音乐倒数计数器

设计意义单片机技术是一门不可或缺的技术，对我们将来的工作以及生活和学习都有很密切的联系。

近年来，随着电子技术和微型计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端机通信产品中得到广泛的应用，成为现代电子系统中重要的智能化的核心部件。

单片机由CPU、一定容量的RAM和ROM构成，定时、计数和多种接口于一体的微控制器。

它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。

而52系列单片机时各单片机中最为典型和最具代表性的一种，本次课程设计通过对它的学习、应用，从而达到学习、设计、开发软硬件的能力。

本设计利用AT89C52单片机七段数码管设计一个简易的倒数计数器。

用4个按键操作来设置当前想要倒数计数的时间。

作一小段时间倒数计数，当计数为0时，则发出一段音乐声响，通知倒数计数终了，该做应做的事了。

应用Proteus的ISIS软件和Keil uVision3来实现该计数器的设计与仿真。

该方法的仿真效果真实、准确，节省了硬件资源。

该功能计数器可以应用于一般的生活和工作中，也可以通过改装，提高性能，则加新功能，从而给人们的生活和工作带来更多的方便。

2设计原理2.1设计要求利用单片机结合七段数码管设计一个倒数计时器，可以放在家中使用，例如煮方便面、煮开水或小睡片刻等，做一小段时间计时。

当倒数计时为0时，则发出一段音乐，通知倒数终了，该做重要的事情了。

具体要求：（1）四个七段数码管显示目前倒数的时间。

显示格式为“分分：秒秒”；（2）具有4个按键操作来设置现在想要倒数的时间；一旦按键后则开始倒数计时，当计时为零则发出一阵音乐声响；（3）程序执行后，数码管显示“0000”，当按下操作键K1~K4动作如下：操作键K1，设置倒数计时时间3min, 显示“0300”；操作键K2，设置倒数计时时间为2min,显示“0200”；操作键K3，设置倒数计时时间为4min,显示“0400”；操作键K4，控制K1，K2，K3。

当计时时间错误时，按下K4，可即使调节时间，使当前倒数计时关闭，此时，再按下K1，K2，K3时，可重新倒数计时。

（4）倒数计时时，相应指示灯亮；当计时完成时，指示灯灭，音乐响。

2.2设计目的（1）通过该设计能提高学生分析解决问题的能力。

（2）了解单片机、模拟电路及数字电路的相关知识。

（3）学习和熟悉单片机定时器时间计时处理、按键扫描、数码管动态显示、相关芯片应用和音乐旋律演奏的设计方法以及程序下载和运行过程。

2.3设计的具体实现2.3.1系统概述本次设计主要器件有8052单片机，七段数码管，74LS04芯片以及压电喇叭等。

1、8052单片机内部包含一个8位CPU 、一个片内振荡器及时钟电路、ROM 程序存储器、RAM 数据存储器、三个16位定时器/计数器、可分别寻址64KB 的程序存储器空间和64KB 的数据存储器空间、32条可编程的I/O 口线(4个8位并行I/O 端口)、一个可编程全双工串行口、具有5个中断源和2个优先级的中断结构。

可以有效实现本次设计中要求的各项功能。

8052 基本资料如下：8052主要使用引脚功能说明如下：（1）8052的引脚40接+5V 电源，引脚20接电源地线。

（2）传统8052工作时钟的最高为12MHz 。

（3）EA 引脚低电平动作用来存取外部程序ROM 控制。

（4）EA 接地，由外部程序ROM 来执行程序；EA 接高电平，由内部ROM 来执行程序。

（5）开机时必须加入芯片重置信号。

RESET 信号高电平动作，高图1 8052单片机引脚图电平时产生芯片重置；RESET信号低电平时，由程序ROM地址0开始执行程序。

2、七段数码管具有体积小、重量轻、工作电压低、功耗极低、显示内容丰富、稳定可靠、成本低、控制驱动方便、接口简单易用、模块化结构紧凑等特点。

3、74LS04芯片以及压电喇叭分别控制数码管的位选驱动和音乐声响。

2.3.2设计流程其系统设计流程图如图1所示：图2系统设计流程图2.3.3 系统仿真电路图2.3.4单元电路设计 1、控制电路8052系列的单片机的时钟方式分为内部方式和外部方式。

内部方式就是在单片机的引脚18、19外接晶振，就够成了自激振荡器在单片机内部产生时钟脉冲信号。

外部时钟方式是把外部已经有的时钟信号引入到单片机内部。

时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。

在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间。

图3 系统仿真电路图在8052中之所以采用高性能的振荡电路，是因为：单片机电子钟的计时脉冲基准是由外部晶振的频率经过12分频后提供，采用内部的定时/计数器来实现计时功能。

