可编程倒计时装置片机课程设计.docVIP

1.设计原理与方法 1.1.设计原理 本次课程设计的题目是: 可编程倒计时装置，其中分和秒都是两位数字显示，键盘预先设置要倒计时的时间，按键启动倒计时装置，数码管动态显示倒计时的画面，当倒计时归零后，发出声音，提示倒计时结束。 该装置利用AT89S52单片机作为倒计时器的核心控制器，针对需要倒计时的场合进行可调时间的倒计时功能。 首先通过键盘矩阵输入设置的要倒计时的时间，定好了相关的设置时或分或秒，进行倒计时的按键启动操作。在输入数字进行倒计时设置时，每一次切换选择设置时分秒都会将显示清零。当全部时间输入确定后，按下确认键后，可以计算总共倒计时时间，并将其显示在数码屏上。按键启动后，数码管会动态的进行显示时间，直到最后归零。倒计时完成后，通过蜂鸣器发出指示报警音，再次按下启动按钮可以清除报警音，回复待机状态。基本完成了题目要求实现的功能。 其系统的原理框图如下所示： 该图就是本设计的总的原理图，利用核心cpu的相关端口，可以进行相对应的功能实现，其具体的实现内容在后面的内容，进行具体的说明和介绍。 1.2设计方案 为了实现题目的要求，具体进行三个部分的设计。 第一部分是输入部分，这个部分是用于倒计时的时间设置，采用矩阵键盘。特点是占用单片机I/O口少，但软件上需要编码。由于该系统涉及到了0~9数字的输入，只用单片机本身的I/O口难以实现实现，且还需要选择设置时分秒，引脚需求较多，所以用键盘矩阵来实现。 第二部分是显示部分，本设计采用数码管显示倒计时时间。利用外接74LS47来点亮数码管。这样CPU8个引脚可输出2位BCD码，如果只用单纯引脚输出，需要24个引脚进行LED选通点亮。这样就很复杂。由于七段数码管需要选通6个，故采用轮询方式对每一个应该点亮的数码管进行操作，按键延时采用数码管显示模块填充，从根本上防止抖动。 第三部分是控制部分，利用CPU的中断，在中断服务程序中执行启动与计时到的复位工作，采用负边沿的触发方式。同时，在倒计时完成后，采用蜂鸣器指示计时时间到与否。再用一个LED来指示当前工作状态。若该LED亮为开始计时，若该LED灭则为准备状态，可以重新输入计时时间重新计时。 以上便是对倒计时装备的三大部分的设计思路，按照上面各个部分的设计，进行具体的设计来细化和实现相关功能。 2.系统硬件设计 2.1.硬件相关部分介绍 芯片部分的介绍： AT89S52是低电压，高性能CMOS 8位单片机，有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本 TMOD??? D7? D6? D5? D4? D3? D2? D1? D0 　　　　 ∣? 定时器T1?︱??| 定时器T0? ︱ ?其各位功能是：位7 GATE---T1的门控位，当GATA=0时，只要控制位TR1，即可启动定时器开始工作；当GATE=1时，除需要将TR1置1外，还要使INTI引脚为高电平，才能启动相应的定时器开始工作。位6 C/T---T1的功能选择位：当C/T=0时，T1为定时器方式；当C/T=1时，T1为计数器方式。位5和位4M1和M0---T1的方式选择位：由这2位的组合可以定义T1的3种工作方式。位3 GATE---T0的门控制：当GATE=0时，只要控制TR0置1，即可启动定时器T0开始工作；当GATE=1时，除需要将TR0置1外，还要使INTO引脚为高电平，才能启动相应的定时器开始工作。位2 C/T---T0的功能选择位：TMOD不能进行位寻址，只能用字节传送指令设置定时器工作方式，低半字节定义定时器1。复位时，TMOD所有位均为0，定时器处于停止工作状态。 中断部分的介绍： CPU正在执行主程序时，单片机外部或内部发生的某一事件（如外部设备产生的一个电平的变化，一个脉冲沿的发生或内部计数器的计数溢出等）请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时中止当前的工作，转到中断服务处理程序处理所发生的事件。中断服务处理程序处理完该事件后，再回到原来被中止的地方，继续原来的工作（例如，继续执行被中断的主程序），这称为中断。 CPU处理事件的过程，称为CPU的中断响应过程。能够实现中断处理功能的部件称为中断系统；产生中断的请求源称为中断请求源。中断源向CPU提出的处理请求，称为中断请求(或中断申请)。中断的工作：保护现场、恢复现场、中断返回。中断方式的优点是大大地提高了CPU的工作效率。 MCS-51的中断优先级结构。中断系统有两个不可寻址的“优先级激活触发器”。其中一个指示某高