基于AT89C51系列單片機(jī)的倒計(jì)時(shí)器制作研究

隋 冶

基于AT89C51系列單片機(jī)的倒計(jì)時(shí)器制作研究

隋 冶

倒計(jì)時(shí)器應(yīng)用十分廣泛，在制作倒計(jì)時(shí)器時(shí)多采用純數(shù)字電路和模擬電路，電路復(fù)雜功能單一。如今微控技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，采用單片機(jī)控制器制作倒計(jì)時(shí)器電路十分簡(jiǎn)單，功能齊全并且可以擴(kuò)展其他功能。氣短數(shù)碼顯示電路采用直接與單片機(jī)接口連接方式更加節(jié)省電路。成本低、功能靈活、使用方便等優(yōu)勢(shì)，更加鞏固了單片機(jī)技術(shù)在電子產(chǎn)品制作中的不可替代的作用。

微控技術(shù)；單片機(jī)；倒計(jì)時(shí)；接口

單片機(jī)在家用電器、生產(chǎn)以及比賽等各項(xiàng)領(lǐng)域中，只要是有智能控制的地方就會(huì)出現(xiàn)單片機(jī)控制器，不論是簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜，或是陸海空三棲，單片機(jī)都會(huì)不斷地發(fā)揮出它出色的控制能力。雖然單片機(jī)現(xiàn)在應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，但是還有很多項(xiàng)目可以開(kāi)發(fā)和制作，幫助我們實(shí)現(xiàn)更美好的生活。因此，單片機(jī)的應(yīng)用還有很多的拓展空間。 單片機(jī)系列很多，英特爾公司、摩托羅拉公司、飛利浦公司和ATMEL公司都生產(chǎn)單片機(jī)，ATMEL公司生產(chǎn)的單片機(jī)在產(chǎn)品制作和教學(xué)中應(yīng)用非常廣泛。AT89C51系列單片機(jī)的應(yīng)用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，大量提高工作效率，減輕勞動(dòng)者的工作量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)機(jī)械隊(duì)環(huán)境要求等。單片機(jī)的應(yīng)用絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的意義還在于：AT系列單片機(jī)的應(yīng)用簡(jiǎn)單、方便、靈活、控制方便、功能強(qiáng)。當(dāng)前我國(guó)還有很多產(chǎn)品繼續(xù)使用模擬電路或數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能，目前使用單片機(jī)編程來(lái)控制已經(jīng)是非常容易實(shí)現(xiàn)的了。這種以單片機(jī)取代數(shù)字、模擬電路控制大大地提高了系統(tǒng)的抗干擾性能，稱(chēng)之為微控制技術(shù)。隨著單片機(jī)技術(shù)的推廣與普及，微控制技術(shù)得到不斷發(fā)展和日趨完善。

在答辯、比賽、演講等活動(dòng)中倒計(jì)時(shí)器是必不可少的產(chǎn)品，制作一個(gè)多功能倒計(jì)時(shí)器，使用單片機(jī)作為其主控芯片這是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

一 產(chǎn)品說(shuō)明

本課題的開(kāi)發(fā)意義在于它節(jié)省成本，而且能夠?qū)崿F(xiàn)更多的功能。通過(guò)編寫(xiě)程序既可做倒記分牌,又可進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，還可以通過(guò)程序和硬件擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)更多功能，而且各個(gè)功能間相互切換也更方便。本產(chǎn)品有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和使用空間，更方便地為使用者服務(wù)。本產(chǎn)品主要完成倒計(jì)時(shí)功能，倒計(jì)時(shí)時(shí)間可由按鍵輸入和切換，倒計(jì)時(shí)時(shí)間由單片機(jī)定時(shí)器中斷產(chǎn)生，當(dāng)時(shí)間達(dá)到預(yù)定時(shí)間時(shí)還會(huì)發(fā)出聲光提示。

二 硬件電路選擇

單片機(jī)是因?yàn)閷PU、主存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口都集成在一塊芯片上而得名，也就是將中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及I/O接口電路等主要微型機(jī)部件集成在一塊芯片上。雖然它只是一塊芯片，但從馮諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)上看，它具備了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所有硬件結(jié)構(gòu)。為此，稱(chēng)它為單片微型計(jì)算機(jī)SCMC(Single chip micro computer)，簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)。

1.AT89C51與8051的比較。

首先，與8051兼容是AT89C51芯片最基本的功能，以確保8位單片機(jī)MCS-51系列的繼續(xù)發(fā)展，兼容應(yīng)包括指令，引腳信號(hào)，總線(xiàn)等多個(gè)方面，指令兼容能保證兩者之間不存在指令障礙以維持軟件的可移植性，而引腳信號(hào)和封裝以及總線(xiàn)的兼容則確保兩者在系統(tǒng)擴(kuò)展和接口方面的一致性，有利于系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。8051芯片的功耗為630mW,而AT89C51的功耗只有120mW，這樣低功耗，有一粒紐扣電池就可以工作。低功耗對(duì)單片機(jī)在便攜式、手提式或野外的儀器儀表設(shè)備上使用十分有利。 另外在AT89C51系列芯片中，內(nèi)部程序存儲(chǔ)器與8051不同。除片內(nèi)REM外兩種單片機(jī)均有ROM型存儲(chǔ)器，但是AT89C51單片機(jī)中是falshrom方便存儲(chǔ)，8051中是E2PROM需要實(shí)驗(yàn)室或更高層次的寫(xiě)入設(shè)備。通過(guò)比較AT89C51更適合本產(chǎn)品的使用。

