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基于STC89C52的数字倒计时器

时间:2016-10-08 21:34:00 编辑:知网 阅读:

摘要:知网论文查重本文介绍了以STC89C52单片机为核心的一种4位数码管显示的倒计时器,通过编程实现单片机控制4位显示屏并具有倒计时功能。在之后的文中会介绍一些主要的功能模块,比如:计数器模块、复位模块、和报警模块等;经过单片机的处理,让显示屏倒计时到0时蜂鸣器报警。另一方面也着重介绍该设计中的电路,主要有晶振电路、按键电路、数码显示管电路和蜂鸣电路等。经过我多次的研究与实验,结果证明本次设计成果可以准确的进行倒计时的报警并且可调控倒数的时间,有良好的应用前景。

知网论文查重

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1引言

从古代到如今科技发达的现在,时间一直是人们又很困惑的东西,所以计时成了科学科技中的一个发展研究方向。

人类最早在公元时期就发明了许多计时的工具,比如一开始用蜡烛或者香进行计时,但是这种计时方式受外界因素影响很大。之后又有沙漏或者水运仪的出现,这类的计时与之前的相比精确度有很大的提升,不过这类的计时器却不能进行长时间的计时。再往后到了14到16世纪,在欧洲国家出现了钟表,这是时间计时的一大突破,让人们将时间精确到了时、分、秒,并且基本不受什么外界影响而且更加准确。

现在随着时代的进步,各式各样的计时器随处可见,并且当人们的目光看到原子时,发明了第一台原子钟更是能精确到毫微秒以下。而我这次就是根据以单片机工作原理的计时器进行研究。

在如今的生活和工业生产中,只要有自动控制需求的地方就会有单片机的存在;从生活到工业、从天上到地下、从简单到复杂,只要是能想到的地方基本都有用到单片机的地方。尽管现在单片机的应用已经很常见了,但仍然还是有很多单片机尚未实现控制的项目[1],所以,单片机还是有很大的发展前景。

单片机其实就是微控制器,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[2]。将它引用到形形色色的应用系统中,使之成为众多设备和产品的智能控制核心。所以,很多生产单位称单片机为“微电脑”。

本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作。如今在很多比赛中,要用精确时间的来决定比赛的结果,比如在蓝球赛中,进攻的一方控球的时间不得超过24s ,即必须在24秒内出手投篮,否则视为违例;再比如知识比赛中规定在一定的时间内回答所提出的问题。为了使比赛队员和裁判可以准确地掌握好时间,在比赛的场地竖起一个秒倒计时器,可以让比赛队员和裁判都能清楚地看到准确的时间是一个很好解决问题的办法。在此种设想之上,我准备用STC公司生产的单片机STC89C52加上设计的辅助电路就可以形成一个30分钟到5秒范围的一个秒倒计时器,并且在计时结束时5秒内发出报警声音。本文将具体从硬件和软件上分析它的设计过程。系统由一个主机和两台从机组成,对倒计时器中的LED数码显示屏来说,我为了降低成本、简化线路,接口方法将采用以软件为主,即不使用硬件译码器,而采用软件程序对其进行译码。

整个系统硬件的电路包括:电源部分、LED显示部分、按键部分以及单片机主板部分。其主机包括定时调整电路、按键控制电路、时钟计数电路、电源电路和LED显示电路等。主机的信息交换采用串行通信方式,即从机的信息由主机使用应答方式串行传递。其中主机的定时是由按键进行选择输入,设置4个按键分别操控时钟的启动、停止、调时和清除(复位) ;LED采用7 段共阴极数码管,从机LED 采用多个发光二极管阵列组成字形段码,以满足较远距离清晰显示。从机电源由主机通过电缆提供[3]。其中各部分具体细节将在下文进行介绍。

2硬件设计

本次的设计将以STC89C52为主要元件以及按键电路、复位电路、晶振电路、蜂鸣电路、数码管电路(如图2)的组成进行研究。在每个部分电路中都会用到不同的元件,例如报警电路里用到的蜂鸣器,以下将逐一介绍。

 

图2 总体设计框架

2.1单片机

2.1.1单片机的发展

之前介绍过单片机算是一种微型计算机,它的出现是电子数字计算机大量使用到人们日常工作和生活中去的一个巨大转折点,有的单片机甚至已经应用到非微型计算机所无法用到的领域,对如今社会产生了重大的影响。单片微型计算机(单片机)是微型计算机历史发展中的一个重要分支[4],它以独特的构造和实用性能,越来越普遍的应用到经济建设中的各个领域。

图2.1.1各部分的接口连接图

单片机全称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)。因为单片机主要用于控制系统中,所以又称微控制器(Microcontroller Unit,MCU)或嵌入式控制器(Embedded Controller)[5]。它具有嵌入式应用系统的所需要求,例如:指令系统,微处理器,总线方式,管理模式,体系结构等等。他把计算机的基本元件都微型化集成到一块小芯片上。通常单片机内都含有中央处理部件(Central Processing Unit)、数据存储器(Random Access Memory)、程序存储器(ROM,EPROM,Flsh ROM),定时器或计数器以及各种输入/输出(I/O)接口之间的相互连接结构如(图2.1.1)所示。

单片机的发展有利于产品的多功能化、小型化和智能化,并且有助于提高劳动效率和减小劳动强度,提高产质,优化劳动环境,减小能源和材料用量,保证安全等。但是其发展的意义不仅限于它广阔范围以及带来的经济利益上,更重要的还在于单片机的发展是从根本上改变以前控制系统的设计思想以及设计方法。以前的电路设计必须有模拟电路或数字电路去实现大部分的功能,现在只需要通过单片机进行软件编程的方法就可以实现其目的。像这种以软件来代替硬件并且提高系统性能的 “软化”技术,称为微控技术。随着单片机的发展和普片应用,微控技术必定不断发展并且日益完善。

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