电子倒计时设计

一、系统功能分析

本设计要求实现电子倒计时的功能，即预置一个时间，启动倒计时，当时间到后，LED灯闪烁报警。由于我们常用的单片机为AT89C51,且也满足要求，因此设计中单片机采用的是AT89C51；按键采用触发按键，可通过按键输入预置时间值以及进行功能调节。时间显示采用的是数码管（六个），可分别显示两位小时、分钟、秒。数码管驱动电路采用74HC595。还有设置一个LED灯进行闪烁提醒。另外，设置两个功能键，启动键和预置键（通过矩阵按键4*3设置）。上电数码管显示六个0；按下预置键，进行预置时间；依次输入六个数字，小时在前；（通过矩阵按键4*3输入0-9十个数字）。设置完成后，按下启动键，倒计时开始；当数码管显示为六个0时，LED灯以500ms的频率进行闪烁，提醒时间到。此时，当再次按下预置键后重复以上操作，当按下启动键无操作。

二、系统框图

图1 系统组成框图

如图1是本设计的系统组成框图；系统采用5V电源供电；预置时间以及功能调节通过矩阵按键实现，显示电路使用六位数码管实现；当时间到后，报警电路工作，使用LED灯闪烁实现报警提醒。

三、硬件电路设计

1、矩阵按键电路

本设计采用4*3矩阵按键；S7-S17为依次需要输入的十个数字（0-9），S18和S19分别是启动键和预置键。通过程序，检测按键是否被按下。如有按下，则执行相应的程序。如图2。

图2 矩阵按键电路

2、数码管驱动电路

本设计数码管驱动采用的是带有锁存功能的芯片74HC595。74HC595内有一个8位移位寄存器和一个8D锁存器，当数码管位数多时可有效的避免在数据刷新过程中的瞬间闪烁问题。如图3 只截取了三个数码管，应该有六个。

图3 数码管驱动电路

四、软件设计

1、软件控制流程

系统上电，数码管显示六个0；此时主程序扫描按键是否有按键按下；若没有，则继续扫描。只有当扫描到预置键时，才有操作；此时继续扫描按键；等待输入六个数字；同时数码管进行显示。六个数字输入完毕后，不再接受其他数字的输入，若启动键按下，此时打开定时器，开始计时；1s时间到，则刷新数码管，数码管上的数字进行减一操作。依次秒，分钟，小时数值进行相应的变化。

2、按键扫描程序流程图

键盘显示程序流程图

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图4 按键扫描流程图

3、总程序流程图

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图5 主程序流程图

4、中断处理

首先可设定时器初值，定时50ms，然后中断20次；即定时1S。置1S时间到标志位。主程序检测标志位；若检测到标志位，则首先清标志位，对输入的预

置时间值进行减一操作，然后转换成BCD码送数码管显示。依次类推，直到时间到。

五、实现效果

经过硬件调试和软件仿真，本设计达到了预期功能。实现了倒计时的功能；可通过按键输入预置时间值，并且数码管实现了动态显示；时间到后，LED灯实现了500ms频率闪烁报警的功能。

六、总结体会

本设计让我学到了很多；让我从深层次的了解了单片机内部资源和各个寄存器的使用，理解了定时器以及中断相互结合使用的情况。有一点就是编程之前一定要把流程图写出来，反复推敲，程序不对，就去看流程图不要一直在那死抠程序。再一个就是不懂的地方，多看看书，实在不会可以在网上搜索答案，发帖等等，会得到答案的。