利用数码管显示的倒计时控制器设计

学号1322010119天津城建大学单片机原理及应用A课程设计说明书利用数码管显示的倒计时控制器设计起止日期：2016年05月30日至2016年6月10日学生姓名杨德虎班级电气（1）班成绩指导教师(签字)控制与机械工程学院2016年6月10日天津城建大学课程设计任务书2015—2016学年第1学期控制与机械工程学院13电气工程及其自动化专业电气（1）班班级课程设计名称：单片机原理及应用A设计题目：利用数码管显示的倒计时控制器设计完成期限：自2016年5月30日至2016年6月10日共2周设计依据、要求及主要内容：一．课程设计的目的1.进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。3.通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。4.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发单片机应用系统的全过程，为今后从事相应开发打下基础。二．课程设计的基本要求1.认真认识设计的意义，掌握设计工作程序，学会使用工具书和技术参考资料，并培养科学的设计思想和良好的设计作风。2.提高模型建立和设计能力，学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。3.提高独立分析、解决问题的能力，逐步增强实际应用训练。4.课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规范。5.课程设计说明书封面格式要求见《天津城建大学课程设计教学工作规范》附表1。三．课程设计具体要求a)要求每位同学独立完成设计任务。b)原理图及PCB设计1.原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。2.图中所使用的元器件要合理选用，电阻、电容等器件的参数要正确标明。3.原理图要完整，CPU、外围器件、外扩接口、输入/输出装置要一应俱全。4.设计完成上述原理图对应的PCB图。c)程序调计1.根据要求，将总体功能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。2.根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设计出完整的程序流程图。d)程序调试1.编写相关程序，并进行仿真。2.将程序下载到单片机，进行运行调试。e)设计说明书1.原理图设计说明简要说明设计目的，原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用，各器件的工作过程及顺序。2.程序设计说明对程序设计总体功能及结构进行说明，对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。3.画出工作原理图，程序流程图并给出相应的程序清单。四．设计任务STC12C5A60S2（引脚排序及基本功能同AT89S51）作为主控芯片，设计利用数码管显示定时倒计时。一、设计利用PNP驱动LG4042BH（或同型号共阳极）数码管，显示倒计时；二是利用单片机I/O口驱动继电器的控制输出电路设计；三是设计出在到达定时时间给出1s的继电器动作信号(时间因为是四位数码管，可自行设定时间的格式，设定的时间根据自己能力可扩展键盘设定或提前设定好)。指导教师（签字）：系（教研室）主任（签字）：批准日期：年月日摘要在生活和生产的各领域中，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想像到的地方几乎都有使用单片的需求。现在尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有许多可以用单片机控制而尚未实现的项目，因此，单片机的应用大有想像和拓展空间。单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。本篇论文讨论了简单的倒计时控制器的设计与制作，本系统采用STC12C5A60S2作为主控芯片,设计一款的倒计时器,该倒计时器能在数码管显示倒计时的时间，时间可由按键进行设定，通过控制按键进行选择59s-0s、开始值由人工输入的特点。首先检测按键，当相应的按键按下时，定时中断二十次后即一秒后，初值自动减一。当初值减到零后，计时停止。关键字：stc12c5a60s2,数码管倒计时，继电器输出目录第一章设计任务和要求...........................................................................................................11.1单片机课程设计内容...................................................11.2单片机课程设计要求...................................................11.3设计总体思路.........................................................1第二章设计方案........................................................................................................................22.1总体设计方案说明.....................................................22.2总体设计框图.........................................................22.3总体设计流程图.......................................................3第三章主要器件及简介...........................................................................................................33.1主要器件.............................................................33.2主要器件简介.........................................................3第四章系统硬件设计...............................................................................................................64.1最小系统.............................................................64.28段四位共阳极数码管.................................................64.3键盘输入电路.........................................................74.4继电器电路...........................................................7第五章仿真电路图与PCB设计.............................................................................................8总结...............................................................................................................................................10参考文献......................................................................................................................................11附录...............................................................................................................................................12附录一原理图...........................................................................................................................12附录二源程序...........................................................................................................................121第一章设计任务和要求1.1单片机课程设计内容STC12C5A60S2（引脚排序及基本功能同AT89S51）作为主控芯片，设计利用数码管显示定时倒计时。一、设计利用PNP驱动LG4042BH（或同型号共阳极）数码管，显示倒计时；二是利用单片机I/O口驱动继电器的控制输出电路设计；三是设计出在到达定时时间给出1s的继电器动作信号(时间因为是四位数码管，可自行设定时间的格式，设定的时间根据自己能力可扩展键盘设定或提前设定好)。1.2单片机课程设计要求1．能实现倒计时的显示；2．可扩展用按键设置倒计时时间功能；3．能实现到达定时时间给出1s的继电器动作信号。1.3设计总体思路基于STC12C5A60S2单片机的数码管显示模块显示的倒计时器。主要是以单片机来控制，用按键来设定倒计时初始时刻的值，按键来进行倒计时初值的选择。本系统采用STC12C5A60S2作为主控芯片,设计一款的倒计时器,该倒计时器能在数码管显示倒计时的时间，时间可由按键进行设定，4位数码管做显示，通过控制按键进行选择59s-0s、开始值由人工输入。首先检测按键，当相应的按键按下时，定时中断二十次后即一秒后，初值自动减一。当初值减到零后，计时停止。当计时停止后，继电器输出1s。2第二章设计方案2.1总体设计方案说明1．程序设计及调试根据单片机课程设计内容和要求，完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序，并进行仿真模拟调试。2．硬件调试根据仿真电路图完成电路板连接，并进行软、硬件的调试，只到达到预期目的。3．后期处理对设计过程进行总结，完成设计报告。2.2总体设计框图图2-2设计框图32.3总体设计流程图图2-3流程图第三章主要器件及简介3.1主要器件1.STC12C5A60S2单片机；2.LG4042BH数码管；3.键盘4.继电器3.2主要器件简介1．STC12C5A60S2单片机简介STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制，强干扰场合。各管脚功能如图2所示。1.8位数据总线，16位地址总线的CPU；2.具有布尔处理能力和位处理能力；43.采用哈佛结构，程序存储器与数据存储器地址空间各自独立，便于程序设计；4.相同地址的64KB程序存储器和64KB数据存储器；5.0-8KB片内程序存储器(8031无，8051有4KB，8052有8KB，