論文]基于單片機控制的60秒倒計時的設(shè)計(編輯修改稿)
2024-12-13 22:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問題，而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決的。如有些新的信號需要采集，就必須增加輸入檢測端：有些物理量需要控制，就必須增加輸出端。如果在硬件電路設(shè)計就預(yù)留出一些 I/O 端口，雖然 當時空著沒用，但是需要用的時候就派上用場了。 時鐘頻率電路的設(shè)計 單片機必須在時鐘的驅(qū)動下才能工作。在單片機內(nèi)部有一個時鐘振蕩電路，只要外界一個振蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元，決定單片機的工作速度。時鐘電路如下圖： 圖 3 外部震蕩源電路 一般選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲 10ms 后振蕩器起振，在XTAL2 引腳產(chǎn)生幅度為 3V左右的正弦波時鐘信號，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個電容 C C2 的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振；二是對振蕩器的頻率進行微 調(diào)。 C C2 的典型值為 20pf。 單片機在工作時，有內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。其大小是時鐘信號頻率的倒數(shù)， f 表示。圖中的時鐘頻率為 12MHz，即 f=12MHz， 則時鐘周期為 1/12us。 復(fù)位電路的設(shè)計 單片機的第九腳 RES 為硬件復(fù)位端，只要將該端持續(xù) 4 個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如下圖： 圖 4 復(fù)位電路 圖中由按鍵 K1 以及電解電容 C3 構(gòu)成了復(fù)位電路。由于單片機是高電平復(fù)位，所以當按下 K1 時，單片機的 9 腳 RESET 管腳處于高電平，此時單片機處于復(fù)位狀態(tài)。當上電后，由于電容緩慢充電，單片機的 9 腳電壓逐步由高向低轉(zhuǎn)化，經(jīng)過一段時間后，單片機的 9 腳處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，此時單片機上復(fù)位完畢，系統(tǒng)程序從 0000H 開始執(zhí)行。 值得注意的是，在設(shè)計當中使用到了硬件復(fù)位和軟件復(fù)位兩種功能，由 上面的硬件復(fù)位后的各狀態(tài)可知寄存器及存儲器的值都恢復(fù)到了初始值，而前面的功能 介紹中提到的倒計時時間的記憶功能。 顯示電路的設(shè)計 顯示功能與硬件關(guān)系極大，當硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提下提供盡可能豐富的信息，全靠軟件來解決。 在這里我們使用的是七段數(shù)碼管顯示，通常在顯示上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，另一種是動態(tài)顯示。其中靜態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫簡單，但占用端口資源多；動態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定性沒靜態(tài)好，程序編寫復(fù)雜，但是相對靜態(tài)顯示而言占用端口資源少。在本設(shè)計中根據(jù)實際情況采用的是動態(tài)顯示方法 。 七段數(shù)碼管顯示電路如下圖： 圖 5 共陽極數(shù)碼管 圖中數(shù)碼管采用的是一位七段共陽 數(shù)碼管，其中 60 秒倒計時的十位接 P1口，個位接 P2 口。 二、 Proteus 原理圖繪制 原理圖的繪制如下圖所示，在 Proteus 軟件下根據(jù)下圖繪制出原理圖： 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 圖 6 系統(tǒng)原理圖 圖中 U1 為單片機 AT89C51， C C2 為 30pf 的電容， C3 為 10pf 的電解電容， X1 為 12MHz 的晶體振蕩器， K1 為按鈕開關(guān)， AT89C51 的 P P2 分別接一個七段數(shù)碼管。 三、 Proteus 電路仿真與結(jié)果分析 C 軟件 用到了 Keil C 軟件，集成調(diào)試環(huán)境，集成 了編輯器、譯碼器、調(diào)試器，支持軟件模擬，支持項 目管理功能強大的觀察窗口，支持所有的數(shù)據(jù)類型。樹狀結(jié)構(gòu)顯示，一目
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