单片机的多用途定时器设计
目 录
一、 引言 1
（一） 多用途定时器研究背景 1
（二） 多用途定时器的国内外研究现状 1
（三） 本文主要内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） STC89C51单片机芯片 3
（二） LCD1602型显示器介绍 3
（三） 红外遥控器介绍 4
（四） HX1838红外一体接收管 4
（五） DS18B20温度传感器介绍 5
三、 硬件系统设计 7
（一） 系统总体设计 7
（二） STC89C51单片机最小系统 7
（三） 显示模块电路 8
（四） 发声电路设计 9
（五） 红外遥控系统电路设计 9
（六） DS18B20温度传感器电路设计 10
四、 软件系统设计 11
（一） 主程序流程设计 11
（二） 显示模块工作流程 12
（三） 红外遥控工作流程设计 13
（四） DS18B20测温流程设计 14
五、 仿真与调试 15
总结 18
参考文献 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
多用途定时器研究背景
随着智能电子仪器朝着多样化、人性化以及生活化的不断发展，许许多多种功能各异的新型电子仪器正在不断进入人们的视野，无论是在生活中还是工作中，新型智能电子仪器正在发挥着重要的作用。伴随着人们对硅集成技术的不断掌握和发展，智能仪器的手持化已经成为现实，很多大型笨重的电子产品已经被不断地小型化，比如液晶电视已经取代了显像管电视机、平板电脑正在不断地朝着赶超PC机的目标发展。
在众多的智能仪器中，有一种叫做定时发言器的小型电器目前正在不断地引起人们的重视。所谓定时发言器，就是指在开会发言或者竞选发言时，由工作人员对发言器进行时间设置，当发言者开始发言时，定时发言器开始工作，当定时时间到达提醒时间时，发言器通过语音或者相关提
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
经成为现实，很多大型笨重的电子产品已经被不断地小型化，比如液晶电视已经取代了显像管电视机、平板电脑正在不断地朝着赶超PC机的目标发展。
在众多的智能仪器中，有一种叫做定时发言器的小型电器目前正在不断地引起人们的重视。所谓定时发言器，就是指在开会发言或者竞选发言时，由工作人员对发言器进行时间设置，当发言者开始发言时，定时发言器开始工作，当定时时间到达提醒时间时，发言器通过语音或者相关提示音来进行提示，以此来让发言者尽快组织语言来结束发言内容，当定时时间结束时，发言器立即提示全场发言者的发言完毕，下一位开始发言。虽然发言器在这个过程中的功能很简单，但是它所发挥的作用却是有意义的，有了发言器的辅助，不但能让发言者对紧凑的时间进行把握，以此来规划发言内容，并且由于发言器的限时作用，让发言者的语言不会显得过分的冗余啰嗦，节约了所有与会人员的时间，因此设计一款定时准确方便、提示音清晰响亮并且操作方便灵活的定时器具有深远的意义。
设计一款实用的定时器对于器件的把握和软件的设计都有很高的要求，在准确的定时要求上，由于晶振的频率是决定产生秒信号误差的重要因素，因此要选择低频的高稳定晶振作为时钟信号的产生端，另外在产生秒信号时，对于单片机也具有一定的要求，目前单片机内部都集成了高性能的定时器硬件模块，因此在软件上对于定时器的配置也有要求。在提示音方面，主要是考虑定时发言器的成本要求，如果是要设计一款“高大上”的发言器，那么必须选用高保真的语音芯片产生真人发音的效果，这将使得定时器能够在一些高级场合派上用场；而如果只看重定时器的功能，那么一个蜂鸣器足以解决问题。
多用途定时器的国内外研究现状
