单片机数显可调定时器
单片机数显可调定时器[20200128191656]
摘 要
随着时代的进步，电子技术的不断发展，人们生活水平的不断提高，充电型电子设备的种类和数量也跟着迅猛发展，尤其是电动车、电脑和手机等。这些电子设备在给我们生活和工作带来便捷的同时，充电的问题也使得人们不厌其烦，电动车大约需要充电8小时左右，手机大约需要充电3小时左右，电脑也差不多4个小时。然而当充电结束后，人们经常忘记拔掉电源，更有甚者给电池充电达数天，这对电池的功能和使用寿命无疑是一种破坏，更严重的还可能引起触电事故。此时一个好的定时器可以解决此类问题的发生。本文介绍了一种以 AT89S51 为核心、结构紧凑和功能齐全的数显可调的定时器，设置定时初值数码管便会从初值开始倒计时，同时充电发光二极管每秒闪烁一次，当计时到零后，充电发光二极管由闪烁状态变成常亮，继电器动作，切断充电电源。这种定时器安全可靠，操作简单。
该毕业设计主要运用单片机技术、PROTEL画图、电子仿真技术和电子产品结构工艺等知识来最终实现的。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:AT89S51可调定时器数码管显示充电完成继电器工作
（一）、引言…………………………………………………………………………………1
1．选题的背景和意义1
2．课题的现状及发展情况 1
3．设计方案的分析与选择 1
（二）、系统电路的设计 2
（1）．定时器设计原理介绍 2
1.电路原理概述2
2．定时器工作简述 3
（2）．定时器单元电路的设计4
1.单片机AT89S514
2.单片机最小应用系统设计5
2.1 时钟电路设计6
2.2 复位电路设计7
（3）.定时器各部分电路设计7
3.1 输入部分7
3.2 控制部分8
3.3 显示部分9
3.4输出部分11
（4）.电路硬件总电路11
（三）、系统软件设计 12
3.1 系统软件流程图12
3.2 系统程序设计15
（四）、电路画图、仿真及程序调试18
4.1 Keil uVision4编译18
4.2 Proteus 仿真19
4.3 Protel 画图布局20
（五）、实现结果和分析21
5.1 实验使用的仪器设备和原件21
5.2 仿真结果和分析22
（六）、总结22
(七)、谢辞24
（八）、参考文献24
附录1 原件介绍24
附录2 程序清单26
附录3 原理图29
一 引 言
1.选题背景和意义
英国一项调查显示，九成英国人给手机、笔记本电脑、数码相机、电动车等电子产品充满电后不及时断开电源，一年因过度充电浪费1.34亿英镑(约合2.1亿美元)。1/5英国人充电完成后，依然让设备连着电源插座。这项调查由德国意昂能源集团实施。英国《每日邮报》2日援引调查结果报道，九成英国人给电子产品过度充电，主要原因有所不同。充电完成后，五分之一英国?人仍然让设备连着电源插座，因为他们担心不在家时，设备内的电耗光；一成英国人承认，明知不拔下电线费钱，仍然懒得拔。年轻人更容易给电子产品过度充电，调查结果显示，九成使用者不知道持续充电可能损害设备，减短电池使用寿命，增加电费支出；四分之一误认为，持续充电能让设备更好地运转。然而过度充电往往弊大于利，不仅缩短电池使用寿命，更重要的是，不利于节省能源支出。10件小型电子产品充满电后及时断开电源，一年能够节省60英镑(93.91美元)。此时使用一个定时器可以很好地解决充电过度的问题。既节约了能源也提高电子设备的寿命。
通过课题设计达到的目的：
（1）通过对该课题的研究，加深对所学知识的理解，提高对课外知识的学习能力，增强知识的应用能力，特别是单片机应用的能力。
（2）通过对该课题的研究，提高解决实际问题的能力，培养自我创新意识。积累实践经验，为以后的发展打下基础。
（3）完成数显可调定时器的设计与制作，达到技术指标要求，从而解决实际问题。
