基于单片机倒计时定时器设计—毕业设计论文

基于单片机倒计时定时器设计摘要在日常的生活和工作中, 倒计时定时器已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。

倒计时定时器具有实用性高、成本低、功耗低、易操作等优点。

本文主要介绍了基于AT89C52单片机控制的倒计时定时器的设计。

文中阐述了设计该系统的一些基本背景、原理及系统的各部分组成等。

本次设计实现了在4位八段LED显示分秒、时间的设定、倒计时、复位、报警等功能。

关键字：倒计时定时器 AT89C52 报警Abstract：In our daily life and work, countdown timer has become essential to daily life.It is widely used in our family, stations, terminals, theaters, offices and other public places,also take a great convenience to people's lives, study, work and entertainment. Countdown timer has a character of practical and low-cost, low power consumption, easy operation and so on.This paper introduced the design of countdown timer based on AT89C52, and described the background, principles and the various parts of the system. The design has achieved the main function such as: time setting, time count-down ,resetting and alarm.Keywords: Countdown Timer AT89C52 Alarm目录第1章引言 (1)1.1选题背景 (1)1.2指导思想 (2)1.3方案论证与选择 (2)1.4系统概述 (4)第2章系统总体设计 (5)2.1模块功能实现与原理 (5)2.2计时精度 (6)第3章硬件及软件设计 (8)3.1主控模块 (8)3.1.1 AT89C52的基本知识 (8)3.1.2 AT89C52的内部结构 (10)3.1.3 AT89C52的引脚功能描述 (11)3.1.4 AT89C52的工作模式 (14)3.1.5 AT89C51的内部存储器.................................. 错误！未定义书签。

3.2显示模块.................................................. 错误！未定义书签。

3.3键盘模块.................................................. 错误！未定义书签。

3.4系统电路.................................................. 错误！未定义书签。

3.4.1蜂鸣器报警/提示音电路设计............................. 错误！未定义书签。

3.4.2电源电路设计.......................................... 错误！未定义书签。

3.4.3时钟电路设计 (15)3.5系统软件框图 (15)3.6编程语言选择 (16)第四章结论 (17)4.1总结 (17)4.2系统展望 (17)4.3在本次课程设计中获得的学习体会 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 1 (20)附录2 (21)第1章引言1.1 选题背景倒计时定时器已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。

随着技术的发展，人们已不再满足于钟表原先简单的报时功能，希望出现一些新的功能，诸如日历的显示、闹钟的非接触式止闹、跑表功能、重要日期倒计时显示等，以带来更大的方便，而所有这些，又都是以数字化的倒计时定时器为基础的。

因此，研究实用倒计时定时器及其扩展应用，有着非常现实的意义，具有很大的实用价值。

由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使倒计时定时器具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。

虽然现在市场上已有现成的倒计时定时器集成电路芯片出售，价格便宜，使用也灵活，如可以随意设置时、分、秒的输出，改变显示数字的大小等，并且由于集成电路技术的发展，特别是 MOS 集成电路技术的发展，使倒计时定时器具有体积小、携带方便，但是这里介绍的实用倒计时定时器可以满足使用者的一些特殊要求，输出方式灵活、功耗低、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。

[2]实用倒计时定时器是一个时间控制系统，既能作为一般的时间显示器，也可作为一个定时控制器，驱动负载或显示信息，同时可以根据需要扩展其功能。

在此设计研究过程中需综合运用所学的模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与应用、电子系统设计等课程的知识，掌握实用倒计时定时器的设计、组装与调试方法，利用现代的电子系统设计、单片机等新电子技术以及现代的设计手段，系统地培养了综合设计、操作调试、故障处理的能力，达到综合素质以及创新能力的提高。

