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单片机在倒计时器中的应用

    单片机在倒计时器中的应用
    【摘要】生产和生活带来了巨大的改变和便利。本文重点是单片机的应用与学习,同时也是软硬件的结合使用。单片机应用系统是实时控制和自动控制的,单片机是一个核心部件,同时本系统由单片机系统,LED数码显示管和蜂鸣器等组成。是对单片机的应用的一个学习,加深对软硬件知识的一个更深的理解,同时提高对电子技术方面的设计和创新能力。
    【关键词】电子技术;单片机;软硬件
    理论来自于实践,同时实践能加深对理论的理解和应用。在解决和发现问题的过程中,才能更深的提高对技术的应用能力。本次设计的目的是将理论联系实践,为以后的学习打下基础。同时获得一些初步的应用和学习的经验。
    一、设计简介
    这是一个倒计时器的简单设计,LED显示区域显示倒计时的剩余时间,具体显示的样式为如下:分:秒、X,是用来显示剩余时间,并且能精确到秒的十分位。最大的倒计时范围是60分钟,设定的倒计时时间是由单片机在接收小键盘阵列而办到的。
    二、简单的设计方案
    1、基本流程
    主程序流程:
    主程序-à各个中断服务程序的入口地址-à相关寄存器清零-à设置数码管显示的初始状态-à按键扫描-à显示按下的数字-à开始倒计时-à倒计时到0就报警{没到0.就继续倒计时}。
倒计时器流程图:
    倒计时开始-à寄存器清0-à设置定时器0的工作方式—>判断按键次数-à是按了1次,启动定时器0,等待中断;按键次数是2次,关闭定时器0,并等待中断;如果是按了3次,T1中断,并提示达到最大值。
    倒计时器设计框图:
    主程序分为:数码管动态扫描模块,时间倒计时模块,输入初始时间模块,蜂鸣器报警模块。
    按键消抖框图:
    开始的时候-à有键闭合-à调用延时程序-à如果有键闭合-à确定闭合
    如果没有闭合,则返回开始。
    2、硬件设计
    单片机是用的AT89C51,AT89C51是可编程的可擦除的只读存储器的单片机,带有2K字节的闪存。51单片机一共有I/O引脚32个,把它分成4个端口组,这些地址的作用是用于传送地址。控制信号或者数据。1、P0.7---P0.0分为P0口,2、P1.7—P1.0为P1口,3、P2.7—P2.0分为P2口,4、P3.7—P3.0分为P3口。
    一般停电后为了确保机器正常工作,所以单片机选用CMOS这样低功耗的器件例如AT89C51在断电后单片机的电源和LED的电源会断开,所以停电后,蓄电池只是供电给单片机。不再对显示电路供电。
    键盘电路输出口是P3,P1.0是蜂鸣器的控制端口。
    显示输出时,用并口扫描技术,AT89C51的P0/P2口是位码和段码的输出口。其中LED的驱动芯片是74LS245芯片。
    LED驱动芯片是74LS245,其中还有晶振电路,键盘按键电路,数码管采用的是共阳极的形式的。
    3、软件设计
    频率为6MHZ的石英晶体振荡,定时器设置为工作方式1,如果把3CB0H设置为定时常数,那么每隔0.1秒就会有一次中断,每10次中断,计时器就减1,秒位到00,则分位退1,分位到00就时位退位。直到全部是0。
    整个系统的流程:主程序—>设置中断入口地址à寄存器清0-à数码管初态的设置-à扫描键盘-à显示变化后的-à到计时-à判断-à全部清0
    软件流程:
    这个设计分为几个模块:其中主程序涵括了键盘监控和初始化的任务,计时部分就是不断显示新的时间,并刷新。扫描部分是检查按键的次数。还有别的拆字、合字和键盘的设置问题。
    一、扫描键盘部分
    该部分是用来检查是不是有按键,如果无按键,就一直运行并且循环下去。如果产生了按键,就将按的结果送到累加器,之后返回。其中的循环等待的过程中的延时是在子程序的功能实现的。
    二、计时数字显示部分
    这部分的5个数字都是由BCD码来实现的。为了实现5位数字的显示,首先,要把3字节的分、秒、毫秒压缩BCD码,并将其分开成5个字节。
    三、校对时间和报时模块
    时间值是5位,将其合并为3位的压缩BCD码(XX:XX.X),输入初始值,报时寄存区和缓冲区的首地址就是模块的入口。
    四、拆合部分
    合字就是将键盘设置缓冲区中的5位合并为3位压缩的BCD码,拆字是将计时缓冲中的3字节拆分为5字节。
    三、调试过程
    在设计了这个倒计时器后,在调试的过程中出现了很多的问题,需要解决。不过很值得欣慰的是,解决的过程也是学习和提升的过程。这是一个小型的运行系统,有软件和硬件的同时结合。软件的调试而后硬件的调试是密不可分的。
    硬件调试有脱机检查和联机调试。在脱机检查中,万用表可以对着电路图逐个对器件进行检查。开关问题,是否短路,还有电源连接是否正常都是很重要的。在联机调试中,暂拔89C51芯片,利用仿真器40,将其插入89C51的芯片插座中,进行调试。检查电路是否正常工作。
    软件调试:由各个模块开始,逐个进行调试。再整合,逐步实现程序和系统的正常运行。
    四、总结
    这个计时器设计简单,容易实现,具有实用性,并且能够随时改变倒计时时间,因为其中的矩阵式键盘的设置作用,所以能根据不同的要求去做不同的调整。但是其中的中断响应这一请求可能延迟。设计较为简单,不适合更繁杂的计时需求。
    通过这次设计和实践,我学到了很多,要不断总结才会成长,困难会有的,但解决办法也会有的。
    参考文献:
    [1]沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析.单片机的应用领域[J].电子技术方面,北京航空航天大学出版社,2003(2)
    [2]马中梅.单片机的汇编语言程序设计[J].程序设计宗旨,北京航空航天大学出版社,2004(1)
    [3](美)尾形克彦.现代控制工程.电子技术的发展[J].电子技术的前景,2003
网址:http://www.dgdxs.com/lunwen/wuli/1909.html
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