所以，外接晶振频率精确度直接影响电子钟计时的准确性。

本次设计采用一个12MHz 晶振和两个30Pf 瓷片电容组成，为单片机提供标准时钟，其中两个瓷片电容可以增加电路的稳定性，可以抗噪声增加稳定性，不容易死机。

其图如下：2、七段数码管动态显示倒数计时时间利用七段数码管动态显示，其数据端用P1口直接通过查表控制，由于选择共阳级数码管，所以表中数据为：90H,80H,0F8H,82H,92H,99H,0B0H,0A4H,0F9H,0C0H 。

其位选通过P2经74LS14非门芯片驱动控制。

图4 时钟电路图5数码管显示电路3、74LS04介绍图6 74LS04引脚图74HC04是内含6组相同的反相器。

A为输入，Y为输出。

其极限值如下：电源电压：7V输入电压：7V工作环境温度：0到70℃存储温度：-65~150℃4、按键控制按键控制室控制程序执行时数据的输入或是特殊功能的设置及操作，使用8052的P0口的4条输入口，由程序来控制，平时输入端为高电平，当有按键按下则相对位会呈现低电平，进过轮流扫描判断输入端是否为低电平，便可知道按下的是哪一个按钮。

值得注意的是，由于选择P0口作按键控制，且低电平有效，所以在接按键之前，应在相应I/O口接上拉电阻，才能正常工作。

5、压电喇叭8052端口3的第4位是压电喇叭的驱动位，持续送出工作脉冲可以推动喇叭发出哔的声响，当工作频率越高时，声音越清脆，工作频率低时，声音则较低沉。

3软件程设计和调试本课程设计中，可以学习利用单片机定时器设计时间计时处理，其时间控制，定时器1计时中断程序每个100ms 中断一次判断计数值是否为10，若为10，则计数值加一，表示1s 到了，秒变量加1，同理再判断是否1min 到了，若计数到了则将相关变量清除为0。

单片机定时器负责定时的技术，不会因为案件处理而中断时间描述的增加。

分，秒数据是存入寄存器内并写入七段数码管而显示相关时间的。

在主控程序循环中主要工作为程序初始化和循环调用显示子程序。

在显示子程序中判断是否有按键按下，若有按键则做相应的功能处理。

而在定时器中断子程序中完成的主要功能是时间的减一操作。

同时检查所倒数的时间是否为0，若为0表示倒数终了，应该执行想对应的工作了，此时相应指示灯灭，压电喇叭发出声响提示。

图7 压电喇叭接线图3.1软件延时时间的计算1、若我们想设计程序执行1s时间延时，程序可以设计如下DEL Y:MOV R4,#20D1:MOV R5,#100D2:MOV R6,#250D3:DJNZ R6,D3DJNZ R5,D2DJNZ R4,D1RET2、硬件延时工作方式设计本次设计中采用的定时器1模式1来设计，在此方式中T1可以进行16位的计时，其值保存在两个8位的定时寄存器中。

对于其中任一定时器，工作时钟可以由内部或是外部来提供，由C/T位来决定做定时器还是计数器。

定时器的时钟为系统工作时钟除以12.此次试验中采用12MHz石英震荡器则产生1us的计数时间脉冲宽度。

本次实验的定时器计时时间为50ms，因此定时器0需计数50000次，其定时器初值的计算如下：计数初值为：65536-50000=15536TL1=B0HTH1=3CH其流程图如下：其流程图如下：图8 显示子程序流程图其流程图如下：图10 定时器中断程序流程图设计总结本次设计比较简单，但设计的基础知识很多，也很重要，实际应用场合也比较多。

对我们未来的工作和学习有着一定的奠基作用，是对单片机、数电、模电等知识的总结很归纳。

本次设计参考资料较多，而且由于设计完成电路制版，所以可以对设计程序的实践性进行验证。

如何实现各方面的知识相结合，怎么样合理利用器件管脚，对于单片机汇编语言的掌握，以及各个指令相互之间的配合都是在这个课程设计中有所体现的，也是我以后需要加强的。

在8052单片机本身须加上系统工作时钟，在此使用12MHz的石英振荡晶体，此与串行传输接口波特率时钟设计有关，在此利用RC 线路产生RESET信号用于系统重置，另外接有手动开关按键，只要按下此按键就可以重新设计程序。

