基于AT89C51系列单片机的倒计时器制作研究

隋 冶

基于AT89C51系列单片机的倒计时器制作研究

隋 冶

倒计时器应用十分广泛，在制作倒计时器时多采用纯数字电路和模拟电路，电路复杂功能单一。如今微控技术应用十分广泛，采用单片机控制器制作倒计时器电路十分简单，功能齐全并且可以扩展其他功能。气短数码显示电路采用直接与单片机接口连接方式更加节省电路。成本低、功能灵活、使用方便等优势，更加巩固了单片机技术在电子产品制作中的不可替代的作用。

微控技术；单片机；倒计时；接口

单片机在家用电器、生产以及比赛等各项领域中，只要是有智能控制的地方就会出现单片机控制器，不论是简单的还是复杂，或是陆海空三栖，单片机都会不断地发挥出它出色的控制能力。虽然单片机现在应用已经很普遍了，但是还有很多项目可以开发和制作，帮助我们实现更美好的生活。因此，单片机的应用还有很多的拓展空间。 单片机系列很多，英特尔公司、摩托罗拉公司、飞利浦公司和ATMEL公司都生产单片机，ATMEL公司生产的单片机在产品制作和教学中应用非常广泛。AT89C51系列单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，大量提高工作效率，减轻劳动者的工作量，提高产品质量，降低生产机械队环境要求等。单片机的应用绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益，更重要的意义还在于：AT系列单片机的应用简单、方便、灵活、控制方便、功能强。当前我国还有很多产品继续使用模拟电路或数字电路来实现各种功能，目前使用单片机编程来控制已经是非常容易实现的了。这种以单片机取代数字、模拟电路控制大大地提高了系统的抗干扰性能，称之为微控制技术。随着单片机技术的推广与普及，微控制技术得到不断发展和日趋完善。

在答辩、比赛、演讲等活动中倒计时器是必不可少的产品，制作一个多功能倒计时器，使用单片机作为其主控芯片这是一个不错的选择。

一 产品说明

本课题的开发意义在于它节省成本，而且能够实现更多的功能。通过编写程序既可做倒记分牌,又可进行倒计时，还可以通过程序和硬件扩展实现更多功能，而且各个功能间相互切换也更方便。本产品有很大的经济价值和使用空间，更方便地为使用者服务。本产品主要完成倒计时功能，倒计时时间可由按键输入和切换，倒计时时间由单片机定时器中断产生，当时间达到预定时间时还会发出声光提示。

二 硬件电路选择

单片机是因为将CPU、主存储器和输入/输出接口都集成在一块芯片上而得名，也就是将中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上。虽然它只是一块芯片，但从冯诺依曼计算机结构上看，它具备了计算机系统所有硬件结构。为此，称它为单片微型计算机SCMC(Single chip micro computer)，简称单片机。

1.AT89C51与8051的比较。

首先，与8051兼容是AT89C51芯片最基本的功能，以确保8位单片机MCS-51系列的继续发展，兼容应包括指令，引脚信号，总线等多个方面，指令兼容能保证两者之间不存在指令障碍以维持软件的可移植性，而引脚信号和封装以及总线的兼容则确保两者在系统扩展和接口方面的一致性，有利于系统的开发和应用。8051芯片的功耗为630mW,而AT89C51的功耗只有120mW，这样低功耗，有一粒纽扣电池就可以工作。低功耗对单片机在便携式、手提式或野外的仪器仪表设备上使用十分有利。 另外在AT89C51系列芯片中，内部程序存储器与8051不同。除片内REM外两种单片机均有ROM型存储器，但是AT89C51单片机中是falshrom方便存储，8051中是E2PROM需要实验室或更高层次的写入设备。通过比较AT89C51更适合本产品的使用。

2.最小系统。

单片机最小系统,或称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路下面给出一个51单片机的最小系统电路图如图1所示。本设计采用的是AT89C51，因此单片机引脚EA应接到高电平。

图1 单片机最小系统图

3.LED数码管显示器概述。

图2 七段数码显示管引脚图

LED数码显示器是一种有LED发光二极管组合显示字符的显示器件。它使用了8个LED发光二极管，其中7个用于显示字符，一个用于显示小数点，故通常称之为7段发光二极管数码器。其内部结构如图2所示。

LED数码显示器有两种连接方法，共阳极和共阴极。共阳极接法是把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极，使用时公共阳极接+5V，每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。共阴极接法是把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极，使用时公共阴极接地。每个发光二极管的阳极通过电阻与输入端相连。两种接法在数字显示上控制方式是完全一样的，只有输入码值不同。共阳极与共阴极码值见下表1。

表1 七段数码显示管显示码值表

单片机与LED数码显示器有以硬件为主和以软件为主的两种接口方法。以硬件为主的接口方法，是数码显示管与译码器连接，由译码器与单片机连接，这种连接方式程序简单但是硬件电路复杂。以软件为主的接口方式是将数码显示管直接与单片机的数据总线或是I/O接口。为了节约硬件电路和成本，本设计主要采用软件为主的接口方式。

三 整体设计

1.硬件电路设计。

通过以上对电路设计的分析可以设计出主控制电路，如图3。

图3 系统设计图

从图3中我们可以看出启动键、加一键、减一键分别连接到单片机的P3.0、P3.2、P3.3。其中，启动键是利用扫描程序来扫描按键是否按下来启动倒计时的，加一键、减一键则是利用外部输入中断，当有按键按下时程序则跳转到中断服务程序执行加一或减一。

利用P1.0和P1.1驱动三极管导通或是截止来控制发光二极管的亮灭和蜂鸣器的停还是蜂鸣。

2.软件程序设计。

软件设计主要实现倒计时功能、按键功能和控制功能，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

(责任编辑：郑英玲)

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，技师，黑龙江省技师学院电气工程系，黑龙江·鸡西。邮政编码：158100

1672-6758(2011)03-0066-3

TN014

A