at89c51单片机led数字倒计时器课程设计论文--大学毕业论文设计.doc

课 题： AT89C51单片机LED数字倒计时器
专 业：
班 级：
学 号：
姓 名：
指导教师：
设计日期：
成 绩：

重庆大学城市科技学院电气学院

目录
一、设计目的作用 1
二、设计要求 1
三、设计的具体实现 1
1、设计原理 1
(1)系统设计方案 1
（2）功能模块 2
(3)工作原理： 2
2、系统设计 2
（1）显示模块 2
（2）晶振模块 3
（3）复位电路： 3
（4）按键模块： 4
（5）报警模块： 5
3、系统实现 6
（1）实物图 6
（2）分析 6
四、总结 6
五、附录 8
附录1： 8
附录2： 9
附录3： 9
六、参考文献 16

3

LED数字倒计时器设计报告
一、设计目的作用
1、掌握51单片机最小系统的设计；
2、掌握按键电路设计、LED数码管的使用；
3、掌握C51的编程方式。
二、设计要求
基于AT89C51单片机的LED数字倒计时器主要具有如下功能，具体要求如下：
1、LED数码管显示倒计时时间。
2、倒计时过程中能设置多个闹钟，当倒计时值倒计到设定值时会发出2s的报警声音。（K1设置小时，K2设置分钟，K3设置秒钟，K4完成退出）
3、通过按键可以对倒计时设定处置。倒计时初值范围在24:00:00~00:00:60之间,设置成功后复位初始值为成功设定值。
三、设计的具体实现
1、设计原理
(1)系统设计方案：
基于AT89C51单片机的数码管显示模块显示的倒计时器。主要是以单片机来控制，用按键来设定倒计时初始时刻的值，数码管作为显示模块来显示剩余的时间。此电路对于倒计时器中的LED数码管示器来说，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。

AT89C51
单片机
晶振模块

显示模块

复位模块

按键模块

报警模块
图1 LED数字倒计时器设计框图
（2）功能模块：
倒计时器的总体包括显示电路，按键电路，复位电路，晶振电路和报警电路等五个模块。显示模块显示计数与灭灯，复位模块控制电路完成计数的直接清零，暂停/连续技术，用按键模块来设定倒计时初始时刻的值，报警模块实现定时时间到报警等功能。
(3)工作原理：
以AT89C51单片机为核心控制器，P0口接LED数码显示模块，P1口接按键，通过按键输入来控制显示器的显示。在上电时LED显示器开始显示时间，在按键电路中设置了七个按键，通过检测第5个按键开始倒计时，通过检测第1,2，3个按键按下的次数来实现小时，分和秒的调时的加减，检测第4个按键实现闹钟的定时，检测6，7个按键按下的次数来实现闹钟的小时和分钟的调时的加减，再由LED显示器显示时，分，秒的改变。
2、系统设计
（1）显示模块
显示电路采用了3个二为一体的LED数码管，单片机I/O的应用最典型的是通过I/O口与7段LED数码管构成显示电路。

图2 数码管显示电路
（2）晶振模块
单片机的晶振电路，即时钟电路。单片机的工作流程，就是在系统时钟的作用下，一条一条地执行存储器中的程序。单片机的时钟电路由外接的一只晶振和两只起振电容，以及单片机内部的时钟电路组成，晶振的频率越高，单片机处理数据的速度越快，系统功耗也会相应增加，稳定性也会下降。采用11．0592MHz 晶振，电容选22pF或30pF均可。

图3 晶振模块原理图
（3）复位电路：
系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分，合工程中引起的抖动而影响复位。如图所示，复位键接于AT89C51芯片的人RST接口，用于控制倒数计时器的复位操作。计时器运行时按下复位键，计时器停止计数，或计数完成后按复位键进入下一轮计数工作。

图4 复位电路图

（4）按键模块：
在上电时LED显示器开始显示时间，在按键电路中设置了七个按键，通过检测第5个按键开始倒计时，通过检测第1,2，3个按键按下的次数来实现小时，分和秒的调时的加减，检测第4个按键实现闹钟的定时，检测6，7个按键按下的次数来实现闹钟的小时和分钟的调时的加减，再由LED显示器显示时，分，秒的改变。