如果是以ROM模拟器来测试程序，可以有模拟器送进高电平脉冲而达到程序下载时，系统自动重置而执行程序。

在本电路中可以使用的I/O引脚数少，可是可以做很多的功能扩充。

在本次设计的基础上还可以扩展：增加时钟及闹钟功能；增加码表计数功能；增加万年历显示“年月日”；增加多组计时倒数功能。

我在设计期翻阅了大量参考书籍和论文，弄通了软件Protues 的功能及使用方法。

在老师的指导和帮助下，首先熟悉了一些电子设计自动化软件的应用和软件间的互相配合作用，其次，复习了一些模拟电路知识。

在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，不仅使我对模拟电子及其它专业知识有了更深刻的了解，而且我开始了独立的学习和实验查看相关资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，每一次改进都是我学习的收获，同时使我将理论应用于实际。

我不但回顾了以前所学的电路原理的基础知识，而且还学到了一些新知识。

最重要的是我深刻体会到要做好一件完整的事情，要有系统的思维方式和逻辑方法，要耐心的面对所有问题、要善于用应用各种资源来充实和满足自己。

大三生活即将结束，因此我特别珍惜这最后的时光和这次自己动手的机会，我会尽力的这次设计做到更好。

虽然我的论文作品还不是很成熟，还有很多不足之处。

但论文中的每一个字都是我用心写到电脑里，每一幅图片都是我翻阅大量书籍、请教很多老师并经过自己的思考画出来的。

这次做设计的经历让我终生受益、我感受到做设计是要用心去做的一件事，没有学习就不可能有研究的能力，这次的经历能在以后的学习、工作中激励我继续进步。

由于学生水平有限其中的缺点、错误望各位老师批评指正。

（2）设计程序ORG 0000HLJMP MAINORG 001BHLJMP PINT1MAIN:MOV P0,#0FFHMOV P2,#00HSETB EASETB ET1MOV TMOD,#10HMOV TL1, #00HMOV TH1,#40HMOV R3,#20MOV R0,#40HMOV A,#00HMOV R7,#04HDIS:MOV @R0,A ;初始化INC R0DJNZ R7,DISMOV 44H,#99H ;00秒MOV 45H,#99H ;2分DISS:LCALL DISPSJMP DISSPINT1:MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0HPUSH ACCDJNZ R3,QUITMOV R3,#20MOV A,44HADD A,#01HDA ACJNE A,#00H,LP1 ;当秒钟不为00时，直接输出MOV A,#40H ;当秒钟减为0时，赋初值为59，同时分钟减1MOV 44H,AMOV A,45HADD A,#01HDA ACJNE A,#00H,LP2 ;当分钟不为99时，直接输出MOV 44H,#99H ;当分钟减为99时，赋初值为00，同时关闭定时器MOV A,#99HCLR TR1SETB P0.0SETB P0.1SETB P0.2CLR P3.3ACALL DELYSETB P3.3CLR RS0CLR RS1LP2:MOV 45H,ASJMP QUITLP1:MOV 44H,A QUIT:POP ACCRETIDISP:MOV A,44HANL A,#0FHMOV 40H,AMOV A,44HSWAP AANL A,#0FHMOV 41H,AMOV A,45HANL A,#0FHMOV 42H,AMOV A,45HSWAP AANL A,#0FHMOV 43H,ALL1:MOV R2,#0F7HMOV R0,#40HLOOP:MOV DPTR,#TABMOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRMOV P1,AMOV A,R2MOV P2,AACALL DIMSMOV P2,#0FFHRR AMOV R2,AINC R0CJNE R2,#7FH,LOOPRETDIMS:MOV R5,#10D1:MOV R6,#1D2:PUSH ACCORL P0,#78HMOV A,P0ORL A,#87HCPL AJZ DD0JNB ACC.6,DD4SETB P0.0SETB P0.1SETB P0.2MOV 44H,#99HMOV 45H,#99HCLR TR1SJMP DD0DD4:JNB ACC.3,DD1CLR P0.0SETB P0.1SETB P0.2MOV 44H,#99HMOV 45H,#96HSETB TR1SJMP DD0DD1:JNB ACC.4,DD2CLR P0.1SETB P0.0SETB P0.2MOV 44H,#99HMOV 45H,#97HSETB TR1SJMP DD0DD2:JNB ACC.5,DD0CLR P0.2SETB P0.0SETB P0.1MOV 44H,#99HMOV 45H,#95HSETB TR1DD0:POP ACCD3:DJNZ R6,D2DJNZ R5,D1RETDEL Y:SETB RS0CLR RS1MOV R2,#200DM1:MOV R3,#125DJNZ R3,$DJNZ R2,DM1RETTAB:DB 90H,80H,0F8H,82H,92H,99H,0B0H,0A4H,0F9H,0C0H END。