隋 冶

基于AT89C51系列單片機的倒計時器制作研究

隋 冶

倒計時器應用十分廣泛，在制作倒計時器時多采用純數(shù)字電路和模擬電路，電路復雜功能單一。如今微控技術應用十分廣泛，采用單片機控制器制作倒計時器電路十分簡單，功能齊全并且可以擴展其他功能。氣短數(shù)碼顯示電路采用直接與單片機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，更加鞏固了單片機技術在電子產品制作中的不可替代的作用。

微控技術；單片機；倒計時；接口

單片機在家用電器、生產以及比賽等各項領域中，只要是有智能控制的地方就會出現(xiàn)單片機控制器，不論是簡單的還是復雜，或是陸?？杖龡?，單片機都會不斷地發(fā)揮出它出色的控制能力。雖然單片機現(xiàn)在應用已經很普遍了，但是還有很多項目可以開發(fā)和制作，幫助我們實現(xiàn)更美好的生活。因此，單片機的應用還有很多的拓展空間。 單片機系列很多，英特爾公司、摩托羅拉公司、飛利浦公司和ATMEL公司都生產單片機，ATMEL公司生產的單片機在產品制作和教學中應用非常廣泛。AT89C51系列單片機的應用有利于產品的小型化、多功能化和智能化，大量提高工作效率，減輕勞動者的工作量，提高產品質量，降低生產機械隊環(huán)境要求等。單片機的應用絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來的經濟效益，更重要的意義還在于：AT系列單片機的應用簡單、方便、靈活、控制方便、功能強。當前我國還有很多產品繼續(xù)使用模擬電路或數(shù)字電路來實現(xiàn)各種功能，目前使用單片機編程來控制已經是非常容易實現(xiàn)的了。這種以單片機取代數(shù)字、模擬電路控制大大地提高了系統(tǒng)的抗干擾性能，稱之為微控制技術。隨著單片機技術的推廣與普及，微控制技術得到不斷發(fā)展和日趨完善。

在答辯、比賽、演講等活動中倒計時器是必不可少的產品，制作一個多功能倒計時器，使用單片機作為其主控芯片這是一個不錯的選擇。

一 產品說明

本課題的開發(fā)意義在于它節(jié)省成本，而且能夠實現(xiàn)更多的功能。通過編寫程序既可做倒記分牌,又可進行倒計時，還可以通過程序和硬件擴展實現(xiàn)更多功能，而且各個功能間相互切換也更方便。本產品有很大的經濟價值和使用空間，更方便地為使用者服務。本產品主要完成倒計時功能，倒計時時間可由按鍵輸入和切換，倒計時時間由單片機定時器中斷產生，當時間達到預定時間時還會發(fā)出聲光提示。

二 硬件電路選擇

單片機是因為將CPU、主存儲器和輸入/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)、定時器/計數(shù)器以及I/O接口電路等主要微型機部件集成在一塊芯片上。雖然它只是一塊芯片，但從馮諾依曼計算機結構上看，它具備了計算機系統(tǒng)所有硬件結構。為此，稱它為單片微型計算機SCMC(Single chip micro computer)，簡稱單片機。

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MCS-51系列的繼續(xù)發(fā)展，兼容應包括指令，引腳信號，總線等多個方面，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，而引腳信號和封裝以及總線的兼容則確保兩者在系統(tǒng)擴展和接口方面的一致性，有利于系統(tǒng)的開發(fā)和應用。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。低功耗對單片機在便攜式、手提式或野外的儀器儀表設備上使用十分有利。 另外在AT89C51系列芯片中，內部程序存儲器與8051不同。除片內REM外兩種單片機均有ROM型存儲器，但是AT89C51單片機中是falshrom方便存儲，8051中是E2PROM需要實驗室或更高層次的寫入設備。通過比較AT89C51更適合本產品的使用。

2.最小系統(tǒng)。

單片機最小系統(tǒng),或稱為最小應用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。對51系列單片機來說,最小系統(tǒng)一般應該包括:單片機、晶振電路、復位電路下面給出一個51單片機的最小系統(tǒng)電路圖如圖1所示。本設計采用的是AT89C51，因此單片機引腳EA應接到高電平。

圖1 單片機最小系統(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LED發(fā)光二極管，其中7個用于顯示字符，一個用于顯示小數(shù)點，故通常稱之為7段發(fā)光二極管數(shù)碼器。其內部結構如圖2所示。

LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方法，共陽極和共陰極。共陽極接法是把發(fā)光二極管的陽極連在一起構成公共陽極，使用時公共陽極接+5V，每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。共陰極接法是把發(fā)光二極管的陰極連在一起構成公共陰極，使用時公共陰極接地。每個發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。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。共陽極與共陰極碼值見下表1。

表1 七段數(shù)碼顯示管顯示碼值表

單片機與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，由譯碼器與單片機連接，這種連接方式程序簡單但是硬件電路復雜。以軟件為主的接口方式是將數(shù)碼顯示管直接與單片機的數(shù)據總線或是I/O接口。為了節(jié)約硬件電路和成本，本設計主要采用軟件為主的接口方式。

三 整體設計

1.硬件電路設計。

通過以上對電路設計的分析可以設計出主控制電路，如圖3。

圖3 系統(tǒng)設計圖

從圖3中我們可以看出啟動鍵、加一鍵、減一鍵分別連接到單片機的P3.0、P3.2、P3.3。其中，啟動鍵是利用掃描程序來掃描按鍵是否按下來啟動倒計時的，加一鍵、減一鍵則是利用外部輸入中斷，當有按鍵按下時程序則跳轉到中斷服務程序執(zhí)行加一或減一。

利用P1.0和P1.1驅動三極管導通或是截止來控制發(fā)光二極管的亮滅和蜂鳴器的停還是蜂鳴。

2.軟件程序設計。

軟件設計主要實現(xiàn)倒計時功能、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，黑龍江省技師學院電氣工程系，黑龍江·雞西。郵政編碼：158100

1672-6758(2011)03-0066-3

TN014

A