电子定时器讲解

课程设计报告 课程名称课程名称: :单片机原理及应用课程设计 设计题目设计题目：电子定时器 院院系：系：通信与控制工程 专专业：业：电子信息工程 班班级：级：0902 学生姓名学生姓名: : 学学号号: : 起止日期起止日期: : 指导教师指导教师: : 教研室主任：教研室主任： 指导教师评语指导教师评语： 指导教师签名：年月日 成成 项项目目权重权重 0.2 0.5 0.3 成绩成绩 绩绩 1、设计过程中出勤、学习态度等方面 评评 定定 2、课程设计质量与答辩 3、设计报告书写及图纸规范程度 总成绩 教研室审核意见： 教研室主任签字：年月日 教学系审核意见： 主任签字：年月日 摘要 单片机自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS-48 开始，迄今已有二十多年了。由于单片 机集成度高、功能强、可靠性高、 体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点， 目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。随着电子技 术的飞速发展，家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备都有自己的控制器，使 用起来很不方便。根据这种实际情况，本设计基于单片机的多用途定时器。它造价低， 功能全，整体功能价格比高，配以小键盘，8255 芯片和 LED 显示器，有可适应各种场 合的定时预警之用的特点。 关键词：电子定时器;单片机;LED 显示器;小键盘;8255 芯片;继电器 目录 设计要求 1 1 方案论证与对比 1 1.1 方案一 1 1.2 方案二 1 1.3 方案对比与选择 1 2 系统硬件电路的设计 2 2.1 芯片的选择 2 2.2 STC89C52 引脚功能 3 2.3 8255 芯片 3 2.4 8255 芯片引脚功能 4 2.5 复位电路 5 2.6 数码管显示电路 6 2.7 继电器 6 3 系统软件的程序设计 7 3.1 软件程序内容 7 3.2 主程序流程图 7 3.3 定时程序设计 7 3.4 实时时钟程序设计步骤 8 3.5 程序说明 8 4 详细仪器清单 9 6 参考文献 9 5 总结与思考及致谢 10 附录一：原理图 12 附录二：程序 13 电子定时器 设计要求 本课题以单片机为核心，设计并制作电子定时器，具有以下功能： 1、电子定时器能定时给电器供电或断电； 2、给电最大时间可以长达 2min； 3、四位数码管显示时间； 4、继电器作电器电源输出控制。 1 方案论证与对比 1.1 方案一 为了实现 LED 数码管的数字显示，采用静态扫描实现，此方法操作复杂，并且一 个端口只能对应一个数码管。 1.2 方案二 采用动态扫描实现 LED 数码管的数字显示，能有效的节省端口资源，并且操作也 相对简单。系统总体设计框图如图 1 所示： STC89C52 8 2 5 5 芯 片 按键开关 继电器 单片机 控制器 6位LED显 示器 图 1 系统总体设计框图 1.3 方案对比与选择 根据以上方案的介绍与对比，显然选择方案二。 1 2 系统硬件电路的设计 2.1 芯片的选择 STC89C52RC 是一个低功耗，高性能 CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 STC 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51指令系统及80C51引脚 结构。 STC89C52RC 具有如下特点：40个引脚（引脚图如图2所示） ，4k Bytes Flash 片内程 序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM） ，32个外部双向输入/输出（I/O） 口， 5个中断优先级2层中断嵌套中断， 2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口， 看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 此外，STC89C52RC 设计和配置了振荡频率可为0Hz 并可通过软件设置省电模式。 空闲模式下，CPU 暂停工作，而 RAM 定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作， 掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复 位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP 和 PLC 等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 图 2 芯片引脚图 2 2.2 STC89C52 引脚功能 VCC（40） ：＋5V； GND（20） ：接地； P0口（39－32） ：P0口为8位漏极开路双向 I/O 口，每引脚可吸收8个 TTL 门电流； P1口（1－8） ：P1口是从内部提供上拉电阻器的8位双向 I/O 口，P1口缓冲器能接收 和输出4个 TTL 门电流； P2口（21－28） ：P2口为内部上拉电阻器的8位双向 I/O 口，P2口缓冲器可接收和输 出4个 TTL 门电流； P3口 （10－17） ： P3口是8个带内部上拉电阻器的双向 I/O 口， 可接收和输出4个 TTL 门电流，P3口也可作为 AT89C51的特殊功能口； RST（9） ：复位输入。当振荡器复位时，要保持 RST 引脚2个机器周期的高电平时 间； ALE/PROG（30） ：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 的低位字节，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， 它可用作对外部输出的脉冲或 用于定时目的，要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过1个 ALE 脉冲； PSEN（29） ：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2次 PSEN 有效， 但在访问外部数据存储器时， 这2次有效的 PSEN 信号将不出现； EA/VPP（31） ：当 EA 保持低电平时，外部程序存储器地址为（0000H－FFFFH） 不管是否有内部程序存储器。 FLASH 编程期间， 此引脚也用于施加12V 编程电源 （VPP） ； XTAL1（19） ：反向振荡器放大器的输入及内部时钟工作电路的输入； XTAL2（18） ：来自反向振荡器的输出； 2.3 8255 芯片 单片机系统里常用的8255芯片是一个典型的可编程通用并行接口芯片， 用来扩展单 片机的端口，它具有三个8位的并行口，有三种工作方式，可作为单片机与各种外部设 备连接的接口电路。 3 图 3 芯片引脚图 2.4 8255 芯片引脚功能 RESET:复位输入线， 当该输入端处于高电平时， 所有内部寄存器 （包括控制寄存器） 均被清除，所有 I/O 口均被置成输入方式。 CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允 许8255与 CPU 进行通讯;/CS=1时,8255无法与 CPU 做数据传输. RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据 总线向 CPU 发送数据或状态信息，即 CPU 从8255读取信息或数据。 WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许 CPU 将数据 或控制字写入8255。 D0～D7:三态双向数据总线，8255与 CPU 数据传送的通道，当 CPU