2．课题的现状及发展情况
电子定时器在家用电器中经常用于延时自动开关、定时。延时自动关机可用于电视机、路灯、汽车头灯、转弯灯以及其他电器的延时断电及延时自停电源等。定时器除了应用于家用电器外，还广泛地用于工业农业生产好网服务设施，甚至军用等。定时器确实是一项了不起的发明，使相当多需要人控制时间的工作变得简单了许多。现在的不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间。
数显式定时器具有显示明确清晰、操作简单和安全可靠的特点，通过数码器译码后，用数码显示管显示出来，能直观地显示剩余时间，起到了较好地定时作用。
3.设计方案的分析与选择
定时器的设计方案有多种，但本文列出了两种方案设想，从两种方案设想中进行对比，他们都各有自己的特点。以下方案的设想：
设想一：基于模拟技术和数字技术利用定时器芯片进行定时。该定时器通过数字集成芯片先进行分频，然后再通过计数器芯片接上对应电路进行定时。不过这种方案设计功能简单、精度不高，并且电路连线比较复杂，定时范围也存在一定的局限性，灵活性较低。
设想二：基于单片机的数显可调定时器。该定时器通过单片机的外围电路和软件编程来实现。此方案电路结构简单，精度较高，定时范围由程序任意控制，灵活性较强并通过数码管的显示，简单可靠。
然而定时器的设计是以定时器方案为前期，一个好的设计方案将体现出定时器设计的各种特性。从综合因素考虑，我们应当选择一种设计新颖、结构简单、成本低等多种优于其他方案的一种设计方案。故从以上两种方案设想中进行对比，基于单片机的数显可调定时器具有明显的优越性。因此本文以AT89S51单片机为核心来进行数显可调定时器的设计与实现。
二 系统电路的设计
一个单片机的定时器离不开软件和硬件，硬件是软件的依托，软件是硬件的内核。设计硬件电路时应该先设计一个单片机的最小系统，它是单片机应用系统的设计基础，然后在此基础上添加外围器件，如显示器、按键等构成闹钟的硬件电路图。在设计应用程序时遵循模块化的设计方法，在明确了设计方向之后按照分成的几大模块分别画出流程图，然后根据流程图写出程序，在每个模块编写好之后分别调试、修改、完善。最后在主程序下调用再次调试、修改。
（一）定时器设计原理介绍
1.电路原理概述
本设计是基于AT89S51单片机为核心的结构紧凑功能齐全的数显可调定时器，通过小时和分钟的“加”“、减”按键对需要的定时时间进行预设，确定无误后，按下启动按键，定时开始，这时，数码管便会从预设时间开始倒计时，同时充电发光二极管每秒闪烁一次，当计时到零后，充电发光二极管由闪烁状态变成常亮，继电器工作，切断充电电源。假如电路在运行时出现故障或者运行错误，需要按单片机
的复位键，然后对定时时间重新调整后，按启动按键，重新开始定时。
单元工作电路包括时钟电路、复位电路、按键控制电路、数码管显示电路、继电器工作指示灯显示电路。电路分为输入、控制、显示、输出四个部分。本章对数显可调定时器组成、结构和工作原理作了详细地介绍，并给出了各个组成部分的原理电路图，并对它们作了具体的介绍。
根据定时器的设计方案，可以绘制定时器的系统框图：图1
图1系统框图
2.定时器工作过程简述：
1、通电状态下对定时器进行预设，电源指示灯红色发光二极管发光，三位一体数码管显示“000（时分）”；
2、按下启动按键，定时开始键按下，开始定时；
3、定时开始，数码管开始倒计时，充电黄色发光二极管开始闪烁每秒一次；
4、定时时间到0，停止定时，继电器工作切断电源；
5、充电二极管由闪烁变常量。
如遇特殊情况，可按复位键，重新定时。
根据设计要求，本系统初步设计由单片机最小应用系统、按键、三位一体数码管、状态显示电路、继电器、功能指示灯组成。
1、按键的输入：键S1，S2，S3，S4五个键作为时间设定的控制键，由P1.0—P1.4脚输入。
摘 要