2.最小系統(tǒng)。

單片機(jī)最小系統(tǒng),或稱(chēng)為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對(duì)51系列單片機(jī)來(lái)說(shuō),最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括:單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路下面給出一個(gè)51單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖如圖1所示。本設(shè)計(jì)采用的是AT89C51，因此單片機(jī)引腳EA應(yīng)接到高電平。

圖1 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖

3.LED數(shù)碼管顯示器概述。

圖2 七段數(shù)碼顯示管引腳圖

LED數(shù)碼顯示器是一種有LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它使用了8個(gè)LED發(fā)光二極管，其中7個(gè)用于顯示字符，一個(gè)用于顯示小數(shù)點(diǎn)，故通常稱(chēng)之為7段發(fā)光二極管數(shù)碼器。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方法，共陽(yáng)極和共陰極。共陽(yáng)極接法是把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極，使用時(shí)公共陽(yáng)極接+5V，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過(guò)電阻與輸入端相連。共陰極接法是把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地。每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻與輸入端相連。兩種接法在數(shù)字顯示上控制方式是完全一樣的，只有輸入碼值不同。共陽(yáng)極與共陰極碼值見(jiàn)下表1。

表1 七段數(shù)碼顯示管顯示碼值表

單片機(jī)與LED數(shù)碼顯示器有以硬件為主和以軟件為主的兩種接口方法。以硬件為主的接口方法，是數(shù)碼顯示管與譯碼器連接，由譯碼器與單片機(jī)連接，這種連接方式程序簡(jiǎn)單但是硬件電路復(fù)雜。以軟件為主的接口方式是將數(shù)碼顯示管直接與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線(xiàn)或是I/O接口。為了節(jié)約硬件電路和成本，本設(shè)計(jì)主要采用軟件為主的接口方式。

三 整體設(shè)計(jì)

1.硬件電路設(shè)計(jì)。

通過(guò)以上對(duì)電路設(shè)計(jì)的分析可以設(shè)計(jì)出主控制電路，如圖3。

圖3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

從圖3中我們可以看出啟動(dòng)鍵、加一鍵、減一鍵分別連接到單片機(jī)的P3.0、P3.2、P3.3。其中，啟動(dòng)鍵是利用掃描程序來(lái)掃描按鍵是否按下來(lái)啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)的，加一鍵、減一鍵則是利用外部輸入中斷，當(dāng)有按鍵按下時(shí)程序則跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序執(zhí)行加一或減一。

利用P1.0和P1.1驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通或是截止來(lái)控制發(fā)光二極管的亮滅和蜂鳴器的停還是蜂鳴。

2.軟件程序設(shè)計(jì)。

軟件設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能、按鍵功能和控制功能，部分主程序如下：

org 00h

ajmp start

org 03h

ljmp tiaoa

org 13h

ljmp tiaos

org 0100h

start:mov r5,#0fh

main: mov a,r5

mov r0,a

mov dptr,#table

setb ea

setb ex0

setb ex1

setb it0

setb it1

setb p3.0

clr p1.0

clr p1.1

hui: mov b,#0ah

mov a,r0

div ab

mov r7,a

mov r6,b

movc a,@a+dptr

mov p0,a

mov a,r6

movc a,@a+dptr

mov p2,a

jb p3.0,hui

setb p1.1

setb p3.0

fen: mov b,#0ah

mov a,r0

div ab

mov r7,a

mov r6,b

movc a,@a+dptr

mov p0,a

mov a,r6

movc a,@a+dptr

mov p2,a

acall delm

dec r0

cjne r0,#00h,fen

mov r0,#3bh

miao: mov b,#0ah

mov a,r0

div ab

mov r7,a

mov r6,b

movc a,@a+dptr

mov p0,a

mov a,r6

movc a,@a+dptr

mov p2,a

cpl p1.0

acall dels

acall dels

dec r0

pantl:cjne r0,#1eh,pant

pant: jc jit

ajmp miao

jit: mov b,#0ah

mov a,r0

div ab

mov r7,a

mov r6,b

movc a,@a+dptr

mov p0,a

mov a,r6

movc a,@a+dptr

mov p2,a

cpl p1.0

acall dels

cpl p1.0

acall dels

dec r0

cjne r0,#00h,pantl

mov p2,#3fh

feng: setb p1.0

jnb p3.0,fanh

ajmp feng

fanh: acall dels

ljmp main

tiaoa:clr ea

clr ex0

mov r1,#200

djnz r1,$

jb p3.2,tiaoc

inc r0

mov a,r0

mov r5,a

tiaoc:setb ea

setb ex0

reti

tiaos:clr ea

clr ex0

mov r1,#200

djnz r1,$

jb p3.3,tiaoc

dec r0

mov a,r0

mov r5,a

ajmp tiaoc

table:db

3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

end

ClassNo.:TN014DocumentMark:A

(責(zé)任編輯：鄭英玲)

ManufactureoftheCountdownHourMeterBasedonTypeAT89C51SeriesSCM

Sui Ye

The application of countdown timer is very widely which is designed and produced by the digital circuit or the simulate circuit .But the circuit would become very simple thing if the SCM is used in the production of countdown timer . Low cost and convenience of the SCM technology make it unreplaceable in the manufacture of electronic products .

micro-control technology ; SCM; countdown; interface

隋冶，技師，黑龍江省技師學(xué)院電氣工程系，黑龍江·雞西。郵政編碼：158100

1672-6758(2011)03-0066-3

TN014

A