论文]基于单片机控制的60秒倒计时的设计

论文]基于单片机控制的60秒倒计时的设计内容摘要：

发现一些被忽视的问题，而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的。 如有些新的信号需要采集，就必须增加输入检测端：有些物理量需要控制，就必须增加输出端。 如果在硬件电路设计就预留出一些 I/O 端口，虽然 当时空着没用，但是需要用的时候就派上用场了。 时钟频率电路的设计 单片机必须在时钟的驱动下才能工作。 在单片机内部有一个时钟振荡电路，只要外界一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元，决定单片机的工作速度。 时钟电路如下图： 图 3 外部震荡源电路 一般选用石英晶体振荡器。 此电路在加电大约延迟 10ms 后振荡器起振，在XTAL2 引脚产生幅度为 3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。 电路中两个电容 C C2 的作用有两个：一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微 调。 C C2 的典型值为 20pf。 单片机在工作时，有内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟信号的周期称为时钟周期。 其大小是时钟信号频率的倒数， f 表示。 图中的时钟频率为 12MHz，即 f=12MHz， 则时钟周期为 1/12us。 复位电路的设计 单片机的第九脚 RES 为硬件复位端，只要将该端持续 4 个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，其电路图如下图： 图 4 复位电路 图中由按键 K1 以及电解电容 C3 构成了复位电路。 由于单片机是高电平复位，所以当按下 K1 时，单片机的 9 脚 RESET 管脚处于高电平，此时单片机处于复位状态。 当上电后，由于电容缓慢充电，单片机的 9 脚电压逐步由高向低转化，经过一段时间后，单片机的 9 脚处于稳定的低电平状态，此时单片机上复位完毕，系统程序从 0000H 开始执行。 值得注意的是，在设计当中使用到了硬件复位和软件复位两种功能，由 上面的硬件复位后的各状态可知寄存器及存储器的值都恢复到了初始值，而前面的功能 介绍中提到的倒计时时间的记忆功能。 显示电路的设计 显示功能与硬件关系极大，当硬件固定后，如何在不引起操作者误解的前提下提供尽可能丰富的信息，全靠软件来解决。 在这里我们使用的是七段数码管显示，通常在显示上我们采用的方法一般包括两种：一种是静态显示，另一种是动态显示。 其中静态显示的特点是显示稳定不闪烁，程序编写简单，但占用端口资源多；动态显示的特点是显示稳定性没静态好，程序编写复杂，但是相对静态显示而言占用端口资源少。 在本设计中根据实际情况采用的是动态显示方法。 七段数码管显示电路如下图： 图 5 共阳极数码管 图中数码管采用的是一位七段共阳 数码管，其中 60 秒倒计时的十位接 P1口，个位接 P2 口。 二、 Proteus 原理图绘制 原理图的绘制如下图所示，在 Proteus 软件下根据下图绘制出原理图： X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1C11nFC21nFX1CR Y S T A LR11 0 kC31uF 图 6 系统原理图 图中 U1 为单片机 AT89C51， C C2 为 30pf 的电容， C3 为 10pf 的电解电容， X1 为 12MHz 的晶体振荡器， K1 为按钮开关， AT89C51 的 P P2 分别接一个七段数码管。 三、 Proteus 电路仿真与结果分析 C 软件 用到了 Keil C 软件，集成调试环境，集成 了编辑器、译码器、调试器，支持软件模拟，支持项 目管理功能强大的观察窗口，支持所有的数据类型。 树状结构显示，一目。