60s倒计时仿真设计

成绩

题目：基于单片机控制的60秒

倒计时设计与仿真

学生姓名：仇璐

学生学号：1008030338

系别：电气信息工程学院专业：电子信息工程

年级：10 级

任课教师：张水锋

电气信息工程学院制

2012年12月

目录

前言 (3)

设计目的与要求 (4)

设计原理 (4)

单片机原理 (4)

LED数码管显示器概论 (6)

系统总体设计方案 (7)

硬件电路的设计 (7)

软件设计 (10)

软件调试过程 (12)

设计成果 (14)

心得体会 (15)

参考文献 (15)

60秒倒计时设计与仿真

学生：仇璐

指导老师：张水锋

电气信息工程学院电子信息工程

前言

在生活和生产的各领域中，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想像到的地方几乎都有使用单片的需求。现在尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有许多可以用单片机控制而尚未实现的项目，因此，单片机的应用大有想像和拓展空间。

单片机就是微控制器，它是嵌入式系统中的重要且发展迅速的组成部分。单片机接上震荡元件（或震荡源）、复位电路和接口电路，载入软件后，可以构成单片机应用系统。将它嵌入到形形色色的应用系统中，它就成为众多产品、设备的智能化核心。所以，生产企业称单片机为“微电脑”。

单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。但是，单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上，更重要的意义还在于：单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须有模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术，称之为微控制技术。微控制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。随着单片机

应用的推广普及，微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作，对于倒计时器中的LED数码显示器来说，我为了简化线路、降低成本，采用以软件为主的接口方法，即不使用专门的硬件译码器，而采用软件程序进行译码。

【关键词】单片机；AT89C51；LED数码管显示器；keil C；晶体振荡器

设计目的与要求

本次课程设计的主要目的是了解单片机控制的60s倒计时的过程。是利用定时器和计数器的原理将倒计时过程显示在LED数码管上。最后应用PROTEUS软件设计，仿真基于AT89c51单片机的60s倒计时实验。通过做一个综合性训练题目，达到对内容的消化、理解并提高解决问题的能力的目的。

对于单片机控制的60s倒计时的要求如下：

（1）用单片机AT89C51的定时器实现60s倒计时。本例中用两位数码管静态显示倒计时秒值。

（2）用PROTEUS软件设计，仿真基于AT89c51单片机的60s倒计时实验。

设计目的：

通过课程设计，使自己深刻理解并掌握基本概念，掌握单片机的基本应用程序设计及综合应用程序设计的方法。通过做一个综合性训练题目，达到对内容的消化、理解并提高解决问题的能力的目的。

具体设计：通过AT89C51型号单片机，由P1和P2两组I/O引脚分别控制两个

7SEG–COM –ANODE型号数码管，分十位控制和个位控制，达到显示60秒倒计时的目的。通过复位电路，在仿真过程中点击开关实现60复位。

设计原理

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。

图1 AT89C51 单片机的内部结构

管脚说明：

图2 AT89C51管脚图

（1）VCC ：供电电压。

（2）GND ：接地。

（3）P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL 门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

（4）P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O 口，P1口缓冲器能接收输出系统时钟 串行I\O 口

ROM CPU 外部定时

元件 复位

中断 电源 并行I\O 口

定时计数

RAM

4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

（5）P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

（6）P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

（7）RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

（8）ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

（9）/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。（10）/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

（11）XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

（12）XTAL2：来自反向振荡器的输出。