基于单片机实现的计数与定时演示灯设计Word格式文档下载.docx

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学生姓名

所在院系

电子信息与电气工程系

专业、年级、班

班

设计要求：

一.基本要求；

采用两个定时器，实现定时与计数功能，并显示结果。

二.技术参数及要求；

1.具有电源开关及指示灯，具有复位按键。

2.单片机P1端口接8只LED.

3.T0口设置为定时方式，T1设置为计数方式。

T0定时时间为50ms，计数产生的输出信号由p1.7口LED显示，同时，将该信号输入到T1作为T1的计数输入脉冲。

4.T1初始值为100，则计满所需时间为50ms*2*100，即10ms，计数输出信号由P1.0端口LED显示，因此P1.0端口的灯点亮熄灭交替。

学生应完成的工作：

1.用protel完成电路图的设计。

2.根据设计要求绘制软件流程图。

3.根据软件流程图编写程序，并仿真.调试。

4.焊接电路板，将程序写入单片机。

5.调试焊接过的电路，直到实现预期的功能。

6.根据要求填写课程设计说明书。

参考文献阅读：

[1]张毅刚.单片机原理及应用.北京：

高等教育出版社，2009.1

[2]徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计.北京：

北京航空航天大学出版社，2007.8

[3]于永，戴佳，常江.51单片机实例精讲.北京：

电子工业出版社，2006.4

[4]赵亮，侯国瑞.单片机C语言编程与实例.西安：

人民邮电出版社，2003.

[5]朱宇光.单片机应用新技术教程.西安：

电子工业出版社，2004.

工作计划：

5月9日至11日------------设计原理图

5月12日至13日-------------程序设计

5月16日--------------------焊接电路

5月17日------------烧程序并调试电路

5月18日至20日-----撰写课程设计报告

任务下达日期：

2

指导教师（签名）：

学生（签名）：

定时与计数演示灯

摘要：

采用晶振和两个30uF电容组成时钟电路，用于产生系统工作室所必需的时钟控制信号；

利用变压器、桥堆2W10一个1000Uf电容、7805、拨动开关、一个LED和一个5.1千欧的电阻组成电源电路，为系统提供+5V的稳定电压；

使用一个30Uf电容、一个2千欧电阻、按键和一个1千欧电阻组成复位电路，用于系统初始化操作；

用单片机（AT89C52）、八个1千欧电阻、八个LED、时钟电路、复位电路和电源电路组成一个操作简单，使用方便，能实现定时与计数功能，并显示结果的定时计数系统。

关键词：

单片机（AT89C52）；

复位电路；

时钟电路；

LED电路；

电源电路；

程序；

1设计背景..............................................4

1.1时代背景............................................4

1.2研究背景及其意义....................................4

2.设计方案..............................................4

2.1设计方案选择........................................4

2.2定时与计数演示灯设计方案...........................5

3.方案实施.............................................5

3.1硬件设计............................................6

3.2软件设计............................................8

3.3调试与制作..........................................9

4.结果与结论..........................................10

4.1系统实现的功能................................10

4.2可改进的空间.......................................10

5.收获与致谢..........................................10

6.参考文献............................................11

7.附件................................................11

7.1电路原理图........................................11

7.2程序..............................................11

7.3元器件清单........................................12

7.4实物图.............................................13

1.设计背景

1.1时代背景

单片机作为最典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。

近年来，除了各种类型的工控机，各种以通用微处理器构成的计算机方板模块、以通用微处理器为核，片内扩展一些外围功能电路单元构成的嵌入式微处理器，甚至单片形态的PC机等，都实现了嵌入式应用，成为嵌入式系统的庞大家族。

目前，许多单片机类课程教材都是以80C51系列为基础来讲授单片机原理及其应用的。

这是因为MCS－51系列单片机奠定了8位单片机的基础，形成了单片机的经典体系结构。

MCS－51系列中的8051成为许多半导体厂家、电气公司竞相选用的对象，并以此为基核，推出了许多兼容性的CHMOS单片机。

这些单片机都具有极好的兼容性，并有很强的生命力，统称为80C51系列。

单片机是现代计算机、电子技术的新兴领域，无论是单片机本身还是单片机应用系统设计方法都会随时代不断发生变化。

1.2研究背景及意义

定时器与计数演示灯设计是采用单片机内的定时器与计数器实现对灯点亮熄灭，并显示的结果的计时计数装置，其原理广泛应用于个人家庭，车站，码头，办公室，比赛等场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体震荡器的广泛应用，使得定时与计数给人们生活带来极大的方便，而且扩大了原来定时器与计数器的定时与计数功能，诸如自动报警洗衣机，定时广播，食品生产线中的食品保鲜和成品的计数装箱，自动启闭路灯等，所有这些，都是以定时器与计数器为基础的，因此研究定时器与计数器及扩大其应用，有着非常现实的意义。