定时器目前正朝着远程化控制、提示音更加悦耳动听的方向发展，在远程化方面，很多研究者正在不断地将蓝牙模块、GSM模块或者其他无线通信模块植入到定时器内，有了GSM模块，使用者就可以通过手机短信或者GPRS数据来直接控制定时器的工作，蓝牙模块更是为近距离无线控制带来了便利。美国芝加哥大学的一个研究小组开发了一款能够进行语音识别的定时器，它的智能在于能够通过语音来控制定时器的运行，其中包括对显示时间的设定，开始计时以及停止计时等，该小组目前研究的焦点是将语音识别功能加强，通过语音识别模块对发言者的语音采集，对发言者的内容进行分析，从而对发言者进行相关提示、警告或者提出建议等。目前国内对于定时器的研究主要聚集在多传感器化上，这一目的主要是实现定时器对于发言者各项参数的采集，比如采集发言者的身高、性别或者年龄等，从而为自动制定发言时间提供了重要参数。
本文主要内容
本文主要从实际出发，本着对定时器计时精准、操作方便简单以及能够实现远程控制为目的，通过对硬件结构的搭建和软件程序的调试，设计出了一个具有实用价值的定时器。在硬件上通过对主控芯片的以及外围模块的选择，考虑到了C51单片机内部集成了配置方便、计时精确的定时器模块，并且程序代码使用C语言构建，在软件上主要是对代码编写平台的安装和代码调试，由于C51单片机是经过大学学习后比较熟悉的一款单片机，因此给设计过程带来了方便。为了更加清晰地描述设计过程，本文主要通过对硬件模块电路的设计和软件流程进行两个渠道的阐述，下面为本定时器的主要设计指标。
从成本、性能以及稳定度三个方面来选择主控核心，在目前主流的控制芯片中选择出一款适合本设计的芯片。
定时器的定时范围为0~2分钟。
能够通过红外遥控器来远程操控发言器。
具有温度测量功能。
采用MiniUSB接口对发言器供电，供电电压为+5V直流电源。
采用蜂鸣器作为提示模块。
方案选择及元器件介绍
STC89C51单片机芯片
本课题选用了宏晶公司推出的STC89C51单片机作为主控芯片，这款芯片是一款内置经典MCS-51内核的单片机，内部集成的CPU与市面上流行的AT89C51单片机同出一辙。STC89C51单片机为FLASH型器件，它支持高达一万次的可重复性烧写，具有4k字节的程序容量。在RAM方面，STC89C51能够实现256字节的内存性能，在一些小型系统中，这种配置已经足够使用，而在一些大型系统中，用户需要自己在片外扩展存储器，下图2-1
一、 引言 1
（一） 多用途定时器研究背景 1
（二） 多用途定时器的国内外研究现状 1
（三） 本文主要内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） STC89C51单片机芯片 3
（二） LCD1602型显示器介绍 3
（三） 红外遥控器介绍 4
（四） HX1838红外一体接收管 4
（五） DS18B20温度传感器介绍 5
三、 硬件系统设计 7
（一） 系统总体设计 7
（二） STC89C51单片机最小系统 7
（三） 显示模块电路 8
（四） 发声电路设计 9
（五） 红外遥控系统电路设计 9
（六） DS18B20温度传感器电路设计 10
四、 软件系统设计 11
（一） 主程序流程设计 11
（二） 显示模块工作流程 12
（三） 红外遥控工作流程设计 13
（四） DS18B20测温流程设计 14
五、 仿真与调试 15
总结 18
参考文献 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
多用途定时器研究背景
随着智能电子仪器朝着多样化、人性化以及生活化的不断发展，许许多多种功能各异的新型电子仪器正在不断进入人们的视野，无论是在生活中还是工作中，新型智能电子仪器正在发挥着重要的作用。伴随着人们对硅集成技术的不断掌握和发展，智能仪器的手持化已经成为现实，很多大型笨重的电子产品已经被不断地小型化，比如液晶电视已经取代了显像管电视机、平板电脑正在不断地朝着赶超PC机的目标发展。
在众多的智能仪器中，有一种叫做定时发言器的小型电器目前正在不断地引起人们的重视。所谓定时发言器，就是指在开会发言或者竞选发言时，由工作人员对发言器进行时间设置，当发言者开始发言时，定时发言器开始工作，当定时时间到达提醒时间时，发言器通过语音或者相关提
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
经成为现实，很多大型笨重的电子产品已经被不断地小型化，比如液晶电视已经取代了显像管电视机、平板电脑正在不断地朝着赶超PC机的目标发展。
