畢業(yè)設(shè)計-基于51單片機的9999秒倒計時器設(shè)計-文庫吧
2024-11-11 19:14 本頁面
【正文】 單片機具有 體積小、易于產(chǎn)品化、面向控制、 集成度高、功能強、可靠性高、價格低等特點，其在工業(yè)控制、機電一體化、智能儀表、通信等諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用。但是僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善。 本論文針對倒計時系統(tǒng)的設(shè)計的需求，介紹了 MCS51 單片機的部分基本原理，如 51 單片機的接口功能、中斷、定時器等等。倒計時系統(tǒng)需要用到鎖存器、LED 數(shù)碼顯示器等主要模塊，通過不同的模塊之間相互作用，完成倒計時的初步硬件結(jié)構(gòu)。對于倒計時器中的 LED 數(shù)碼顯示器來說，采用以軟件為主的接口方法，即采用 Keil uVision3 軟件程序進(jìn)行譯碼。 【關(guān)鍵詞】倒計時器 單片機 矩陣鍵盤 Keil uVision3 LED 數(shù)碼顯示器 一 ．總體設(shè)計方案 倒計時器以 AT89C52 單片 機為核心，起著控制作用。系統(tǒng)包括四位數(shù)碼管顯示電路，按鍵電路，復(fù)位電路，時鐘電路。倒計時的總 體設(shè)計思路分為五個模塊：按鍵電路模塊 ， 復(fù)位電路 ， 晶振電路模塊 ， AT89C52， 數(shù)碼管顯示電路模塊 。 ： 1)、 應(yīng)用 MCS51單片機設(shè)計倒計時器電路 。 2)、 選用 4 位 LED 數(shù)碼顯示，倒計時間分 4 檔可選， 99990s， 09990s，00990s， 00090s 3)、 硬件設(shè)計根據(jù)設(shè)計的任務(wù)選定合適的單片機，根據(jù)控制對象設(shè)計接口電路。設(shè)計的單元電路必須有工作原理，器件的作用，分析和計算過程 4)、 軟件 設(shè)計根據(jù)電路工作過程，畫出軟件流程圖，根據(jù)流程圖編寫相應(yīng)的程序，進(jìn)行調(diào)試并打印程序清單； 5)、 原理圖設(shè)計根據(jù)所確定的設(shè)計電路，利用 Protel 等有關(guān)工具軟件繪制電路原理圖、 PCB板圖、提供元器件清單。 二、硬件設(shè)計 1 80C52 單片機 80C52 芯片內(nèi)部集成了 CPU、 RAM、 ROM、定時 /計數(shù)器和 I/O 口等各功能部件，并由內(nèi)部總線把這些部件連接在一起。 80C52 單片機內(nèi)部包含以下一些功能部件： ①一個 8 位 CPU； ②一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路； ③ 4KB ROM（ 80C51 有 4KB 掩膜 ROM， 87C51 有 4KB EPROM， 80C31 片內(nèi)有無ROM）； ① 128B 內(nèi) RAM； ②可尋址 64KB 的外 ROM 和外 RAM 控制電路； ③兩個 16 位定時 /計數(shù)器； ① 21 個特許功能寄存器； ② 4 個 8位并行 I/O 口，共 32 條可編程 I/O 端線； ③一個可編程全雙工串行口； 5個中斷源，可設(shè)置成 2個優(yōu)先級。 不同型號 MCS51 單片機 CPU 處理能力和指令系統(tǒng)完全兼容，只是存儲器和I/O 接口的配置有所不同。其中 8051 主要包括算術(shù) /邏輯部件 ALU、累加器 A、只讀存 儲器 ROM、隨機存儲器 RAM、程序計數(shù)器 PC、定時器 /計數(shù)器、 I/O 接口電路等，還有堆棧寄存器 SP 等部件。這些部件集成在一塊芯片上，通過內(nèi)部總線連接，構(gòu)成完整的微型計算機。 振蕩器及 時序 OSC 8051CPU 程序存儲器 4KB ROM 數(shù)據(jù)存儲器 256B 2個 16位定時器 /計數(shù)器 64K 總線擴展控制器 可編程 I/O 可編程 全雙工串行口 2 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機的初始化操作，只需給 AT89C52 的復(fù)位引腳 RST 加上大于 2個機器周期（即 24 個時鐘振蕩周期）的高電平就可得單片機復(fù)位 .復(fù)位時， PC初始化為 0000H，使單片機從 OUT 單元開始執(zhí)行程序。 除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，由于程序運行出錯或操作錯誤而使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)。為擺脫死鎖狀態(tài)，也需按復(fù)位鍵使得 RST 腳為高電 平，使單片機重新啟動。 在系統(tǒng)中，有時會出現(xiàn)顯示不正常。為了調(diào)試方便，需要設(shè)計一個復(fù)位電路。AT89C52 單片機復(fù)位電路共有上電復(fù)位、按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位。 本系統(tǒng)的復(fù)位電路主要完成系統(tǒng)的上電復(fù)位和系統(tǒng)在運行時用戶的按鍵復(fù)位功能。復(fù)位電路可由簡單的 RC 電路構(gòu)成，也可使用其它的相對復(fù)雜，但功能更完善的電路。 本系統(tǒng)采用的電路工作原理是：上電瞬間， RC電路充電， RESET 引腳端出現(xiàn)正脈沖，只要 RESET 保持 10ms 以上高電平，就能使單片機有效的復(fù)位。當(dāng)時鐘頻率選用 12MHz 時， C取 10uF， R 取 10KΩ ，上電自動復(fù)位電路由上電瞬間 C與R構(gòu)成充電電路， RESET 端的電位與電源 Vcc 相同，隨著充電電流的減少， RESET 的電位逐漸下降。 RC時間常數(shù)越大，上電時 RESET 端保持高電平的時間越長，這組參數(shù)足以保證復(fù)位操作。若復(fù)位電路失效，加電后 CPU 從一個隨機的狀態(tài)開始工作，系統(tǒng)就不能正常運行。 按鍵 S5的功能是按鍵復(fù)位，按下 S5鍵時 RST為高電平，只要保持 10ms 以上的高電平，就可以使單片機復(fù)位。按鍵復(fù)位用在系統(tǒng)運行時的復(fù)位，使系統(tǒng)重新運行。 3 上電自動復(fù)位 電路 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端，只要高電平的復(fù) 位信號持續(xù)兩個機器周期以上的有效時間，就可以使單片機上電復(fù)位。上電自動復(fù)位是通過電容充電實現(xiàn)的，上電瞬間， RST 端電位與 Vcc 相同，隨充電電流的減少， RST 的電位逐漸下降，直到復(fù)位信號無效。按鍵復(fù)位在此不在作過多的介
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