2.设计方案

2.1设计方案选择

由于定时器与计数器的工作方式有好几种，所以我们要选择最适合我们设计要求的工作方式。

定时器的工作方式有几中，根据个种工作方式的特性，可计算出：

方式0最长可定时16.384ms；

方式1为131.072ms；

方式2为512us。

根据设计要求T0定时时间为50ms。

所以定时器选择工作方式1。

T1选择计数器工作模式，由于计数器的工作方式2能自动恢复初值，所以计数器选择工作方式2.

2.2定时与计数演示灯设计方案

本方案主要有硬件部分和软件部分构成。

（1）硬件部分设计方案

硬件部分主要由单片机最小系统和输入输出设备构成。

首先搭建单片机最小系统，包括电源电路，手动复位电路，时钟电路。

时钟电路用内部时钟方式，手动复位电路采用按键电平复位方式。

根据要求在P1口串接8个发光二极管作为输出设备，在P1.7口接如T1口，将信号输入到T1作为T1的计数输入脉冲，计数满后输出信号由P1.0口的LED显示，P1.0端口的灯点亮熄灭交替。

（2）程序部分设计方案

T0设置为定时方式，工作方式1。

T1设置为计数方式。

T0定时时间为50ms，计满产生的输出信号由P1.7口LED显示。

同时，将该信号输入到T1作为T1的计数输入脉冲。

T1初始值为100，则计满所需时间为50msX2X100，即10s，计满输出信号由P1.0口LED显示，因此P1.0端口的灯点亮熄灭交

。

3.方案实施

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

主要引脚有；

XTAL1（19脚），XTAL2（18脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHZ晶振。

RST/vpd（9脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路，Vcc（40脚）和Vss（20脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。

P0-P3为为4个8位的I/O的外部引脚。

如图3

图3AT89S52双列直插封装方式的引脚图3.1.1内部时钟电路

3.1硬件设计

（1）时钟电路

单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。

因此，时钟频率直接影响单片机系统的稳定性，时钟电路的质量直接影响单片机系统的稳定性。

常用的时钟电路设计有两种方式；

一中是内部时钟方式，另一种是外部时钟方式。

在这次设计中，我们采用的是内部时钟方式，AT89S52内部有一个用于构成震荡器的高增益反向放大器的输入端为芯片引脚XTAL1输入端为芯片引脚XTAL2，这两种引脚跨接晶振和微调电容就构成一个稳定的自己震荡回路，连接电路图如图（，其中电容C1和C2典型值通常选择33uf电容。

（2）复位操作与复位电路

复位操作是单片机的初始化操作，只需要给单片机的复位引脚RST加大于两个机器周期的高电平就能使其复位。

AT89S51的复位是由外部的复位电路来实现的。

复位引脚RST通过一个施密特触发器与复位电路相连，施密特触发器用来抑制噪声，在每个周期的S5P2，施密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。

按键手动电平复位有电平复位和脉冲复位两种方式。

其中电平复位是通过RST端经电阻与电源Vcc接通而实现的，按键手动电平复位电路如图（

图3.1.2AT89S52复位电路

（3）LED电路

LED主要是显示单片机的定时与计数的完成，单片机的P1.0-P1.7接发光二极管LED灯，由于采用的是阳极接5V电源的接法，所以需要限流电阻与发光二极管串联。

发光二极管允许通过的电流是3mA至10mA左右，为了使发光二极管亮度高点，所以，选择了串联1K欧电阻。

LED显示电路图见图（

LED电路图3.1.3

（4）电源电路

单片机系统电源设计是单片机应用系统设计中的一项重要工作，电源的精度和可靠性等各项指标，直接影响系统的整体性能。

本次设计采用了变压器+整流桥+电容+LM7805组成的电源电路。

其中核心构建是LM7805（三端稳压集成电路），它是一种串联调整式稳压器，他将调整输出和反馈取样等电路集成在一起形成单一元件，只有输入，输出和公共接地3个引出脚，通过外接少量元件即可实现稳压，使用非常方便。

电源电压稳压流程方框图如图（

电源电压稳压流程方框图3.1.4

电源结构图3.1.5

3.2软件设计

（1）程序流程图

程序流程图3.2.1