1、.倒計時項目報告 姓名：楊曉博班級：電子09-2學號: 0950213227目錄第一章 摘要第二章 實驗任務第三章 實驗主要器材3.1 AT89S51芯片概述3.2 LED數碼管顯示器概述第四章 實驗步驟4.1 硬件設計4.2 軟件設計第五章 實驗結果5.1 調試與仿真第六章 實驗總結第一章 摘要 近年來隨著計算機在社會領域的滲透, 單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，以作完善。 模擬多通道壓力系統是利用壓

2、力傳感器采集當前壓力并反映在顯示器上，它可以分析壓力過量程，并發出報警。并采用電子秤原理可根據輸入單價準確的計算出物體的金額。本篇論文討論了簡單的倒計時器的設計與制作 ，對于倒計時器中的四位LED數碼顯示器來說，我為了簡化線路、降低成本，采用以軟件為主的接口方法，即不使用專門的硬件譯碼器，而采用軟件程序進行譯碼。第二章 實驗任務任務說明：單片機控制的多功能60s倒計時（1）用單片機AT89C51的定時器實現多功能60s倒計時。本例中用兩位數碼管動態顯示倒計時秒值。并在00時發光二極管亮、蜂鳴器響。（2）用PROTEUS設計，仿真基于AT89c51單片機的60s倒計時實驗。 第三章 實驗主要器材

3、 3.1 AT8 9S51芯片概述AT89C51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89C51可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。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。 其工作電壓在4.5V,一般我們選用5V電壓。外形及引腳排列如圖

4、2所示。圖2：89C51的核心電路框圖l 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·數據保留時間：10年·全靜態工作：0Hz-24MHz·三級程序存儲器鎖定·128×8位內部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/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 l 管腳說明（1）電源及時鐘引腳（4個）Vcc: 電源接入引腳Vss：接地引腳XTAL1：晶振震蕩器接入的一個

5、引腳（采用外部振蕩器時，此引腳接地）;XTAL2:晶體振蕩器的另一個引腳（采用外部振蕩器時，此引腳作為外部振蕩器信號的輸入端）。（2）控制線引腳（4個）RST/Vpd：復位信號輸入引腳/備用電源輸入引腳；ALE：地址鎖存允許信號輸出引腳/編程脈沖輸入引腳：EA:內外存儲器選擇引腳/片外EPROM編程電壓輸入引腳；PSEN：外部程序存儲器選通信號輸出引腳。（3）并行I/O引腳P0.0-P0.7：一般I/O口引腳或數據/低位地址總線復用引腳；P1.0-P1.7：一般I/O口引腳；P2.0-P2.7：一般I/O口引腳或高位地址總線引腳；P3.0-P3.7：一般I/O口引腳或第二功能引腳l 振蕩器特性

6、:XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。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。有余輸入至內部時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。3.2 LED數碼管顯示器概述本設計中采用的是7SEGMPX2 DC型號數碼管，它是一種半導體發光器件，其基本單元是發光二極管。實物如圖3所示：圖3：7SEGMPX2 DC型號數碼管l 數碼管的分類數碼管按段數分為七段數碼管和八段數碼管，八段數碼管比七段數碼管多一個發光二極管單元（多一個小數點顯示）；按能顯示多少個“8”

7、可分為1位、2位、4位等等數碼管；按發光二極管單元連接方式分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。共陽數碼管是指將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數碼管。共陽數碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數碼管是指將所有發光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數碼管。共陰數碼管在應用時應將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。LED數碼管有兩種連接方法如下：共陽極接法。把發光二極管的陽極連

8、在一起構成公共陽極，使用時公共陽極接+5V，每個發光二極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。 LED數碼顯示器的顯示段碼。 為了顯示字符，要為LED顯示器段碼（或稱字形代碼），組成一個8字形字符的7段，再加上1個小數點位，共計8段，因此提供給LED顯示器的顯示段碼為1個字節。各段碼位的對應關系如下表所示.十六進制數及空白字符與P的顯示段碼段碼位 D7 D6 D5 D4 D6 D2 D1 D0 顯示段 pd g f e d e b a 字型 共陽極段碼 共陰極段碼 字型 共陽極段碼 0

9、C0H 3FH 9 90H 1 F9H 06H A 88H 2 A4H 5BM B 83H 3 B0H 4FH C C6H 4 99H 66H D A1H 5 92H 6DH E 86H 6 82H 7DH F 84H 7 F8H 07H 空白 FFH 8 80H 7FH P 8CH l 數碼管的驅動方式數碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數字，因此根據數碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態式和動態式兩類。 靜態顯示驅動：靜態驅動也稱直流驅動。靜態驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅動

10、。靜態驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅動5個數碼管靜態顯示則需要5×840根I/O端口來驅動，要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個呢：），實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電路的復雜性。 動態顯示驅動：數碼管動態顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示

