或C51均可），实现课题的功能要求。程序设计要求模块化。3、仿真与调试过程要求程序设计完成后要先在Proteus环境下仿真，仿真无误后再将程序下载到电路板，进行硬件调试。硬件调试过程中记录出现的问题和解决的方法，直到电路板稳定可靠的运行，符合任务书的要求。4、课程设计报告要求按课程设计报告规范格式撰写课程设计报告。内容包括设计
3、方案（含论证）、完整的电路原理图和应用程序流程图、对所设计方案进行全面分析、编程调试方法和程序清单、安装调试过程、出现的各种问题、总结经验和体会、进一步完善的设想。五、实践步骤1、收集相关资料，设计总体方案并完成电路原理图设计。2、绘制应用程序流程图，编写汇编语言（或C语言）源程序。3、根据所设计的原理图，完成电路板的制作安装（可用万能板）。4、程序调试及硬件仿真。5、硬、软件综合调试，并完善其设计功能。摘 要 AT89S51单片机内有两个可编程的定时器/计数器T1、T0，两个定时器/计数器都具有定时器和计数器两种工作模式，4种工作方式。特殊功能寄存器TMOD用于选择定时器/计数器T0、T1的
4、工作模式和工作方式。特殊功能寄存器TCON用于控制T0、T1的启动和停止计数，同时包含了T0、T1的状态。T0、T1不论是工作在定时器模式还是计数器模式，实质都是对脉冲信号进行计数。本课题要设计的是答辩倒计时器，答辩倒计时器是一种非常有用的计时工具，在论文答辩、辩论赛和各类球赛中，倒计时器能直观地显示剩余时间，便于当事人准确地把握时间。关键词：单片机；倒计时；晶振；蜂鸣器；复位目录一、概述1二、方案设计11硬件方案设计12程序方案设计2三、硬件电路设计与分析3 1.总原理图32.按键电路33.复位电路3 4.晶振电路45.数码管显示电路46.蜂鸣器4四、程序设计与分析41.主程序代码段分析42
5、.定时器代码段分析53.调整时间代码段分析64.开始/复位代码段分析7五、安装与测试71.电路板的安装72.电路板的测试103.硬件设计中的问题与解决方法11六、结论与心得11七、参考文献12附录131. 课程设计材料清单132. 源程序14答辩倒计时器课程设计报告一、概述 本次课程设计的课题是答辩倒计时器，通过AT89S51单片机提供计数器并对各方面进行控制，用一个四位一体的共阴极数码管显示时间，2位数码管显示剩余分钟，2位数码管显示剩余秒，复位后显示10.00表示设定10分钟，并可通过按钮加减修改，按开始/复位按钮开始倒计时，再次按开始/复位按钮则复位，时间到则蜂鸣音提示。答辩倒计时器的硬
6、件电路主要包括晶振电路、复位电路、按键电路、数码管显示电路和蜂鸣器五个部分，软件主要通过汇编程序来实现各个部分的功能。最后，通过ISP51下载软件，将仿真后的程序下载到AT89S51芯片上进行测试。二、方案设计 1.硬件方案设计根据课程设计题目要求，硬件电路主要包括按键电路、复位电路、晶振电路、数码管显示电路和蜂鸣器五个部分。其主要结构如图一所示： 图一 答辩倒计时器硬件主要结构示意图该硬件电路的核心部分为一块AT89S51单片机，对电路进行各方面控制和计算。用一个四位一体的8段共阴极数码管显示，用7407作为缓冲器，提高输出电路驱动能力，使数码管能正常显示。用一个9013三极管驱动蜂鸣器，当
7、电路上电和计时时间到时响提示时间到。用一个6M石英晶振和2个30pF的电容为AT89S51芯片提供时钟频率，2个30pF的电容主要是为了方便起振。K1、K2、K3三个开关分别用于加一分钟、减一分钟、暂停和复位。用若干电阻作为上拉电阻，增大电路输出电流。2.程序方案设计单片机共有32个外设IO口，五个中断源。本实验利用单片机的P0口和P2口的低四位共同控制一个4位一体共阴极8段数码管，用来显示时间，所以程序中的显示程序采用的是动态扫描方式。三个按键分别接在了INT0，INT1，T1三个引脚上，既可通过中断控制按键。也可通过扫描P3.2，P3.3，P3.5三个IO口的状态来控制。本方案最终确定为使