图5 按键模块原理图

（5）报警模块：
报警模块实现定时时间到报警等功能。

图6 复位及报警模块原理图
3、系统实现
（1）实物图

（2）分析
设计结果为：三个LED显示器以小时、分钟、秒数逐一递减，即呈现倒计时现象，最终设计成功。
在整个实物焊接及接线过程中，必然出现众多问题，如：焊接错误导致元件无法使用、接线错误导致最终结果不出现、排线错误导致LED显示不完全等等，这需要我们不断的检测和实验，需要我们耐心的寻找问题所在，从而解决问题，整个过程中，忙碌但快乐，繁琐却充实。
四、总结
在做本次课程设计的过程中，我们充分掌握了各模块电路的工作原理。从课题入手到中间过程的修改设置、到使用Proteus 8 Professional电路仿真测试，再到最后的实物电路焊接。每个过程都是小组的三个成员共同完成的，，并使用Keil uVision4编写了全部的驱动程序，在编写程序的过程中我们遇到很多的问题，翻阅了很多资料，也向老师请教了很多，最终写出了程序，画出了电路图，完成了本次课程设计。
在整个仿真过程中，免不了各种问题的频频出现，比如：程序编写出现错误导致电路仿真错误、保存程序的路径方式错误导致电路无法导入程序、导入程序之后却又无法进行加载仿真等等。在实物电路焊接时，由于操作不熟悉，导致焊锡融化与电路板相连。
这次课程设计让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。上理论课时从来没有见过真正的单片机，只是从理论的角度去理解枯燥乏味的书面知识，但在实践过程中真真切切的尝试了单片机及其系统的仿真和应用，能够理论联系实际的学习，开阔了眼界，提高了单片机知识的理解和水平。除此之外，我还体会团结的重要性及力量之强大，设计过程让我们处理事情更加有条理，思路更清晰明了，发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都将受益于我以后的工作、学习和生活中。

五、附录
附录1：
元件清单
元件名称
型号
数量
单片机最小开发板
STC89C52
1
电阻
10K
1
按键

5
数码管2位一体
共阳
3
集成块
74LS245

三极管
9015
1
蜂鸣器

1
电阻
1K
2
电阻
100Ω
1
电阻
2.7K
4
电阻
330Ω
8
集成块
74LS07
1
AC/DC（5V/1A）电源

1
单排插针 40

2
双排插针 40

2
9X15cm万用板（3连孔）

1
杜邦线

30

附录2：
完整的连接图

附录3：
程序编程
#include<reg51.h>
#include<absacc.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/*七段共阴和显示定义*/
//此表为LDE的字模，共阳数码管0-9
uchar code dispcode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //段码控制

/*定义并初始化变量*/
uchar seconde=15; //秒
uchar minite=0; //分
uchar hour=0; //时
uchar mstcnt=0; //定时器计数，定时50ms，mstcnt满20，秒加1
uchar shi=0; //闹铃功能
uchar fen=0;
uchar bjcs ; // 报警次数
uchar c;
sbit P10=P1^0; //second调整定义
sbit P11=P1^1; //minite调整定义
sbit P12=P1^2; //hour调整定义
sbit P15=P1^5; //整点报时
sbit P13=P1^3; //闹铃功能，调整时间
sbit P16=P1^6; //调整时
sbit P17=P1^7; //调整分
sbit P14=P1^4; //关闭闹铃

/*延时子程序 */
void delay (uint k)
{
uchar j;
while((k--)!=0)
{
for(j=0;j<200;j++)
{;}
}
}

/*时间处理子程序*/
void time(void)
{
if(seconde==59)
{
seconde=0;
minite++;
if(minite==59)
{
minite=0;
hour++;
if(hour==24)
{
hour=0;
}
}
}
}

/*显示子程序*/
void display(void)
{
if(P13==1)
{
P2=0x04;
P0=dispcode[seconde%10];//秒个位
delay(1);

P2=0x08;
P0=dispcode[seconde/10];//秒十位
delay(1);

