专用定时器的设计

一种基于单片机的多功能定时器的设计摘要与关键词:定时器、

目录：1.设计任务

2.方案设计与论证

3.硬件电路设计

3.1 STC单片机的最小系统

3.2 LED显示与单片机接口

3.3 发光二极管、按键、继电器与单片机接口

4.软件设计

4.1 发光二极管指示程序

4.2 键扫描程序

4.3 数码管的显示程序

5.系统调试

6．电路原理图

7.源程序

8．主要参考文献

前言

正文

结论

致谢

附录

参考文献

1.1.设计任务

设计一个基于单片机控制的专用定时器。要求定时器可以实现三个时间的显示，而且每个时间的初值都可以改变，独立完成系统的分析、设计和程序编写，记录开发过程中的问题及解决方法，要有设计过程和原理图，并自行设计满足设计任务的稳压电源。

设计主要指标参数：

（1）定时时间1。1S~99S，可调。

（2）定时时间2。1S~99S，可调。

（3）定时时间3。1min~99min,可调。

（4）所有时间数字均可调。

（5）用LED数码管显示剩余时间。

1.2设计意义

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正不断地走向深入，同时带动传统控制检测的日新月异地更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，根据具体硬件结构以及具体应用对象的特点，与软件相结合，加以完善。单片机之所以在工业控制中有大量的应用，就在于它有独特的定时、计数功能。在工业检测、控制中，许多场合都要用到计数或定时的功能。例如，对外部脉冲进行计数、产生精确的定时时间等。人类最早使用的定时工具是沙漏或水漏，但在钟表诞生发展成熟之后，人们开始尝试使用这种全新的计时工具来改进定时器，达到准确控制时间的目的。

“定时器”总的来说有两种类型。一种是基于模拟技术的传统产品，这种定时器的功能简单，尽管曾经被广泛应用过，但已列入淘汰之列。另一种是基于数字技术的新一代产品，这种产品功能强，是前者的代换之物。

本设计开发了一种基于单片机的多用途定时器。它造价低，功能全，整体功能价格比较高，配以小键盘和LED显示器，可适应各种场合的定时预警之用。

1．3整体设计方案

基于单片机系统的定时器电路包含了如下的功能模块：

●基本的单片机系统

●单片机的定时中断

●单片机的外围电路

●外部按键输入装置

●数码管LED显示装置

设计要求输出如图1.1所示的时间定时输出，并显示每个时间的剩余时间。其中三个时间有各自的调节范围：T1, 1S~99S; T2，1S~99S; T3, 1min~99min.

1.31

方案一：利用单片机的定时器完成定时要求。

利用单片机定时输出Y1，Y2,Y3,并用发光二极管表示其时间的长短，用LED显示定时的剩余时间。时间长短通过按键调节。继电器是定时后的具体应用器件。串口用来对单片机在线编程。

方案一的原理图见6.2

方案二：高频脉冲信号作为定时器的时间基准，计时器实现定时。

该系统的工作原理是：震荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为定时器的时间基准，经分配器输出标准脉冲。T1减计数器即使时间通过T1预置数显示器显示T1的剩余时间，同时使T1的时间输出器和指示灯工作，当T1计数满之后，T2计数器开始工作，并对T2预置数。T2减计数器工作方式同T1。当T2计数满之后T3减数开始工作。工作方式同T1,T2, 如此循环，便能实现该设计的功能。原理图

T3时间输出和指示T2

时

间

输

出

和

显

示

T1

时

间

输

出

和

显

示

T3显示T2显示

译码器T1显示译码器

译码器

T3减计数器T2减计数

器

T1减计数

器

T1预置数T2预置数

STC89S52

单片机

发光二极管显示和指示

按键的调节、选择

串口

LED显示ULN2803驱动继电器应用

T3预置数

振荡器

分频器

1.3．2方案选择

对以上两个方案进行论证，并加以选择，确定该设计的总体方案框图以便进一步设计。

方案一：

有点是利用单片机的定时器定时，时间精度、稳定、可爱，并可以利用单片机的功能很好的进行时间的显示、指示、输出。原理简单，使用的原件少，相对来说在实物调试时出现的问题就少。该方案还有一个好处是成本低。此外，经过无数人证明，用单片机完全可以实现定时功能，失败风险小。

缺点是使用单片机要求写程序。对于不熟悉软件的人来要单独完成该设计有一定的难度。

方案二：

优点是该方案应用稳定的高脉冲信号作为定时器的时间基准，可以说也有同单片机一样的精确、稳定、可靠的输出时间，且对软件编写要求不高，能很好地实现设计要求的功能。

缺点是该方案复杂，一般不容易弄明白它的原理，而且应用的元器件较多，在实物调试时出现的问题可能比较多。由于元器件比较多，所以相对来说实物的成本也比较高，而且在PCB 布线时更加麻烦，由于原理复杂，所以成功完成该设计的概率较低。

通过以上设计的方案比较，该设计选用方案一进行设计。

1.4硬件电路设计

该设计选用STC 单片机，STC 单片机的内部框图如图4 )

STC89S52微处理器 低功耗，高速（0~90MHZ,高可靠 掉电模式； 1280B SRAM 8/16/32/64KB 内存 内置系统 ISP 监控程看

门

狗

E*EPROM DataFlash 专业复位 电路集成 MAX810 URT(串口)3

个定时器 双数据指针 A/D 四个8位并行端口 和P4.0~~P4.3四个附属I/O 端口 A/D （高速）可做按键扫描 电池电压检测 掉电检测 音量和频谱检测等

P0口地址OE8H INT2/P4.3 INT3/P4.2 P4口均可位寻址