8、用扫描IO口状态来控制键盘。程序流程如图二所示： (A) (B) 图二 主要流程图三硬件电路设计与分析1.总原理图图三 电路原理图2.按键电路按键电路需要三个按键，第一个用于加一分钟设置，第二个用于减一分钟设置，第三个用于暂停/复位设置。三个按键分别通过一个10K的电阻接单片机的P3.2脚、P3.3脚和P3.5脚，因为AT89S51的P3口具有第二功能，P3.2脚的第二功能为外部中断0输入，P3.3脚的第二功能为外部中断1的输入，P3.5脚的第二功能为定时器1外部计数输入。这样接的好处是在进行按钮部分的程序设计时，既可以把这三个引脚当做普通的I/O口，用扫描的方式实现，也可以把按钮当做中断源处
9、理，这样会使程序设计更为简便。 3.复位电路复位电路产生复位信号，复位信号送入 RST 后还要送至片内的施密特触发器，由片内复位电路在每个机器周器的 S5P2 时刻对触发器输出采样信号，然后由内部复位电路产生复位操作所要的信号。一般的复位电路可分为上电自动复位和按键复位，我们在此选用的是上电复位。上电自动复位原理：RST 引脚是复位信号的输入端，只要高电平的复位信号持续两个机器周期以上的有效时间，就可以使单片机上电复位。上电自动复位是通过电容充电实现的，上电瞬间，RST 端 电位与Vcc 相同，随充电电流的减少，RST 的电位逐渐下降，直到复位信号无效。由于单片机需要接程序下载接口，因此，程序
10、下载接口的复位端也需要与单片机的复位端相连。4.晶振电路AT89S51内部有一个用于振荡器的高增益反相放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为芯片引脚XTAL2，这两个引脚跨接石英晶体和电容即可构成一个稳定的自激振荡器。由于电容的大小会影响振荡器频率的高低，振荡器的稳定性和起振的快速性，因此，在该设计中选择两个30pF的电容。同时，晶体的振荡频率对单片机的运行速度也有影响，振荡频率越高，系统的时针频率越高，单片机的运行速度越快。晶体振荡频率的范围一般是在1.212MHz之间，本设计中晶体振荡频率为6MHz。5.数码管显示电路数码管显示电路中，需要一个四位一体的显示管。用单片机的P0口和
11、P2口作为输出口，分别与显示管相连,。P0作为通用I/O口用时需加上拉电阻，因此P0口要通过一个排阻分别与数码管的段点相连，数码管的四个公共端通过7407芯片与单片机的P2口相连。用7407作为缓冲器，提高输出电路驱动能力，使数码管能正常显示。6.蜂鸣器电路蜂鸣器是在计时结束后发出警报。蜂鸣器通过9013三极管来驱动，然后通过两个电阻与单片机的输出端口相连（本课程设计中接的是P1.0）。四程序设计与分析1.主程序代码段分析主程序主要由初始化，以及动态显示子程序、键盘扫描子程序构成的循环组成。首先，课题要求默认倒计时时间为10分钟：;显示缓冲初始化MOV 30H,#0 ;设置秒个位初值MOV 3
12、1H,#0 ;设置秒十位初值MOV 32H,#0 ;设置分个位初值MOV 33H,#1 ;设置分十位初值其次，利用定时计数器T0进行定时，设置T0工作模式为模式1，设定初值让定时计数器中断一次的时间为100ms，则中断十次为一秒（计算公式为（216-X）*2*10-6=0.1S，其中X为定时器的初值）：;定时器初始化MOV R7,#0AH ;设循环次数10次MOV TMOD,#01H ;设置T0工作在方式1定时MOV TL0,#0B0H;给T0设初值MOV TH0,#3CH SETBEA ;总中断允许SETB ET0CLR P1.0LOOP:LCALL DISPLAY ;调用动态显示子程序LCALL KEYSCANLJMP LOOP 2.定时器代码段分析 ;减1s程序代码段MOV A,30HCJNE A,#00H,SECGE ;秒个位MOV 30H,#9MOV A,31HCJNE A,#00H,SECSHI ;秒十位MOV 31H,#5MOV A,32HCJNE A,#00H,MINGE ;分个位MOV 32H,#9MOV A,33HCJNE A,#00H,MINSHI ;分十位SETB P1.0 ;响铃MOV 30H,#0 ;复位MOV 31H,#0
