【正文】 esign develop special timer based on MCU. It uses the counting function of MCU, the use of MCU interruption and LED display and so on，experienced design of plan, design of circuit hardware, design of software, production of PCB, simulation and debugging of program, debugging of physical and other processes, and design the special timer finally. This design mainly include the basic MCU system, module of timer interrupt, peripheral circuit, module of external key output, module of LED display. The main function is to set three times: T1 (1s ~ 99s), T2 (1s ~ 99s), T3 (1min ~ 99min). All numbers are adjusted.KEY WORDS: Timer, MCU, PCB, Time counting河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）III目　錄前　 言 ...............................................................................................................................1第 1 章 整體方案設(shè)計與論證 .........................................................................................2167。主要實現(xiàn)功能為定時三個時間 T1(1Ss~99s)、T2(1s~99s)、T3(1min~99min) 。設(shè)計中應(yīng)用了單片機定時器的計數(shù)功能，單片機的中斷使用方法以及 LED 顯示等技術(shù)，經(jīng)歷了方案設(shè)計、電路硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、制作 PCB 板、程序仿真調(diào)試、實物調(diào)試等過程，最終設(shè)計出專用定時器。它具有很高的性價比。而工作和生活中，到處都是用著定時器，例如各種定時開關(guān)，各種家電。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。河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）I基于單片機的專用定時器設(shè)計摘 要近年來隨著計算機在社會領(lǐng)域的滲透，單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動了傳統(tǒng)控制檢測的更新。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。單片機之所以在工業(yè)控制和生活中有大量的應(yīng)用，就在于它有獨特的定時、計數(shù)功能。因此，基于單片機的專用定時器就是一種很好的選擇。本設(shè)計開發(fā)了一種基于單片機的專用定時器。本設(shè)計主要包含模塊為基本的單片機系統(tǒng)、定時中斷模塊、外圍電路、外部按鍵輸出模塊、數(shù)碼管 LED 顯示模塊。所有數(shù)字時間可調(diào)。 方案設(shè)計 ..............................................................................................................2167。 AT89C52 單片機介紹 ..........................................................................................6167。 復(fù)位電路 .......................................................................................................8167。 LED 顯示于單片機接口 ......................................................................................9167。 LED 顯示于單片機接口 .............................................................................10167。 發(fā)光二極管 .................................................................................................12167。 繼電器 .........................................................................................................12第 3 章 軟件設(shè)計 ...........................................................................................................14167。 電路原理和器件選擇 .................................................................................14167。 功能簡介 .....................................................................................................14167。 發(fā)光二極管指示程序 ........................................................................................16167。 數(shù)碼管顯示程序 ................................................................................................19167。 LED 動態(tài)掃描顯示 .....................................................................................19河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）IV第 4 章 統(tǒng)軟件調(diào)試與仿真 ...........................................................................................22167。 