单片机60秒倒计时

摘要

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。

关键词：单片机，软件，倒计时器，LED数码显示器。

目录

1.设计任务 (1)

2.设计的主要内容和要求 (1)

3.整体设计方案 (1)

4. 软件电路设计 (2)

4.1定时计数器初值运算 (2)

4.2程序框图设计 (2)

4.3程序代码 (3)

5. 硬件设计 (4)

6. 基于Proteus的电路仿真 (6)

6.1 系统调试工具PROTEUS (6)

6.2 总线路图 (6)

6.3运行结果 (7)

总结 (7)

参考文献 (8)

单片机系统课程设计

1.设计任务

设计一个基于单片机MCS-51的显示系统，要求实现以下功能：

1.在单片机系统与硬件开发过程中，与数码管和液晶屏显示器等显示仪器，本课程设采用的采用的显示仪器为数码管。

2.用keil 软件编写一个60秒倒计时时钟程序，且用两位数码管显示时间。

3.用单片机的定时器产生一秒的定时时间，作为秒倒计时间，当一秒产生时，秒计数自动减一，当秒计数到00时，自动又从59开始倒计数。

2.设计的主要内容和要求

1.基于单片机实现对数码管的控制。

2.在开始，数码管是关闭的，什么也不显示，当所编写的源程序下载到单片机中并

开始运行时，两位数码管会显示相应的变化时间。

3.整体设计方案

AT89C51单片机的内部16的内部16位定时器是一个可编程计时器，它既可以工作在13位定时方式，也可以工作在16位定时方式和8位定时方式。只要通过设置特殊功能寄存器TMOD ，即可完成方式的选择。计数器何时工作也是通过软件来设定TCON 特殊功能寄存器来完成的。整体设计方框图如图1。

图1 60秒倒计时整体方框图

电源

单片机

复位电路

数码管

时钟电路

4.软件电路设计

4.1定时计数器初值运算

（1）本电路应用TIMER0 MODE 16位计数器的计时中断法。

（2）1秒等于1000000微秒,而每一计时脉冲是1微秒,因此需输入100000个计时脉冲,方可达到1秒的时间。本设计中，设定中断每次溢出时间50ms。

（3）由上式得知，循环20次即可达到1秒定时，即：

N=t/Tcy=0.05s/0.000001=5000

X=65536-5000=15536=3CB0H

（4）由上式得知5000个脉冲，首先需设定TL0=3CH,TH0=0B0H，此时第1次只要输入5000个脉冲输入，就会溢出；第2次至第20次，则需每1000000个计时脉冲，定时1秒。

（5）上电时，显示60开始倒数计时按下开关实现位。

4.2程序框图设计

开始

显示60秒

循环20次

中断50ms溢出

跳转到LOOP1，倒计时开始

结束到0后返回主程序

图2程序框图

4.3程序代码

#include unsigned char second,timer; void t1_init()

{TMOD=0x10;

IE=0x88;

TH1=0x3c;

TL1=0xb0;

TR1=1;

}

void main()

{

t1_init();

second=59;

timer=0;

while(1);

}

void t1_func() interrupt 3 {

TH1=0x3c;

TL1=0xb0;

if (timer<20)

{

timer=timer+1;

}

else if(timer==20)

{

timer=0;

if(second==0)

{second=59;}

else

{second=second-1;

}

}

P2=second/10;

P3=second%10;

}

5. 硬件设计

各模块电路设计

5.1AT89C51的芯片概述

图3A T89C51的外形主要特点：

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

128×8位内部RAM

32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

AT89C51管脚说明：

(1)电源及时钟引脚（4个）

Vcc: 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

（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

5.2 数码管显示器概述

本设计中采用的是7SEG–COM–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4所示：

图4 7SEG-COM-ANODE数码管

数码管的分类：

数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，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。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

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。

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。

6.基于Proteus的电路仿真

6.1 系统调试工具PROTEUS

Proteus是一款EDA软件，该软件具有模拟电路仿真，数字电路仿真，单片机以及外围电路组成的系统的仿真，RS-232动态仿真，I2C调试器，SPI调试器，键盘和LCD系统的仿真，以及各种虚拟仪器，如示波器，逻辑分析仪，信号发生器等。该软件目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、A VR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、ARM以及各种外围芯片。该软件还支持大量的存储器和外围芯片，所以，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件。调试方法：首先用Keil软件将C编译成HEX文件，打开Keil软件，新建一个文档，输入C程序，保存成C格式文件，然后新建工程，连接单片机为AT89C51，选择Options for target，选择OUTPUT子菜单，在Create HEX Fi前打钩，DeBug子菜单中，Settings选择ProteusVSM Simulator，USE前打钩，再次运行文件，成功后在目录下会生成HEX文件，打开Proteus软件，或直接点击DSN文件，双击单片机模板，点击文件夹式样的图标选择对应的HEX驱动文件，然后点击开始，进行调试。

6.2 总线路图

按照图5总电路图进行连接

图5 总线路图

6.3运行结果

图6 运行结果图

总结

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。回顾起此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在接近四星期

的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，对单片机汇编语言掌握得不好……通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。

参考文献

[1] 彭伟.单片机C语言程序设计实训100例.电子工业出版社.2009年

[2] 张毅刚．单片机原理及应用[M]．北京：高教教育出版社，2004年

[3] 周润景等. Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用百例[M].电子工业出版社，2006

年

[4]李光飞.《单片机课程设计实例指导》.北京：北京航空航天大学出版社，2004年