11、出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數碼管的的COM端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態驅動。在輪流顯示過程中，每位數碼管的點亮時間為12ms，由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃爍感，動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的，能夠節省大量的I/O端口，而且功耗更低。l 數碼管參數8字高度：8字上沿與下沿的距離。比外型高度小。通常用英寸來表示。范圍一般為0.25-20英

12、寸。長*寬*高：長數碼管正放時，水平方向的長度；寬數碼管正放時，垂直方向上的長度；高數碼管的厚度。時鐘點：四位數碼管中，第二位8與第三位8字中間的二個點。一般用于顯示時鐘中的秒。l 數碼管應用數碼管是一類顯示屏 通過對其不同的管腳輸入相對的電流 會使其發亮 從而顯示出 數字 能夠顯示 時間 日期 溫度 等所有可用數字表示的參數 由于它的價格便宜 使用簡單 在電器 特別是家電領域應用極為廣泛 空調 熱水器 冰箱 等等 絕大多數 熱水器用的都是數碼管 其他家電 也用液晶屏與 熒光屏 l 數碼管使用的電流與電壓電流：靜態時，推薦使用10-15mA；動態時，16/1動態掃描時，平均電流為4-5mA，峰

13、值電流50-60mA。電壓：查引腳排布圖，看一下每段的芯片數量是多少？當紅色時，使用1.9V乘以每段的芯片串聯的個數；當綠色時，使用2.1V乘以每段的芯片串聯的個數。l 怎樣測量數碼管引腳，分共陰和共陽?找公共共陰和公共共陽：首先，我們找個電源（3到5伏）和1個1K（幾百歐的也行）的電阻，VCC串接個電阻后和GND接在任意2個腳上，組合有很多，但總有一個LED會發光的，找到一個就夠了，然后GND不動，VCC（串電阻）逐個碰剩下的腳，如果有多個LED（一般是8個），那它就是共陰的了。相反用VCC不動，GND逐個碰剩下的腳，如果有多個LED（一般是8個），那它就是共陽的。也可以直接用數字萬用表，紅

14、表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負極。2.3 其他元器件介紹及參數選擇本設計中還用到其他一些元器件，例如：晶振，電容，電阻排，電解電容，開關等等。晶振采用頻率為12MHZ，連接的兩個電容為30pF；電阻排為470*8，能夠實現8個470歐電阻的等效替換；電解電容為10u；開關功能是在仿真過程中，按下開關便能實現60秒復位。第四章 實驗步驟4.1 硬件設計通過AT89C51型號單片機，由P1和P2兩組I/O引腳分別控制兩個7SEGCOM ANODE型號數碼管，分十位控制和個位控制，達到顯示60秒倒計時的目的。通過復位電路，在仿真過程中點擊開關實現60復位。4.2 軟件設計 l 定時/計數器初值計

15、算（1）本電路應用TIMER0 MODE 16位計數器的計時中斷法。 （2）1秒等于1000000微秒,而每一計時脈沖是1微秒,因此需輸入100000個計時脈沖,方可達到1秒的時間。本設計中，設定中斷每次溢出時間50ms。（3）由上式得知，循環20次即可達到1秒定時，即： N=t/Tcy=0.05s/0.000001=5000X=65536-5000=15536=3CB0H（4）由上式得知5000個脈沖，首先需設定TL0=3CH,TH0=0B0H，此時第1次只要輸入5000個脈沖輸入，就會溢出；第2次至第20次，則需每1000000個計時脈沖，定時1秒。（5）上電時，顯示60，開始倒數計時按下

16、開關實現復位。l 軟件程序#include <reg51.h>sbit K1=P20;/加1sbit K2=P21;/減1sbit K3=P22;/暫停sbit K4=P23;/啟動sbit S0=P36;sbit S1=P37;sbit F=P25; /蜂鳴器sbit LED=P24;void disp (unsigned char n);unsigned char m=0;unsigned char n=10;unsigned char codeD=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; void delay(uns

17、igned int a) unsigned char b; while(-a) for(b=0;b<125;b+); void main() EA=1; ET0=1; TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TR0=0; while(1) disp(n); if(K1=0)while(K1=0);disp(+n); if(K2=0)while(K2=0);disp(-n); if(K3=0)while(K3=0);TR0=0;disp(n); if(K4=0)while(K4=0);TR0=1;disp(n); i

18、f(n=0)F=F;void disp (unsigned char n)unsigned char i,j; i=n/10; j=n%10; P1=Di; S0=0; delay(20); P3=0xff; P1=Dj; S1=0; delay(20); P3=0xff; void ds() interrupt 1 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;if(+m>19) n-; if(n=0)LED=0;F=0;while(1) disp(0);m=0; m=0;第五章 實驗結果5.1 調試與仿真l 系統調試工具keil c51調試

19、的主要方法 ：1. 啟動Keil c51 2. 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.c（注意文件后綴名是 .c）保存。C文件建好啦?，F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。l PROTEUS軟件調試方法：首先用Keil軟件將C編譯成HEX文件，打開Keil軟件，新建一個文檔，輸入C程序，保存成C格式文件，然后新建工程，連接單片機為AT89C51，選擇Options