1、摘要隨著時代的進步，電子行業的發展，定時器的應用越來越廣 泛。但傳統的定時器都是使用發條驅動式，電機傳動式或電鐘式 機械定時器。電子定時器相對原來的機械定時器來說，體積小, 重量輕，造價低,精度高，壽命長,而且安全可靠，調整方便，適于 頻繁使用.本設計使用at89c51為核心。簡述了工作原理，給出 了軟件流程。該電子定時器滿足對電器的電源控制。同時要方便 用戶對電子定吋器的操作。最大定時間可達20h。且最大精度能 達到秒。關鍵詞：定時器，單片機，89c51繼電器1.2野定的國ooooo1.3定 的刖景 oooooooooooooooooooo51w機鼬部鋼和讖原理oooooo2. 151單刪的

2、榔結構oooooo2.2vho oooooooooooooooooooooooooooooooo2.3計數器/定時器方式寄存器tmodo oooooooooooooooooo電子 0 器 計 ooooooooooooooooooooooooooooo31總本設謖求oooooo3 2 系統 的設計 ooooooooooooooooooo3 2 1ooooooooooooooooooooooooo3. 2. 2交流控制接口電路。ooooo3. 2. 30000000000000000000000000003.3系統程序設計及程顧試oooooo10弓旨 ooooooooooooooooooooooo

3、oooooooooooooooooo1. 1的和ooooooooooooooooooooooooo11主要兀器件和主要電路oooooooooooooooooooooo4. 1 兀清單 oooooooooooooooooooooooooo1 14. 2at89c51 簡介114 3綃電oooooooooooooooooooooooooooooo134. 4復位電路和晶振時鐘電路。oooooooooooooo144. 5完整的電路圖的繪制oooooooooooooooooo15畢業設計的心得體會6文獻。o o o o o16引言我們在日常屮，經常碰到一些需要定吋的事情，列如：印相或放大照片， 需要

4、在零點幾秒的時間，洗衣機洗衣需要定在幾分到幾十分鐘的時間里，電 風扇需要定在幾十分鐘內，完成這種定時的定時器有好多種。在家電器中使 用的機械定時器都式根據上玄鐘表原理設計的。這種定時器雖然構造簡單，成本低，維修也比較方便，但是頻繁的接觸和斷 開大大降低了電器的使用壽命。造成大大的浪費。更不能完全實現自動化。 在電子技術飛速發展的今天電子定時器取代原來的機械定時器理所當然。本設計基于51單片機設計常用的定時器。滿足正常的使用需求。1.1課題的來源和意義本課題是冇畢業設計老師篩選出來的符合我們所學習的內容范圍。本課題 的設計的內容不一定很大。只要我們能獨立做出來就意義重大。本課題的意義在于通過此次

5、設計檢查我們三年來所學習的專業知識和團 隊協作能力。同時為節能減排做貢獻。1.2數字定時器的應用定時器在電器屮的主要用于延時自動關機，定時。延時自動開關在很多電子 產品中都用到。例如：收音機，電視機，錄音機，催眠器，門燈，路燈，車燈等 等電子產品屮。還有一些電器屮的延吋斷電和延吋自停電電源屮。定時可用于照 相延時定時。定時烘箱，冰箱門定時報警，水位定吋報警，延時電鈴，延時電子 鎖，觸摸定時開關。定時器除了用于家用電器中，還廣泛用于農業和工業中生產 和服務設施，還冇軍事中也用。1.3定時器的發展前景傳統的定時器絕大多數是發條驅動式，電機傳動式和電鐘式機械定時器原 理。部分電子器械中也有使用時間繼

6、電器。相對于傳統的定時器，數字定時 器具有休積小，重量輕，造價簡單，精度高，使用壽命心，安全性可靠，調 整方便，適用于頻繁使用，大大降低了成木。所以數字定時器具有很廣闊的 發展前景。而且隨著屯子技術特別是單片機技術的飛躍發展。以單片機為核 心的定時器更加簡單，精度高，更輕質安全。2.1 51單片機的內部結構主要由以下部分組成：cpu、ram、rom、四個并行i/o 口、1個串行口、 2個16位定時器/計數器、中斷系統、特殊功能寄存器。其內部結構簡圖如門控制 邏 輯中斷控制;'romram特殊功能寄存器八hfcpu <>1 n時鐘1_定時器-串行口并行i/o 口3p2tale

