数字定时器资料

电子系统设计

数字定时器

实验报告

学校：苏州大学

学院：城市轨道交通学院

班级：通信工程

组员：张强强朱宇翔肖伟健吴易洲

前言

在电子技术飞速发展的今天，电子产品逐渐趋向人性化和智能化。人们人们为了实现这一目的而引入了单片机。单片机又称单片微型计算机，也称为微控制器，是微型计算机的一个重要分支，单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU，RAM，ROM，I/O接口和中断系统于同一硅片上的器件。单片机的诞生标志着计算机正式形成了通过计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。目前单片机已渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机已在广阔的计算机应用领域中表现得淋漓尽致电器因此，单片机已成为电子类工作者必须掌握的专业技术之一。

这次实验，我们组是以单片机为核心设计一个数字定时器。在实验过程中，我们开始了解电系统设计的和基本理念，基本规则和基本流程；在不断完善设计的过程中，我们逐步丰富和巩固自己的理论知识，培养积极思考解决问题的习惯并充分地发挥自己动手实验操作的能力。

可以说这次实验将我们所学的《单片机原理与应用》以及《电子系统设计》两门课程进行了有机的结合。通过解决实际问题，我们对原理有了更深刻的理解，对于应用有了更广泛的接触。另外实验中我们学会使用Proteus和Keil两款软件进行单片机电路的仿真以及程序的编写及联调。这些都为我们以后的课程设计乃至工作研究奠定了厚实的基础。

这次的实验中，我们以单片机实现计时和倒计时功能，由LED 显示剩余时间，显示格式为 XX（分），精确到1分的整数倍。虽然接触到的功能模块较多，包括接口模块、中断模块、存储模块、控制模块和显示模块等，但仍然只是单片机这门学问的皮毛，在以后的学习中我们还需要不断汲取知识，不断地将理论与实践结合。

本次实验有本小组4位组员共同完成，张强强负责，朱宇翔负责，吴易洲负责，肖伟健负责。

编者注

2012年12月12日

目录

第1部分实验概述

1.1 设计要求……………………………………………………1.2 数字定时器系统的基本理论………………………………1.3 设计方案……………………………………………………1.4 硬件电路工作原理…………………………………………

第2部分程序设计

2.1 整体结构……………………………………………………2.2 资源分配……………………………………………………2.3 程序流程……………………………………………………2.4 程序编写……………………………………………………

第3部分仿真验证

3.1 Keil 与Proteus联调仿真…………………………………3.2 实物连接仿真………………………………………………

第4部分实验总结

4.1 问题分析……………………………………………………4.2 小结…………………………………………………………

第1部分实验概述

1.1实验要求

1定时时间的设置范围为1~99min，开机上电后隐含值为10min。

2 使用0.5英寸红色LED数码管显示时间。

3 定时时间可以用按键或其他方式输入。

4 定时器控制一个交流220V，1A的用电设备，上电是不允许用电设备瞬间通电。

5 定时时间设定后，启动计时，用电设备通电，同时显示器逐分倒计时。

6 计时到0分时，切断用电设备电源。

7由用电设备提供+12V电源。

8尽量减少器件成本。

1.2 数字定时器系统的基本理论

本设计将采用89C51单片机，89C51单片机是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机自带5个中断，两个16位定时器32个I/O口，可擦除只读存储器可以反复擦除多次，功能相当强大。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器。89C单片机为

很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

1.3 方案设计

数字定时器系统的基本组成如图1所示。

图1 数字定时系统电路的原理框图

数字定时系统电路的原理框图根据设计任务与要求，可初步将系统分为五大功能模块：主电路、按键电路、显示电路、继电器电路。进一步细说，主电路选用AT89C51作为中央处理器，系统采用12MHZ的晶振；按键控制电路由两个个按键（启动键(start)、时间设定键(set)）组成，采用三个独立开关，按键按下产生一个脉冲信号；显示电路由二位8段共阴极数码管和一个9位100欧姆上拉排阻组成，位选，个位和十位由P0输出，段选由P1输出；继电器电路由一个继电器和一个用电器（灯泡）组成，通过电路与P3.0相连。当P3.0输出高电平时，继电器不吸合，灯亮。

1.4 硬件电路的工作原理

1.4.1单片机最小系统的设计模块

硬件连接说明：本系统以AT89C51单片机为核心。单片机采用内部振荡的方式。100欧姆排阻与一个2位8段共阴LED数码显示管相连。从P0口输出LED 数码管的字形码，从P0口输出LED数码管的位选码，高电平有效。2个功能按键和P3.2和P3.3口相连，按键另一端接地，当按键按下，产生一个脉冲信号。继电器电路则与P3.0口相连，当P3.0口输出高电平时，用电器工作。

1.4.2晶振复位电路设计

由于单片机内部振荡方式电路简单，时钟信号比较稳定，是独立的单片机应用系统的首选，故本设计采用内部振荡方式，采用12MHZ的晶振。复位电路通过电解电容和电阻形成振荡电路，通过开关按键来形成复位。数字定时系统电路的晶振复位电路图如图2所示。

图2 数字定时系统电路的晶振电路图

1.4.3定时中断

本设计电路采用定时器T0产生定时中断，由于本设计需要0.1s的基本时间，故选择其工作在定时方式1下。这时定时器T0是一个16位的计时器，由它产生50ms的基本定时中断，20次中断后将得到1s的时间，每60s设定时间减1。