本次毕业设计中采用单片机作为主要芯片设计倒计时控制系统。

本系统的设计实用性强、设计灵活方便并且适合在任何条件下进行定时，所以设计意义较为深远。

1.2 指导思想通过对倒计时时钟软、硬部分的设计及调试，进一步掌握单片机的性能特点及工作原理。

在设计过程中熟悉AT89C52系列单片机各个管脚的功能，学习单片机控制八段数码管显示的工作原理。

提高单片机软件部分的编程能力，特别是利用单片机C语言对单片机的编程能力。

通过本次毕业设计总结在四年大学学习中学到的知识，并且提高实际操作能力，为以后进一步学习和工作打好基础。

1.3方案论证与选择1.总体方案论证与选择方案一:纯硬件电路系统。

各功能采用分离的硬件电路模块实现。

用时序逻辑电路实现时钟功能，用555定时器实现闹钟的设定。

但这种实现方法可靠性差、控制精度低，灵活性小、线路复杂、安装调试不方便，而且不方便实现对系统的扩展。

方案二:采用AT89C52单片机作为系统的控制核心。

倒计时功能采用C语言编程利用单片机内部定时器来实现，可以使用LED八段数码管显示时间等信息。

由于使用了单片机，整个系统可编程，系统的灵活性大大增加了。

另外，本方案可以方便的实现其他功能的扩展。

经过以上的比较论证，选用方案二来完成项目设计的要求。

2.模块方案论证与选择（1）时钟模块方案一：基本门电路搭建用基本门电路来实现时钟发生器，电路结构复杂，故障系数大，不易调试。

方案二：专用时钟芯片目前市场上已有很多实时时钟芯片。

如DS12887、DS1302、PCF8563、X1227等，芯片内都集成了时钟/日历功能，给时钟系统设计带来很多方便。

方案三：由单片机实现倒计时功能单片机内部具有定时器，可方便实现定时功能。

通过计算可知，使定时器每25ms产生一次中断，当产生40次中断后秒单元将加一，以此类推，从而实现时、分、秒的走时，并加以显示。

经过考虑，本着实用可行的原则，由于AT89C52有内部定时器，完全可以通过C语言变程来实现倒计时功能因此计时功能，定时模块采用方案三来实现。

（2）键盘模块方案一：采用独立式按键电路每个键单独占有一根I/O接口线，每个I/O口的工作状态互不影响，此类键盘采用端口直接扫描方式。

[8]方案二：采用阵列式键盘此类键盘是采用行列扫描方式，当按键较多时可以降低占用单片机的I/O 口数目。

由于本系统使用用的键盘按键较少，I/O接口线不多，所以采用方案二。

（3）显示模块方案一：采用液晶显示。

液晶特别是具有汉字显示功能的液晶显示器，来实现显示功能，不仅可以实现基本的显示信息，而且可以显示丰富的符号指示信息以及文字指示信息，信息量丰富且直观易懂。

而且液晶显示有功耗低，体积小，重量轻，寿命长，不产生电磁辐射污染等优点。

方案二：使用多个数码管显示。

LED数码管是利用二极管发光显示数字和字母，具有亮度大、接口设计比较容易，价格相对较便宜等优点。

由于本设计不需要显示大的信息量，系统采用方案二。

（4）止闹功能方案一：采用声音控制实现非接触止闹功能。

此方案的优点是操作方便，但由于声控存在灵敏度的问题，在现场条件差的环境中，外界噪声对正常声音信号带来的干扰，也比较容易引起误动作。

方案二：采用光电开关实现非接触止闹功能，因为光电开关利用物体对红外线的反射，可检测到物体的有无，方便有效，人体只需要靠近传感器20CM以内就可产生信号，完成止闹功能。

[3]方案三：采用按下止闹按钮实现接触式止闹。

一般钟表都具有闹钟功能，定时时间到，便自动启动闹钟，发出铃声、音乐声以提醒人们，再由人按下止闹按钮停止闹钟工作，此方案优点是操作起来很方便。

系统的止闹模块设计采本着实用，成本低的原则，采用用方案三实现止闹功能。

1.4 系统概述利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程形成倒计时效果，再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据。

同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态，实现不同功能。

系统上电自检后，实时实现分钟、秒信息的显示，通过按键可实现校对时间、倒计时的设定和显示。

当设置的定时时间到时，单片机通过蜂鸣器来实现声报警，利用开关实现止闹的功能。

第2章系统总体设计本设计主要功能是实现时间的设定、倒计时、报警功能，采用分秒显示,在4位八段LED上显示分和秒。

若想设置时间,需复位；用定时器1进行按键扫描，判断是否有键按下，若有键按下，是那个键按下；定时时间到则蜂鸣器发出警报;复位后停止发出警报声音,时间显示为系统初始时间（系统软件设定）,按下确认键，系统开始重新倒计时。

结构框图如图2-1所示：2.1 模块功能实现与原理（1）主控单元主控单元主要有AT89C2单片机构成，主要利用片内定时器0进行定时，定时器1进行键盘扫描，控制各个模块完成倒计时定时功能。

（2）键盘模块键盘模块一共有5个按键，其中按键1和按键5分别设置时间的增减，按键2和按键4分别控制光标的左移和右移，按键3为确认键，按下此键开始倒计时。

5个按键分别与p1.0 ~ p1.4口连接，当没有按键按下时这几个口为高电平，当这几个口为低电平时，表示有按键按下。