7、rst8j 8j 8j 8jrxd txd po p1圖1一1cpu的工作原理：構建cpu的基石是品體管，可以看成是微型電子開關，代表兩種狀態：0n（開） 和off（關）。這一開一關兩種狀態正好與二進制中的基礎狀態“0”和“1”對應。 cpu由控制單元、運算單元、寄存器單元和吋鐘等組成。運算單元是計算機對數 據進行加工處理的中心,它主要由算術邏輯部件（alu： arithmetic and logic unit）、寄存器組和狀態寄存器組成。cpu工作流程：指令指示器指向內存中存放指令的地方。取指器在那里取出指令，并把它交 給解碼器。解碼器解釋指令。然后，alu執行指令所要求的操作，它對數據進行

8、 加、減運算，或者其它的一些處理。在cpu解釋并執行完一條指令后，控制器會 告訴取指器在內存屮取出下一條指令。這個過程一直持續著，一條指令接一條指 令，以令人眼花的速度運行。為了使一切都按時發生，各組成部分還需要一個時 鐘發生器。時鐘發生器是用來調節cpu的每一個動作的。像節拍器一樣，它發出 調整cpu步伐的脈沖儲存器結構:采用程序與數據分離的哈佛結構，貝體結構圖如21）程序存儲器（由pc提供地址ffffh1000hofffh0000h2）數據存儲器（由數據指針dptr提供16位地址 內部數據存儲器（8位地址ffh80h7fh30h2fh20h1fh00h片內ram 外部數據存儲器與lo端口尸

9、尸尸艸外部數據存儲器與外設i/o端口0000h圖1-22.2計數器的工作原理:定時器/計數器：timer/counter本質上都是加法計數器，當對固定周期的脈沖信號計數時是定時器，對脈沖 氏度不確定的信號計數時是計數器。每接收到一個計數脈沖，加法計數器的值就加一，當計滿吋發生溢岀，并從0開始繼續計數。加法計數器的計滿溢出信號就是定時/計數器的輸出，該信號使tc0n的某位 （tf0或tf1位）置1,作為定時器/計數器的溢岀中斷標志。其計數器和定時器的連接圖如下:微處理器p35(t1)p34(t0)2.3計數器/定時器方式寄存器tmod：定時器方式控制寄存器tmod在特殊功能寄存器屮，字節地址為8

10、9h,無位 地址。tmod的格式如下圖所示。gate(；/tmlmogatec/tmlmotmod(89h)d7 d6 d5 di d3 d2 di do定時器屮立時器0 h由圖可見,tmod的高4位用于t1,低4使用于to, 4種符號的含義如下:gate： f j控制位。gate和軟件控制位tr、外部引腳信號int的狀態，共同控 制定時器/計數器的打開或關閉。c/t：定時器/計數器選擇位。c/t=l,為計數器方式；c/t=o,為定時 器方式。m1m0：工作方式選擇位，定時器/計數器的4種工作方式由m1m0設定。m1m0工作方式功能描述00工作方式013位計數器01工作方式116位計數器10工

11、作方式2自動再裝入8位計數器11工作方式3定吋器0：分成兩個8位計數器； 定吋器1：停止計數定時器/計數器方式控制寄存器tmod不能進行位尋址，只能用字節傳送指令 設置定時器工作方式，低半字節定義為定時器0,高半字節定義為定時器1。復 位時，tmod所有位均為0。3.1定時器的總體設計要求畢業設計的內容1. 說明電路工作原理；2. 畫出電路原理圖和卬刷電路圖；3. 列出元器件清單；4闡述制作工藝過程，并寫出工藝文件。二、畢業設計的耍求和數據1. 電路屮采用集成電路器件構成；2. 輸入口采用撥碼開關，bcd碼（09）輸入方式；3. 電源電路可采用三端穩圧塊或串聯穩圧電路，輸出電圧為+5v；4.

12、所有元器件可安裝在3552印刷板上；5. 整個裝置使用220v單相交流電；6. 機箱可采用恢皮或有機塑料板制作。三、畢業設計應完成的工作1. 寫出a4 15頁左右的論文；2. 做出整個裝置電路實物；3.2系統硬件電路的設計3. 2.1芯片的選擇硬件電路要實現對交流大電流電源的控制，定時時間的設定及到點提醒的功 能。我們選擇89c5e因為其應用范圍廣泛，技術成熟。而且造價低。3. 2.2交流控制接口電路交流接口電路可以選著繼電器控制，也可以用可控硅控制等。本設計采用的 是繼電器控制。3. 2. 3 顯示電路本顯示電路釆用兩個共陰極led顯示數碼管顯示。能清晰的顯示出定時的時 間。能讓我們直觀的看