在众多的智能仪器中，有一种叫做定时发言器的小型电器目前正在不断地引起人们的重视。所谓定时发言器，就是指在开会发言或者竞选发言时，由工作人员对发言器进行时间设置，当发言者开始发言时，定时发言器开始工作，当定时时间到达提醒时间时，发言器通过语音或者相关提示音来进行提示，以此来让发言者尽快组织语言来结束发言内容，当定时时间结束时，发言器立即提示全场发言者的发言完毕，下一位开始发言。虽然发言器在这个过程中的功能很简单，但是它所发挥的作用却是有意义的，有了发言器的辅助，不但能让发言者对紧凑的时间进行把握，以此来规划发言内容，并且由于发言器的限时作用，让发言者的语言不会显得过分的冗余啰嗦，节约了所有与会人员的时间，因此设计一款定时准确方便、提示音清晰响亮并且操作方便灵活的定时器具有深远的意义。
设计一款实用的定时器对于器件的把握和软件的设计都有很高的要求，在准确的定时要求上，由于晶振的频率是决定产生秒信号误差的重要因素，因此要选择低频的高稳定晶振作为时钟信号的产生端，另外在产生秒信号时，对于单片机也具有一定的要求，目前单片机内部都集成了高性能的定时器硬件模块，因此在软件上对于定时器的配置也有要求。在提示音方面，主要是考虑定时发言器的成本要求，如果是要设计一款“高大上”的发言器，那么必须选用高保真的语音芯片产生真人发音的效果，这将使得定时器能够在一些高级场合派上用场；而如果只看重定时器的功能，那么一个蜂鸣器足以解决问题。
多用途定时器的国内外研究现状
定时器目前正朝着远程化控制、提示音更加悦耳动听的方向发展，在远程化方面，很多研究者正在不断地将蓝牙模块、GSM模块或者其他无线通信模块植入到定时器内，有了GSM模块，使用者就可以通过手机短信或者GPRS数据来直接控制定时器的工作，蓝牙模块更是为近距离无线控制带来了便利。美国芝加哥大学的一个研究小组开发了一款能够进行语音识别的定时器，它的智能在于能够通过语音来控制定时器的运行，其中包括对显示时间的设定，开始计时以及停止计时等，该小组目前研究的焦点是将语音识别功能加强，通过语音识别模块对发言者的语音采集，对发言者的内容进行分析，从而对发言者进行相关提示、警告或者提出建议等。目前国内对于定时器的研究主要聚集在多传感器化上，这一目的主要是实现定时器对于发言者各项参数的采集，比如采集发言者的身高、性别或者年龄等，从而为自动制定发言时间提供了重要参数。
本文主要内容
本文主要从实际出发，本着对定时器计时精准、操作方便简单以及能够实现远程控制为目的，通过对硬件结构的搭建和软件程序的调试，设计出了一个具有实用价值的定时器。在硬件上通过对主控芯片的以及外围模块的选择，考虑到了C51单片机内部集成了配置方便、计时精确的定时器模块，并且程序代码使用C语言构建，在软件上主要是对代码编写平台的安装和代码调试，由于C51单片机是经过大学学习后比较熟悉的一款单片机，因此给设计过程带来了方便。为了更加清晰地描述设计过程，本文主要通过对硬件模块电路的设计和软件流程进行两个渠道的阐述，下面为本定时器的主要设计指标。
从成本、性能以及稳定度三个方面来选择主控核心，在目前主流的控制芯片中选择出一款适合本设计的芯片。
定时器的定时范围为0~2分钟。
能够通过红外遥控器来远程操控发言器。
具有温度测量功能。
采用MiniUSB接口对发言器供电，供电电压为+5V直流电源。
采用蜂鸣器作为提示模块。
方案选择及元器件介绍
STC89C51单片机芯片
本课题选用了宏晶公司推出的STC89C51单片机作为主控芯片，这款芯片是一款内置经典MCS-51内核的单片机，内部集成的CPU与市面上流行的AT89C51单片机同出一辙。STC89C51单片机为FLASH型器件，它支持高达一万次的可重复性烧写，具有4k字节的程序容量。在RAM方面，STC89C51能够实现256字节的内存性能，在一些小型系统中，这种配置已经足够使用，而在一些大型系统中，用户需要自己在片外扩展存储器，下图2-1
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