单片机30秒倒计时

天津工业大学

电子CAD课程设计

报告书

三、总体方案

本设计由硬件设计和软件设计两部分组成，总电路如图1所示，硬件设计主要包括单片机芯片选择，数码管选择及晶振，电容，电阻等元器件的选择及其参数的确定；软件设计主要是实现30秒倒计时程序的编写，包括利用中断实现1秒的定时及30秒的倒计时。 具体设计：通过AT89C51型号单片机，由P0 I/O引脚分别控制7SEG–MPX2–CA型号数码管，通过单片机的和控制选通数码管控制十位和个位，达到显示30秒倒计时的目的。。30秒倒计时，到0时 1KHZ 声音报警， LED 2 秒闪烁一次。4 秒后声光停

图1 30秒倒计时总体电路设计

硬件设计方法 AT89C51的芯片概述

AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 其工

作电压在－５V,一般我们选用＋5V电压。外形及引脚排列如图2所示 ：

AT89C51主要特性

图2：AT89C51的核心电路框图

LED数码管显示器概述

本设计中采用的是7SEG–MPX2 –CA型号7段共阳数码管，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3所示：

图3 7SEG–MPX2–CA型号数码管

图5 程序框图

软件设计方法 定时/计数器初值计算

（1）本电路应用TIMER0 MODE 16位计数器的计时中断法。 （2）12M的晶振每秒可以产生1M个机器周期,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==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30，开始倒数计时按下开关实现复位。 四、原理图仿真 软件调试过程

系统调试工具keil C51

Keil C51 仿真器是一款利用KEIL C51 的IDE 集成开发环境作为仿真环境的廉价仿真器，是利用SST公司具有IAP功能的单片机SST89C58制作而成，主要是利用了SST89C58的IAP功能，所谓IAP功能是In application program 的英文缩写，是在应用编程的意思，通俗一点讲就是：它可以通过串口将用户的程序下载到单片机中，可以通过串口对单片机进行编程。它之所以具有这种功能，实际上它有两

块程序flash区，其中一块flash中运行的程序可以更改另外的一块程序flash区中的程序，正是利用这一特性才用它作成了仿真器，我们把仿真器的监控程序事先烧入SST89C58，监控程序通过SST89C58的串口和PC通讯，当使用KEIL C51的IDE环境仿真时，用户的程序通过串口被监控程序写入flash程序区中，当用户设置断点等操作仿真程序时，flash程序中的用户程序也在相应的更改，从而实现了仿真功能 。

调试的主要方法 ： 1. 启动Keil c51

2. 新建一个工程。Project菜单—〉New project ，选择好我们要保存的文件夹后，键入Frist 保存。接着弹出CPU类型选择框，我们选择最常用的AT89C51,按确定。

3. 在工程中加入文件。新建一个文件，文件菜单File—〉New，我们再选择：文件菜单File—〉Save As （另存为）弹出 对话框后，我们文件名框中键入（注意文件后缀名是 .ASM）保存.ASM文件建好啦。现在我们把文件加入到工程中去。 点击Target 1前面的+号，右键单击Source Group 1—〉选择Add Files to Group，Source Group 1，选择添加 Add。编译运行，检查程序是否有错误。

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、AVR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。 1、启动

2、暂停

3、倒计时完成

五、元器件清单

序号 元件类型 元件参数 元件个数 备注 1 芯片 AT89C51 1 2 晶振 12M 1 3 电源接口 5V 1 4 电容 100PF 3 5 排阻 10K 1 6 电阻 300 2 7 电阻 10K 1 8 排阻 10K 1 9 数码管 7SEG–MPX2–CA 1 共阳 10 电解电容 2200u 1 11 电解电容 10u 1 12 蜂鸣器 Buzzer 1 13 发光二极管 D1、D2 2 六、PCB版图

图6 仿真图

附录2 软件程序 STRT EQU STP EQU CLRR EQU ORG 00H AJMP MAIN

ORG 0BH AJMP T0INT ORG 1BH AJMP T1INT ORG 30H

MAIN: MOV SP,#60H MOV DPTR,#TAB

MOV TMOD,#11H ;T0、T1定时方式1 SETB EA SETB ET0 SETB ET1

MOV TH0,#3CH ;50ms定时常数 MOV TL0,#0B0H

MOV TH1,#0FEH ;定时常数 MOV TL1,#0CH

MOV R0,#20 ;20x50mS=1S MOV R1,#4 ;蜂鸣4S MOV R4,#30 ;倒计时30S k1: LCALL DISP JB STRT,K2 LCALL DISP JNB STRT,$-3 AJMP START k2: JB STP,K3 LCALL DISP JNB STP,STOP K3: JB CLRR,K1 LCALL DISP JNB CLRR,CLEAR AJMP K1

START: SETB TR0 AJMP K1 STOP: CLR TR0 AJMP K2

CLEAR: CLR TR0 MOV R4,#0 AJMP K1

T0INT: MOV TH0,#03CH; ;定时中断子程序。重装定时常数 MOV TL0,#0B0H;

DJNZ R0,T0INTR ;50msX20=1S，未满20次，跳出中断子程序 MOV R0,#20 CJNE R4,#0,T0INT1

AJMP T0INT2 ;倒计时间到，跳转 T0INT1: DEC R4 RETI

T0INT2: CPL ;LED光报警 DEC R1

CJNE R1,#0,T0INT3 ;报警时间未到，继续 CLR TR1 ACALL DISP AJMP $-2

T0INT3: ACALL ALARM AJMP T0INTR T0INTR: RETI

T1INT: MOV TH1,#0FEH ; MOV TL1,#0CH CPL RETI

ALARM: SETB TR1 RET

高低电平变换一次，频率即为1KHz DISP: MOV A,R4 MOV B,#10

DIV AB ;当前值除以10 MOV 20H,A ;得出的商送给十位 MOV 21H,B ;得出的余数送给个位 MOV A,20H ;十位显示 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A SETB LCALL DELAY CLR

MOV A,21H ;个位显示 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A SETB

LCALL DELAY CLR

RET ；子程序返回 DELAY: ;误差 0us MOV R6,#10 DL0: MOV R5,#50 DJNZ R5,$ DJNZ R6,DL0

RET ；子程序返回

TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;共阳极0-9显示代码 DB 92H,82H,0F8H,80H,90H END