1、題目學 院專 業姓 名學 號任課教師目 錄1 設計要求12 設計目的13 具體設計13.1 問題分析13.2 總體設計思想33.3 具體實現方法33.4 電路圖原理43.5 程序設計54 軟件調試94.1 Keil C5194.2 PROTEUS95 設計的優缺點分析106 總結10參考文獻111 設計要求應用定時器/計數器及其中斷實現60s倒計時，并將倒計時過程顯示在LED數碼管上，倒計時循環進行。繪制系統硬件接線圖，并進行系統仿真和實驗。畫出程序流程圖并編寫程序實現系統功能。此裝置是實際倒計時牌的設計基礎。2 設計目的此次設計是我們更進一步了解基本電路的設計流程，提高自己的設計理念，豐富自

2、己的理論知識，鞏固所學知識，使自己的動手動腦能力有更進一步提高，為自己今后的學習和工作打好基礎，為自己的專業技能打好基礎。通過解決實際問題，鞏固和加深“單片機原理及接口技術”課程中所學的理論知識和實驗能力，基本掌握單片機應用電路的一般設計方法，提高電子電路的設計和實驗能力，加深對單片機軟硬知識的理解，獲得初步的應用經驗，為以后從事生產和科研工作打下一定的基礎。本次設計注重對單片機工作原理以及顯示原理的理解，以便今后自己在單片機領域的學習和開發打下基礎，提高自己的動手能力和設計能力，培養創新能力，豐富自己的理論知識，做到理論和實踐相結合。本次設計的重要意義還在于對單片機的內部結構和工作狀態做更進

3、一步的了解，同時還對單片機的接口技術，中斷技術和控制方式作更深層次的了解。3 具體設計3.1 問題分析在電子技術飛速發展的今天，電子產品的人性化和智能化已經非常成熟，其發展前景仍然不可估量。如今的人們需求的是一種能給自己帶來方便的電子產品，當然最好是人性化和智能化的，如何能做到智能化呢？單片機的引入就是一個很好的例子。單片機又稱單片微型計算機，也稱為微控制器，是微型計算機的一個重要分支，單片機是20世紀70年代中期發展起來的一種大規模集成電路芯片，是集CPU，RAM，ROM，I/O接口和中斷系統于同一硅片上的器件。單片機的誕生標志著計算機正式形成了通過計算機系統和嵌入式計算機系統兩個分支。目前

4、單片機已滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。單片機已在廣闊的計算機應用領域中表現得淋漓盡致電器因此，單片機已成為電子類工作者必須掌握的專業技術之一。單片機就是一個微型中央處理器，通過編程即能完成很多智能化的工作 ，因此它的出現給電子技術智能化和微型化起到了很大的推動作用。本設計將采用89C51單片機，89C51單片機是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。單片機自帶5個中斷，兩個16位定時器32個I/O口

5、，可擦除只讀存儲器可以反復擦除多次，功能相當強大。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中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器。89C51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。面對如此功能強大的單片機，結合本次設計要求，應該要用到單片機的內部時鐘電路以及外圍的顯示接口電路。對與時鐘，它有兩方面的含義：一是指為保障系統正常工作的基準振蕩定時信號，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機系統工作的快慢；二是指系統的標準定時時鐘，即定時時間，它通常有兩種

6、實現方法：一是用軟件實現，即用單片機內部的可編程定時/計數器來實現，但誤差很大，主要用在對時間精度要求不高的場合；二是用專門的時鐘芯片實現，在對時間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法。在顯示方面，有著多種選擇，但是8段LED數碼管足以滿足此次設計的要求了。LED數碼顯示器是一種有LED發光二極管組合顯示字符的顯示器件。它使用了8個LED發光二極管，其中7個用于顯示字符，一個用于顯示小數點，故通常稱之為8段發光二極管數碼器。其內部結構如下圖（a）所示：圖1 LED數碼管LED數碼顯示器有如下兩種連接方法：共陽極接法：把發光二極管的陽極連在一起構成公共陽極，使用時公共陽極接+5V，每個發光二極

7、管的陰極通過電阻與輸入端相連。 共陰極接法：把發光二極管的陰極連在一起構成公共陰極，使用時公共陰極接地。每個發光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。3.2 總體設計思想本設計是基于AT89C51單片機及顯示電路設計，用定時器計數器T1，選12MHZ的晶振，宜選用方式1。基本定時時間為50ms，則定時溢出次數達20次為定時1s。顯示器采用共陽數碼管，靜態顯示。每1s顯示刷新一次。3.3 具體實現方法根據設計任務與要求，可初步將系統分為二大功能模塊：主電路、顯示電路。進一步細說，主電路選用AT89C51作為中央處理器，系統采用12MHZ的晶振；采用顯示電路由兩個共陽數碼管，顯示內容有倒計時器的個位以