13、出技術時間。其電路如下:3.3系統程序的設計及程序調試系統采用模塊化、結構化設計、并采用軟件抗干擾、使軟件得可靠性比較高、 可維護性比較強。其主要采用的模塊冇：主程序菜單程序到點工作程 序抗干擾程序其程序流程圖如下：初始化定時器及外部中斷定時器按鍵觸 發中斷掃描顯示數碼管*延時10ms去抖動否圖1-4把也寫好的匯編語言程序的載入軟件調試工具，檢查軟件是否有設法錯誤， 再根據軟件提示對木程序進行修改，直到沒有錯誤再生成單片機能運行的機器 碼，再用51開發板或其它單怎機寫入工具把機器碼寫入單片機進行實際的程序 調試，根據實際情況再對程序的不足加以修改，宜到滿足設計要求。4.1元器件清單木設計采用的

14、元器件清單及價格如下表格元器件名稱個數集成電路at89c511晶體12mhz1三極管90134繼電器 iik4100f-dc5v-siig1直徑3led發光管2led數碼管（共陰極）2電阻ik 1/4w10電容 30pf/16v2電容 0. 1uf/16v2集成電路插座1c-401電路實驗板（萬能板）14. 2at89c51 簡介at89c51是一種帶4k字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（fperom falsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能 cmos8 位微處理器，俗稱單片機。at89c2051是一種帶2k字節閃爍可編程

15、可擦除只讀 存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用 atmel高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的mcs-51指令集和輸出 管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個芯片'p，atmel的 at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c單片機 為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。pi o :p1.1pl.2 cpl 3 c.pi.4 pi i ipi.6 c picrst <«kd) p3 0 c (txd> p3 1 <iwt<r> p3

16、.2 t <nsnt> pj 3 c <to) p3_4 <ti> p3 5 ( (wirj p3 6 <rd) p3 vxtal2 xtal1gno vcc1 poo (ado) po.1 <ao1)j po 2 «ao2) p0.3 (ad3)j p0.4 <ao4) :p0.5 (ao5) e <aoe)po.7 <ad7) ea/vpp ale.'prog psenp2.t <a1s) p2.5 <a14)pj $ <a13> p2.4 <a12) p2 3 1a11>p2

17、.2 (a1o) )p2 1 (a9)p2 0 <att>rst/vpp qrxd) p3.0 (txd> p3.1 xtal2 xtal1 c (into) p3 2 (into p33 (to) p3.4 (t1> p3.5 gndvccpi.7pi.6pi 5p1.4j p1.33 p1.2p1.1 <ain1)p1.0 (aino)p3.7at89c51at89c20511. 主要特性:與mcs-51兼容4k字節可編程閃爍存儲器 壽命:1000寫/擦循環 數據保留吋間：10年全靜態工作:0hz-24hz三級程序存儲器鎖定 128*8位內部ram 32可編程

18、i/o線兩個16位定吋器/計數器 5個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路2. 管腳說明：vcc：供電電壓。gnd：接地。p0 : p0 口為一個8位漏級開路雙向1/0 口，每腳可吸收8ttl n電流。當 p1 口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數據存儲 器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在fmsh編程吋，p0 口作為原碼輸入 口，當fiasi1進行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。p1 口： p1 口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向1/0 口，p1 口緩沖器能接 收輸出4ttl |'1電流。pl 口管腳寫入1后，被內

19、部上拉為高，可用作輸入，p1 口 被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在flash編程 和校驗時，p1 口作為第八位地址接收。p2 口： p2 口為一個內部上拉電阻的8位雙向1/0 口，p2 口緩沖器可接收， 輸出4個ttl 11電流，當p2 口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作 為輸入。并因此作為輸入時，p2 口的管腳被外部拉低，將輸岀電流。這是由于 內部上拉的緣故。p2 口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行 存取時，p2 口輸岀地址的高八位。在給岀地址“1”時，它利用內部上拉優勢， 當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，p2 口輸出其特殊功能

20、寄存器的內容。 p2 口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。p3 : p3 口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向i/o 口，可接收輸出4個ttl 門電流。當p3 口寫入“ 1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸 入，由于外部下拉為低電平，p3 口將輸岀電流（ill）這是由于上拉的緣故。p3 口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳備選功能p3. 0 rxd （串行輸入口）p3. 1 txd （串行輸出口）p3. 2 /into （外部中斷0）p3. 3 /int1 （外部中斷1）p3.4 t0 （記時器0外部輸入）p3.5 t1 （記時器1外部輸