随着时代的进步，电子技术的不断发展，人们生活水平的不断提高，充电型电子设备的种类和数量也跟着迅猛发展，尤其是电动车、电脑和手机等。这些电子设备在给我们生活和工作带来便捷的同时，充电的问题也使得人们不厌其烦，电动车大约需要充电8小时左右，手机大约需要充电3小时左右，电脑也差不多4个小时。然而当充电结束后，人们经常忘记拔掉电源，更有甚者给电池充电达数天，这对电池的功能和使用寿命无疑是一种破坏，更严重的还可能引起触电事故。此时一个好的定时器可以解决此类问题的发生。本文介绍了一种以 AT89S51 为核心、结构紧凑和功能齐全的数显可调的定时器，设置定时初值数码管便会从初值开始倒计时，同时充电发光二极管每秒闪烁一次，当计时到零后，充电发光二极管由闪烁状态变成常亮，继电器动作，切断充电电源。这种定时器安全可靠，操作简单。
该毕业设计主要运用单片机技术、PROTEL画图、电子仿真技术和电子产品结构工艺等知识来最终实现的。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:AT89S51可调定时器数码管显示充电完成继电器工作
（一）、引言…………………………………………………………………………………1
1．选题的背景和意义1
2．课题的现状及发展情况 1
3．设计方案的分析与选择 1
（二）、系统电路的设计 2
（1）．定时器设计原理介绍 2
1.电路原理概述2
2．定时器工作简述 3
（2）．定时器单元电路的设计4
1.单片机AT89S514
2.单片机最小应用系统设计5
2.1 时钟电路设计6
2.2 复位电路设计7
（3）.定时器各部分电路设计7
3.1 输入部分7
3.2 控制部分8
3.3 显示部分9
3.4输出部分11
（4）.电路硬件总电路11
（三）、系统软件设计 12
3.1 系统软件流程图12
3.2 系统程序设计15
（四）、电路画图、仿真及程序调试18
4.1 Keil uVision4编译18
4.2 Proteus 仿真19
4.3 Protel 画图布局20
（五）、实现结果和分析21
5.1 实验使用的仪器设备和原件21
5.2 仿真结果和分析22
（六）、总结22
(七)、谢辞24
（八）、参考文献24
附录1 原件介绍24
附录2 程序清单26
附录3 原理图29
一 引 言
1.选题背景和意义
英国一项调查显示，九成英国人给手机、笔记本电脑、数码相机、电动车等电子产品充满电后不及时断开电源，一年因过度充电浪费1.34亿英镑(约合2.1亿美元)。1/5英国人充电完成后，依然让设备连着电源插座。这项调查由德国意昂能源集团实施。英国《每日邮报》2日援引调查结果报道，九成英国人给电子产品过度充电，主要原因有所不同。充电完成后，五分之一英国?人仍然让设备连着电源插座，因为他们担心不在家时，设备内的电耗光；一成英国人承认，明知不拔下电线费钱，仍然懒得拔。年轻人更容易给电子产品过度充电，调查结果显示，九成使用者不知道持续充电可能损害设备，减短电池使用寿命，增加电费支出；四分之一误认为，持续充电能让设备更好地运转。然而过度充电往往弊大于利，不仅缩短电池使用寿命，更重要的是，不利于节省能源支出。10件小型电子产品充满电后及时断开电源，一年能够节省60英镑(93.91美元)。此时使用一个定时器可以很好地解决充电过度的问题。既节约了能源也提高电子设备的寿命。
通过课题设计达到的目的：
（1）通过对该课题的研究，加深对所学知识的理解，提高对课外知识的学习能力，增强知识的应用能力，特别是单片机应用的能力。
（2）通过对该课题的研究，提高解决实际问题的能力，培养自我创新意识。积累实践经验，为以后的发展打下基础。
（3）完成数显可调定时器的设计与制作，达到技术指标要求，从而解决实际问题。
2．课题的现状及发展情况