應(yīng)用 ISIS 軟件仿真電路 ...................................................................................24第 5 章 PCB 版圖設(shè)計 ...................................................................................................27167。 PCB 版圖設(shè)計 .....................................................................................................27167。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根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)及具體應(yīng)用對象的特點，于軟件想結(jié)合，加以完善。在工業(yè)檢測、控制中許多場合都要用到計數(shù)或定時功能。定時器總的來說有兩種類型。另一種是基于數(shù)字計數(shù)的新一代產(chǎn)品，這種產(chǎn)品功能強，是前者的換代之物。本設(shè)計開發(fā)了一種基于單片機的多用途定時器。設(shè)計中應(yīng)用了單片機定時器的計數(shù)功能，單片機的中斷使用方法以及 LED 顯示等技術(shù)，經(jīng)歷了方案設(shè)計、電路硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、制作 PCB 板、程序仿真調(diào)試、實物調(diào)試等過程，最終設(shè)計出專用定時器。其中三個時間有各自的調(diào)節(jié)范圍：T1, 1s~ 99s；T2, 1s ~99s。T3T2T1Y2Y3Y1圖 11 定時時間輸出 YYY3167。時間長短通過按鍵調(diào)節(jié)。利用單片機的定時器定時，時間精確，穩(wěn)定，可靠。原理簡單，使用的元器件少。該系統(tǒng)的工作原理是：振蕩器產(chǎn)生的穩(wěn)定的高頻脈沖信號，作為定時器的時間基準，經(jīng)分頻器輸出標準脈沖。T2 減計數(shù)器工作方式同 T1。工作方式同 TT2，如此循環(huán)，便能實現(xiàn)該設(shè)計功能。原理框圖如圖 13：河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）4T3 顯示譯碼器T3 減計數(shù)器T3 預(yù)置數(shù)T1 減計數(shù)器譯碼器T3時間輸出和指示T2時間輸出和指示T2 顯示譯碼器T1 顯示T2 減計數(shù)器T1時間輸出和指示T2 預(yù)置數(shù) T1 預(yù)置數(shù)分頻器振蕩器圖 13 方案二原理框圖167。方案一：優(yōu)點是利用單片機的定時器定時，時間精確，穩(wěn)定，可靠。原理簡單，使用的元器件少，相對來說在實物調(diào)試時出現(xiàn)的問題就少。此外，經(jīng)過很多人的證明，利用單片機就可以實現(xiàn)定時功能，失敗的風險小。缺點是該方案復(fù)雜，一般不容易弄明白它的原理，而且應(yīng)用的元器件較多，在實物調(diào)試時出現(xiàn)的問題比較多。由于原理復(fù)雜，所以成功完成該設(shè)計的概率較低。河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）6第 2 章 硬件電路設(shè)計167。圖 21 單片機的內(nèi)部框圖河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）7AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的 AT89C52 單片機可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。其將通用的微處理器和Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。同時，AT89C52 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。掉電方式保存RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）8位 [2]。 單片機最小的系統(tǒng)167。這種復(fù)位電路的工作原理是：通電時，電容兩端相當于短路，于是 RST 引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電，RST 端電壓慢慢下降到一定程度，即為低電平，單片機開始工作。在滿足單片機可靠復(fù)位的前提下該復(fù)位電路的優(yōu)點在于降低復(fù)位引腳的對地阻抗，可以顯著增強單片機復(fù)位電路的抗干擾能力。具體如圖 22 所示：C110μFRESTR710KΩD6IN4148GNDVCC圖 22 復(fù)位電路167。內(nèi)部時鐘電路的晶振頻率一般選擇在 4MHz ~ 12MHz 之間，該設(shè)計選擇12MHz，外接兩個諧振電容。河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）9內(nèi)部時鐘方式如圖 23 所：X112MHzVCC 40 39 38 37 36 35 34 33 32EA/VPP 31ALE 30PSEN 29 28 27 26 25 24 23 22 21RST9XTAL218XTAL119VSS20AT89C52C322pFC222pFGNDGND圖 23 內(nèi)部時鐘晶振電路167。 LED 介紹常用的 LED 顯示器有 7 段或 8 段，8 段比 7 段多了一個小數(shù)點“dp”段。該設(shè)計中選用的是共陰極。當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應(yīng)的段被顯示。使用 LED 顯示器時，為了顯示數(shù)字或符號，要為 LED 顯示器提供代碼，因為這些代碼是通過段的亮與滅來顯示不同字形的，因此稱之為段碼。各段字節(jié)中給位的對應(yīng)關(guān)系如表 21：河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）10表 21 LED 各段字節(jié)中給位的 對應(yīng)關(guān)系顯示數(shù) dp g f e d c b a 段碼0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH1 0 0 0 0 0 1 1 0 O6H2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH167。該設(shè)計使用 ULN2803 驅(qū)動芯片。本設(shè)計中使用的為 ULN2803，8 段驅(qū)動。 單片機外圍接口電路設(shè)計167。此外，工作電流要滿足二極管的工作電流，滿足電流和電壓的要求，發(fā)光二極管就可以發(fā)光了。在發(fā)光二極管前面要接一個電阻，這個電阻的作用在于限制二極管的電流，從而達到減少功