8、及十位,十位通過P0口直接輸出數據；個位通過P2口直接輸出數據。對于本次單片機課程設計，根據設計要求可以將功能分成如下部分：1）由于單片機內部振蕩方式電路簡單，時鐘信號比較穩定，是獨立的單片機應用系統的首選，故本設計采用內部振蕩方式，采用12MHZ的晶振。本設計電路采用定時器T1產生定時中斷，由于本設計需要50ms的基本時間，故選擇其工作在定時方式1下。這時定時器T1是一個16位的計時器，由它產生50ms的基本定時中斷，二十次中斷后將得到1s的時間。圖2 晶振電路圖2）對于顯示電路，本設計采用兩位8段共陽極LED數碼管顯示。上電顯示最大倒計時時間60，每1s顯示刷新一次。圖3顯示電路圖3.4

9、電路圖原理圖4 硬件原理圖113.5 程序設計程序設計主流程和定時中斷服務流程圖如圖1，如圖2所示。圖5倒計時主流程圖圖6 六十秒倒計時中斷服務流程圖程序設計如下：ORG 00HSJMP STARORG 001BHSJMP T1SORG 30HSTAR:MOV R2,#60MOV R4,#20HMOV IE,#88HMOV TMOD,#10HMOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0HSETB TR1ACALL DISSJMP $T1S:MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0HDJNZ R4,T1S1MOV R4,#20DJNZ R2,T1S0CLR TR1T1S0:ACALL

10、 DIST1S1:RETISEG7:INC AMOVC A,A+PCRETDB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0HDB 99H,92H,82H,0F8HDB 80H,90H,88H,83HDB 0C6H,0A1H,86H,8EHDIS:MOV A,R2MOV B,#10DIV ABACALL SEG7MOV P1,AMOV A,BACALL SEG7MOV P2,ARETEND4 軟件調試4.1 Keil C51 Keil C51仿真器是一款利用KEIL C51 的IDE 集成開發環境作為仿真環境的廉價仿真器，是利用SST公司具有IAP功能的單片機SST89C58制作而成，主要是利用了SS

11、T89C58的IAP功能，所謂IAP功能是In application program 的英文縮寫，是在應用編程的意思，通俗一點講就是：它可以通過串口將用戶的程序下載到單片機中，可以通過串口對單片機進行編程。它之所以具有這種功能，實際上它有兩塊程序flash區，其中一塊flash中運行的程序可以更改另外的一塊程序flash區中的程序，正是利用這一特性才用它作成了仿真器，我們把仿真器的監控程序事先燒入SST89C58，監控程序通過SST89C58的串口和PC通訊，當使用KEIL C51的IDE環境仿真時，用戶的程序通過串口被監控程序寫入flash程序區中，當用戶設置斷點等操作仿真程序時，flas

12、h程序中的用戶程序也在相應的更改，從而實現了仿真功能 。調試的主要方法 ：1）啟動Keil c512）新建一個工程。Project菜單New project ，選擇好我們要保存的文件夾后，鍵入Frist 保存。接著彈出CPU類型選擇框，我們選擇最常用的AT89C51,按確定。3） 在工程中加入文件。新建一個文件，文件菜單FileNew，我們再選擇：文件菜單FileSave As? （另存為）彈出 對話框后，我們文件名框中鍵入First.ASM（注意文件后綴名是 .ASM）保存。ASM文件建好啦。現在我們把文件加入到工程中去。 點擊Target 1前面的+號，右鍵單擊Source Group 1

13、選擇Add Files to Group ，Source Group 1，選擇添加 Add。編譯運行，檢查程序是否有錯誤。4.2 PROTEUS Proteus是一款EDA軟件，該軟件具有模擬電路仿真，數字電路仿真，單片機以及外圍電路組成的系統的仿真，RS-232動態仿真，I2C調試器，SPI調試器，鍵盤和LCD系統的仿真，以及各種虛擬儀器，如示波器，邏輯分析儀，信號發生器等。該軟件目前支持的單片機類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、ARM以及各種外圍芯片。該軟件還支持大量的存儲器和外圍芯片，所以，該軟件是

14、一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件。調試方法：首先用Keil軟件將匯編語言編譯成HEX文件，打開Keil軟件，新建一個文檔，輸入匯編程序，保存成ASM格式文件，然后新建工程，連接單片機為AT89C51，選擇Options for target，選擇OUTPUT子菜單，在Create HEX Fi前打鉤，DeBug子菜單中，Settings選擇ProteusVSM Simulator，USE前打鉤，再次運行文件，成功后在目錄下會生成HEX文件，打開Proteus軟件，或直接點擊DSN文件，雙擊單片機模板，點擊文件夾式樣的圖標選擇對應的HEX驅動文件，然后點擊開始，進行調試。5 設計的優缺點分析本設計是一個采用了由內部振蕩的時鐘方式、采用靜態顯示LED數碼管。因此該系統使用的電子器件少、外圍電路簡單，定時精準，系統消耗的功耗小，剩余的I/O接口多便于擴展其他功能。6 總結第一次運用單片機設計，在設計過程中又遇到了種種困難，又感覺到要完成此次設計還需要花費很大的時間和精力。但是經過和同學的共同努力，運用科學的分析方法，最終順利完成了本次單片機課程設計。在這次單片機課程設計中，我覺得最大的收獲就是提高了自己的動手及思考解決問題的能力，把平時學習的只是融會貫通，相互聯系，最后才做出一個完整的課程設計