21、入）p3.6 /wr （外部數據存儲器寫選通）p3.7 /rd （外部數據存儲器讀選通）p3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。rst：復位輸入。當振蕩器復位器件時，耍保持rst腳兩個機器周期的高電 平時間。ale/prog：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位 字節。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平吋，ale端以不變的 頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸 出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳 過一個ale脈沖。如想禁止ale的輸岀可在sfr8eh地址上置0。此時，ale

22、只 有在執行movx, movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微 處理器在外部執行狀態ale禁止，置位無效。/psen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機 器周期兩次/psen冇效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次冇效的/psen信號 將不岀現。/ea/vpp：當/ea保持低電平吋，則在此期間外部程序存儲器（ooooh-ffffh）, 不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/ea將內部鎖定為reset；當 /ea端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在flasii編程期間，此引腳也用于 施加12v編程電源（vpp） oxtal1：反向振蕩放大器

23、的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。xtal2:來自反向振蕩器的輸出。3. 振蕩器特性：xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸岀。該反向放大器可以配置為 片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，xtal2 應不接。有余輸入至內部吋鐘信號要通過一個二分頻觸發器，因此對外部時鐘信 號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。4. 芯片擦除:整個perom陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ale管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在 任何非空存儲字節被重復編程以而，該操作必須被執行。此外，at89c5

24、1設有穩態邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態邏輯，支持兩種 軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，cpu停止工作。但ram,定時器，計數器, 串口和屮斷系統仍在工作。在掉電模式下，保存ram的內容并且凍結振蕩器，禁 止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。4.3繼電器繼電器室一種電控制器件。它具有控制系統（乂稱輸入冋路）和 被控制系統（又稱輸出回路）之間的互動關系。通常'應用于自動化的控制 電路中，它實際上是用小電流去控制犬電流運作的一種“自動開關”。故 在電路中起著口動調節、安全保護、轉換電路等作用。繼電器 hk（4100f）-dc5v-shg 的特點是： 價格低 具有組轉換 印制板

25、式引出端 密封型與半密封型兩種封裝方式4. 4晶振時鐘電路和復位電路單片機xi和x2分別接30pf的電容，中間再并連個12mzh的晶振，形成單片 機的晶振電路。其電路圖如下：cap圖1-5一個電阻與一個電容和一個按鈕組成復位電路。其原理圖如下:rstr1s2o osw-pbc3+ / 10ufcap pollgnd圖1-64.5電路圖的繪制本設計的電路圖繪制采用protel 99 se制圖軟件繪制。完整的電路原理 圖如下圖：圖1一75畢業設計心得體會課程設計是培養學生綜合運用所學知識，發現，捉出，分析和解決實際問題, 鍛煉實踐能力的重要環節，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著 科學

26、技術發展的日新日異，單片機已經成為當今計算機應用«11空前活躍的領域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀的大學來說掌握單片機的開 發技術是十分重耍的?；仡櫰鸫舜螁纹瑱C課程設計，至今我仍感慨頗多，從選題到定稿，從理論到 實踐，在整整兩星期的口子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的 的東西，同吋不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而冃學到了很多在書本上所沒 有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際和結合是很重要的， 只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論 屮得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的

27、 能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難 免會遇到過各種各樣的問題，同吋在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以 前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對單片機匯編語言掌握得不 好，通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。這次課程設計終于順利完成了，在設計小遇到了很多問題。通過小組的討論 和協商我們客服了很多困難。這讓我知道團隊協作的重要性。從初稿到定稿老師 一路陪伴我們。在這里我非常感謝我們的指導老師因為有你我們的畢業設計才能 順利成。老師您辛苦了。6參考文獻1胡漢才單片機原理及其接口技術北京清華大學出版社2004 （第二版）2趙德安 單

28、片機原理與應用北京 機械冬夜出版社 20043郝建國 單片機在電子電路設計中的應用北京清華大學出版社4張洪潤 單片機應用技術教程 北京：清華大學出版社，19975余孟嘗 數字電了技術基礎簡明教程北京高等教育出版社2004年3月 6賈正松，王萍數字電子技術基礎北京北京理工大學2009年7月7附錄本設計使用匯編語言編程，其源代碼如下：bl51bankedl1nker/l0caterv6. 2204/08/2012 11:40:22 page 1bl51 banked ltnker/locater v6.22, invoked by:c:keilc51binbl51.exe startup, obj