// P2=0XFB;
// P0=dispcode[10]; //间隔符
// delay(1);
//
P2=0X10;
P0=dispcode[minite%10]; //分个位
delay(1);

P2=0X20;
P0=dispcode[minite/10]; //分十位
delay(1);
//
// P2=0Xdf;
// P0=dispcode[10]; //间隔符
// delay(1);

P2=0X40;
P0=dispcode[hour%10]; //时个位
delay(1);

P2=0X80;
P0=dispcode[hour/10]; //时十位
delay(1);
}

}

/*键盘扫描子程序*/ //设置倒计时时间
void keyscan(void)
{
if(P10==0)//秒位的调整
{
delay(30);
if(P10==0)
{
seconde++;
if(seconde==59)
{
seconde=0;
}
}
delay(250);
}

if(P11==0)// 分位的调整
{
delay(30);
if(P11==0)
{
minite++;
if(minite==59)
{
minite=0;
}
}
delay(250);
}
if(P12==0) //时位的调整
{
delay(30);
if(P12==0)
{
hour++;
if(hour==24)
{
hour=0;
}
}
delay(250);
}
}

/*倒计时*/
void jian(void)
{
if(P14==0)
{
P14=0;
{
if(c==20)
{
c=0;
seconde--;
if(seconde>59)
{
seconde=59;
minite--;
if(minite>59)
{
minite=59;
hour-- ;
if(hour>23)
{
hour=0;
minite=0;
seconde=0;
}} } } } } }
/*定时闹钟*/
void dingshi(void)
{
if(P13==0) //按信P13不松，显示闹铃设置界面，分别按住P16、P17设置闹铃时间
{
P2=0Xfb;
P0=dispcode[seconde%10]; //秒个位
delay(1);

P2=0Xf7;
P0=dispcode[seconde/10]; //秒十位
delay(1);

P2=0Xef;
P0=dispcode[fen%10]; //分个位
delay(1);

P2=0Xdf;
P0=dispcode[fen/10]; //分个位
delay(1);

P2=0Xbf;
P0=dispcode[shi%10]; //时个位
delay(1);

P2=0Xd7f;
P0=dispcode[shi/10]; //时十位
delay(1);
}
if(P16==0) //设定时
{
delay(30);
if(P16==0)
{
shi++;
if(shi==24)
{
shi=0;
}
}
delay(250);
}
if(P17==0) //设定分
{
delay(30);
if(P17==0)
{
fen++;
if(fen==60)
{
fen=0;
}
}
delay(250);
}
if((hour==shi)&(minite==fen)&(seconde==0)) //闹铃时间到，报警十次
{
for(bjcs=0;bjcs<2;bjcs++)
{
P15=0;
delay(10);
jian();
P15=1;
// delay(500);
}
}
}
/*整点报警*/
void zhengdian (void)
{

if((seconde==0)&(minite==0)) //整点报时
{
P15=0;
delay(10);
jian();
P15=1;
}
}

/*主函数*/
void main(void)
{
P0=0xff;
TMOD=0X11; //time0为定时器，方式1
TH0=0X3C; //预置计数初值，50ms
TL0=0XB0;
EA=1; //总中断开
ET0=1; //允许定时器0中断
TR0=1; //开启定时器0
while(1)
{
keyscan(); //按键扫描
dingshi(); //定时闹钟
zhengdian(); //整点报时
jian();
display(); //显示时间

}
}

void timer0(void) interrupt 1 //定时器0方式1，50ms中断一次
{
TH0=0X3C; //手动加载计数脉冲次数
TL0=0XB0;
c++;
// mstcnt++; //用于计算时间，每隔50ms加1
// if(mstcnt==20) //mstcnt满20即为一秒
// {
// seconde++; //秒加1
// time(); //时间处理
// mstcnt=0; //对计数单元的清零，重新开始计数
// } }
六、参考文献
[1]·李群芳，肖看，张士军·单片微型计算机与接口技术·电子工业出版社·第四版
[2]·钟富昭等·8051单片机典型模块设计与应用[M]·人民邮电出版社·2007
[3]·陈海宴·51单片机原理及应用[M]·北京航空航天大学出版社·2010

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