电气单片机课程设计--基于AT89C51单片机的LED数字倒计时器设计

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1、课题：基于AT89C51单片机的LED数字倒计时器设计专业：电气工程及其自动化班级：电气理科4班学号：14153264姓名：刘永欢指导教师：周冬芹设计日期：2016.12.03成绩：重庆大学城市科技学院电气学院基于AT89C51单片机的LED数字倒计时器设计设计报告一、设计目的作用1、掌握51单片机最小系统的设计；2、掌握按键电路设计、LED数码管的使用；3、掌握C51的编程方式。二、设计要求基于AT89C51单片机的LED数字倒计时器主要具有如下功能，具体要求如下：1.LED数码管显示倒计时时间。2.倒计时过程中能设置多个闹钟，当倒计时值倒计到设定值时会发出2s的报警

2、声音。（K1设置小时，K2设置分钟，K3设置秒钟，K4完成退出）3.通过按键可以对倒计时设定处置。倒计时初值范围在24:00:00~00:00:60之间，用户可根据需要对其进行设置，设置成功后复位初始值为成功设定值。三、设计的具体实现1、设计原理以AT89C51单片机为核心控制器，主要以单片机来控制，用按键来设定倒计时初始时刻的值，数码管作为显示模块来显示剩余的时间。此电路对倒计时器中的LED数码管显示器来说，采用以软件为主的接口方法，即用软件程序进行译码。通过按键输入来控制显示器的显示，在上电时LED显示器开始显示时间，在按键电路中设置了6个按键，通过检测第2个按键开

3、始倒计时，通过检测第3,4,5个按键按下的次数来实现小时，分和秒的调时的加减，检测第1个按键（由最小开发板提供）实现复位，再由LED显示器显示时，分和秒的改变。LED数字倒计时器主要由AT89C51单片机，晶振电路，复位电路，按键电路，数码管电路，蜂鸣电路组成。该系统设计框图如下图所示：LED数字倒计时器系统设计框图2、系统设计（1）晶振电路的分析a.晶振电路原理:晶振是通过电激励来产生固定频率的机械振动，而振动又会产生电流反馈给电路，电路接到反馈后进行信号放大，再次用放大的电信号来激励晶振机械振动，晶振再将振动产生的电流反馈给电路。当电路中的激励电信号和晶振的频率相同

4、时，电路就能输出信号强大，频率稳定的正弦波。整形电路再将正弦波变成方波送到数字电路中供其使用。b.晶振电路的特点:晶振是石英振荡器的简称，晶振分为有源晶振和无源晶振两种，其作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号。它是时钟电路中最重要的部件，它的作用是向IC等部件提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。由于制造工艺不断提高，现在晶振的频率偏差、温度稳定性、老化率、密封性等重要技术指标都很好，已不容易出现故障，但在选用时应注意一下晶振的质量。晶振电路原理图（2）复位电路的分析a.复位电路原理：系统上电时提供复位信号，直至系统

5、电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分合过程中引起的抖动而影响复位。RC复位电路可以实现上述基本功能，但解决不了电源毛刺和电源缓慢下降（电池电压不足）等问题，而且调整RC常数改变延时会令驱动能力变差。左边的电路为高电平复位有效，右边为低电平有效，复位按键为手动复位开关，电容可避免高频谐波对电路的干扰。b.复位电路的作用：复位电路是为确保微机系统中电路稳定可靠工作必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，

6、它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。复位电路原理图(3）按键电路的分析a.按键电路的原理：按键B1/B2/B3/B4/B5断P1.0/P1.1/P1.2/P1.3/P1.4输入为高电平；按键B1/B2/B3/B4/B5闭合后，P1.0/P1.1/P1.2/P1.3/P1.4输入为低电平。每按一次按键，就会有一次低电平，单片机就会对低电平计数，从而来调节定时时间。由于按钮是机械触点，当机械触点断开、闭合时，会有抖动动，这种抖动对于计算机来说，是完全能感应到的，因为

7、计算机处理的速度是在微秒级，而机械抖动的时间至少是毫秒级。你只按了一次按钮，可是计算机却已执行了多次中断的过程，如果执行的次数正好是奇数次，那么结果正如你所料，如果执行的次数是偶数次，那就不对了，所以必须运用延时程序消除按键的抖动。b.按键电路的作用：每次复位之后，三个两位数码管全部都会显示为0，而与P1.0相接的按钮B1，每次按下一次，就会产生一次低电平，单片机就会计数一次，从而调节倒计时的小时时间，B2则调节分钟，B3则调节秒钟，与这三个按键分别控制数码管的显示倒计时的小时、分钟、秒。与这三个按键不同的是，按键B4的作用是开始倒计时,