电子定时器在家用电器中经常用于延时自动开关、定时。延时自动关机可用于电视机、路灯、汽车头灯、转弯灯以及其他电器的延时断电及延时自停电源等。定时器除了应用于家用电器外，还广泛地用于工业农业生产好网服务设施，甚至军用等。定时器确实是一项了不起的发明，使相当多需要人控制时间的工作变得简单了许多。现在的不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间。
数显式定时器具有显示明确清晰、操作简单和安全可靠的特点，通过数码器译码后，用数码显示管显示出来，能直观地显示剩余时间，起到了较好地定时作用。
3.设计方案的分析与选择
定时器的设计方案有多种，但本文列出了两种方案设想，从两种方案设想中进行对比，他们都各有自己的特点。以下方案的设想：
设想一：基于模拟技术和数字技术利用定时器芯片进行定时。该定时器通过数字集成芯片先进行分频，然后再通过计数器芯片接上对应电路进行定时。不过这种方案设计功能简单、精度不高，并且电路连线比较复杂，定时范围也存在一定的局限性，灵活性较低。
设想二：基于单片机的数显可调定时器。该定时器通过单片机的外围电路和软件编程来实现。此方案电路结构简单，精度较高，定时范围由程序任意控制，灵活性较强并通过数码管的显示，简单可靠。
然而定时器的设计是以定时器方案为前期，一个好的设计方案将体现出定时器设计的各种特性。从综合因素考虑，我们应当选择一种设计新颖、结构简单、成本低等多种优于其他方案的一种设计方案。故从以上两种方案设想中进行对比，基于单片机的数显可调定时器具有明显的优越性。因此本文以AT89S51单片机为核心来进行数显可调定时器的设计与实现。
二 系统电路的设计
一个单片机的定时器离不开软件和硬件，硬件是软件的依托，软件是硬件的内核。设计硬件电路时应该先设计一个单片机的最小系统，它是单片机应用系统的设计基础，然后在此基础上添加外围器件，如显示器、按键等构成闹钟的硬件电路图。在设计应用程序时遵循模块化的设计方法，在明确了设计方向之后按照分成的几大模块分别画出流程图，然后根据流程图写出程序，在每个模块编写好之后分别调试、修改、完善。最后在主程序下调用再次调试、修改。
（一）定时器设计原理介绍
1.电路原理概述
本设计是基于AT89S51单片机为核心的结构紧凑功能齐全的数显可调定时器，通过小时和分钟的“加”“、减”按键对需要的定时时间进行预设，确定无误后，按下启动按键，定时开始，这时，数码管便会从预设时间开始倒计时，同时充电发光二极管每秒闪烁一次，当计时到零后，充电发光二极管由闪烁状态变成常亮，继电器工作，切断充电电源。假如电路在运行时出现故障或者运行错误，需要按单片机
的复位键，然后对定时时间重新调整后，按启动按键，重新开始定时。
单元工作电路包括时钟电路、复位电路、按键控制电路、数码管显示电路、继电器工作指示灯显示电路。电路分为输入、控制、显示、输出四个部分。本章对数显可调定时器组成、结构和工作原理作了详细地介绍，并给出了各个组成部分的原理电路图，并对它们作了具体的介绍。
根据定时器的设计方案，可以绘制定时器的系统框图：图1
图1系统框图
2.定时器工作过程简述：
1、通电状态下对定时器进行预设，电源指示灯红色发光二极管发光，三位一体数码管显示“000（时分）”；
2、按下启动按键，定时开始键按下，开始定时；
3、定时开始，数码管开始倒计时，充电黄色发光二极管开始闪烁每秒一次；
4、定时时间到0，停止定时，继电器工作切断电源；
5、充电二极管由闪烁变常量。
如遇特殊情况，可按复位键，重新定时。
根据设计要求，本系统初步设计由单片机最小应用系统、按键、三位一体数码管、状态显示电路、继电器、功能指示灯组成。
1、按键的输入：键S1，S2，S3，S4五个键作为时间设定的控制键，由P1.0—P1.4脚输入。
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