29、, c51_timer. obj to c51_timermemory model: smallinput modules 1ncllded:startup.obj (?c_startup) c51 timer, obj (c51 timer)c:ketlc51ltbc51s. ltb (?c_tntt)link map of module:c51 timer (?c startup)typebaselengthrelocationsegment name* * * * * *datamemoryreg0000ii0008iiabsolute"reg bank 0data0008h0

30、00dhunit?dt?c51_t1merdata0015h0002hunit_data_group_i data0017h0001hunit?stack* * * * * *codememorycode0000h0003habsolutecode0003h0003habsolute0006h0005h* gap *code000bh0003habsolute000eii07f2ii* gap *code0800h008chunit?c_c51startupcode088ch0041hunit?pr?main?c51_timercode08cdh0038hunit?pr?c0unter0?c5

31、1 timercode0905ii0027iiunit?pr?ttmer0?c51_ttmercode092ch0013hunit?c_initsegcode093fh0012hunit?pr?_delay?c51_t1mercode0951h0010hunit?pr?in1t_timer?c51_timercode0961h0007hunit?pr?init int0?c51 timerdata_groupstart lengthsegment+> called segment?c c51startup+> ?pr?matn?c51_ttmer+> ?c_initseg?p

32、r?main?c51_timer0015h0002h+> ?pr?init timer?c51 timer+> ?pr? tntt_tnt0?c51 _ttmer+> ?pr?_delay?c51_timer * new rootl1nker/l0caterv6. 22?pr?c0unter0?c51_timer+?pr?_delay?c51_timersymbol table of module: c51_timer (?c_startup)valuetypenamemodule?c_startlp:0800hsegment?c c51startup:0017hsegmen

33、t?stack：oooonpublic?c_startup:ooeohsymbolacc:oofohsymbolb:0083hsymboldph:0082hsymboldpl:ooooiisymbolibpstack:0100hsymbolibpstacktop:0080hsymbol1datalen:0803hsymbolidataloop:0000hsymbolpbpstack:0100iisymbolpbpstacktop:0000hsymbolpdatalen:0000hsymbolpdatastart:0000hsymbolppage:0000hsymbolppageenable:o

34、oaoiisymbolppage_sfr:0081hsymbolsp:0800hsymbolstartup1:0000hsymbolxbpstack:ooooi1symbolxbpstacktop:0000hsymbolxdatalen:0000hsymbolxdatastart:0000hline#126:0800hline#133:080211ltte#134:0803hline#135c:0804hline#136c:0806hline#185c:0809hlite#196endmod?c_startupmodulec51_t1mekc:oooohsymbol_ice_dlmmyd:00

35、80hpublicpod:0090iipublicpld:ooaohpublicp2d:oobohpublicp3b:00a8h. 7publiceac:093fhpublicdelayc:0961hpublicinit_i ntoc:088chpublicmainc:0905hpublictiineroc:08cdhpubliccounterod:0089hpublictmodc:0951hpublicinit_timerb:00a8h.1publicetob:ooboh.2publickeyb:ooaoh.0publickad:008chpublicthob:ooaoh.2publicco

36、nditionb:00a8h. 0publicexob:0088h. 0publicitod:0008hpubliccode_numd:008ahpublictlod:0012hpublictimer_numb:0088h.4publictrod:0013hpubliccount numb:00a0h.6publicledld:0014hpublicled_numb:ooaoh. 7publiclcd2procmaindod:0015ilsymbolxd:0016hsymbolyenddoc:088chline#19c:088chline#20c:088ciiline#22c:088ehlin

37、e#23c:0890hline#24c:0892hline#25c:0894hline#26c:0897iiline#27c:089ahline#28c:089ahline#29c:089ahline#30c:08a3hline#31c:08abhline#32c:08adhline#33c:08afhline#34c:08b4hline#35c:08bchline#36c:08c2hline#37c:08c4hline#38c:08c6hline#39c:08cbhline#40endprocmainprocinit_timerc:0951hline#45c:0951hline#46c:0951hline#47c:0954hline#48c:0957hline#49c:095ahline#50c:095chline#51c:095ehline#52c:0960iiline#53endprocinit_timerprocin1t_intoc:0961hline#57c:0961iiline#58c:0961hline#59c:0963hline#60c:0965hline#61c:0967hltte#62endprocinit_intoproc_delayd:0007hsymbolmsdod:0006iisymbol1enddoc:093fhl