智能定时器设计毕业论文

I毕业设计（论文）智能定时器设计II摘要：定时器的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，同时定时器的集成化受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。定时器是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。定时器的精度、稳定度远远超过老式定时器。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。本次设计定时器主要通过单片机系统将传输的数据显示在数码显示管和LED灯上，从而实现的闹钟、整点报时、时间显示、校对时间等一系列的的操作。关键词：定时器；单片机；STC89C52目录摘要...................................................................11引言.................................................................11.定时器的背景.......................................................11.2定时器的意义.....................................................11.3定时器的应用.....................................................11.4主要设计任务.....................................................22整体设计方案..........................................................32.1定时器的功能及设计要求...........................................32.2定时器的实现形式.................................................32.3实现定时器计时的基本方法.........................................43定时器硬件系统的设计..................................................63.1定时器主控电路CPU的选择.........................................63.2定时器主控电路最小应用系统......................................103.3键盘及其接口....................................................113.3.1按键的去抖处理............................................113.3.2定时器按键电路............................................113.4蜂鸣器电路......................................................123.5数码管显示电路..................................................134定时器软件系统的设计.................................................164.1主程序流程图....................................................164.2中断流程图......................................................174.3定时程序设计....................................................195定时器的系统调试仿真与测试...........................................205.1调试............................................................205.2仿真............................................................215.3测试............................................................236总结................................................................25致谢..................................................................26参考文献................................................................27附件一：定时器电路图....................................................28附件二：元器件清单......................................................29附件三：源程序..........................................................311第1章引言1.1数字定时器的背景20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。1.2数字定时器的意义定时器是采用数字电路实现对时、分、秒。数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭、车站,、码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式定时器,定时器的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了定时器原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以定时器数字化为基础的。因此，研究定时器及扩大其应用，有着非常现实的意义。1.3数字定时器的应用数字定时器已成为人们日常生活中的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于2数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使定时器具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。1.4主要设计任务本次设计需要完成的设计不仅仅是完成毕业设计而已，更主要的是通过本次本次的设计更好的来回顾三年所学的知识，老师们的辛勤奉献自己究竟学到了什么，同时也是自己对自己即将结束的大学生活画个句号，为即将来到的工作作出了是实际性的准备，不仅仅是以往那种只学习书面知识而已，更多的是锻炼自己实际操作的能力，也算是在进入工作前给自己的一个启发。然而就本次设计的定时器而言要完成的任务有：（1）完成硬件电路的设计，包括数字钟最小系统设计、按键电路、电源电路、蜂鸣器电路、二极管指示灯和LED数码管显示电路。（2）完成软件程序的编写和编译，使系统具备如下功能：时间显示、校对时间、闹铃、报时等功能。（3）完成电路的模拟仿真。（4）完成实物的焊接及测试。3第2章整体设计方案2.1定时器的功能及设计要求（1）通过单片机内定时器控制走时，准确持续走时，调时不影响走时。（2）在六个数码管上显示时、分、秒及两个小数点。（3）含有闹钟功能，可以选择闹钟开关，可以设定闹铃时间。（4）到达闹钟时刻蜂鸣器警报，可以关掉警报。（5）当时间到整点时，蜂鸣器会短响一声，可以关掉报时。2.2定时器的实现形式利用单片机的智能性，可方便的实现具有智能定时器的设计。而且，微处理系统具有时钟振荡系统，利用系统时钟并借助微处理器的定时/计数器功能可以实现数字定时器的功能。定时器电路主要由单片机（STC89C52）主控电路、电源电路、按键控制电路、数码管显示电路、蜂鸣器电路、以及二极管指示灯等几个部分组成，它主要实现时钟的显示，以及对时、分、秒进行调整，即实现调时的功能，其数字定时器系统整体结构如图2-1所示。图2-1数字定时器的系统框架4（1）显示方案方案一：静态显示就是CPU将要显示的字或字段码送到输出口，显示器就可以显示出所要显示的字符，如果CPU不去改写它，它将一直保持下去；静态显示硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢。方案二：动态显示则是一位一位的轮流点亮显示器的各个位（扫描）。对于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次；动态显示耗能较小，但编写程序较复杂。动态显示硬件连接简单，信息刷新速度快。由于本次设计是对时间进行显示，所以在此选择的是方案二，采用动态显示。（2）键盘方案方案一：独立式键盘。独立式键盘的各个按键相互独立，每个按键独立的与一根数据输入线（单片机并行接口或其他芯片的并行接口）连接。独立式键盘配置灵活，软件结构简单。但每个按键必须占用一根接口线，在按键数量不多时，接口占用多。所以，独立式按键常用于按键数量不多的场合。方案二：矩阵式键盘。矩阵式键盘采用的是行列式结构，按键设置在行列的交点上。（当数量接口为8时，可以将4根接口定义为行线，另4根定义为列线，形成4*4键盘，可以配置16个按键。）由于本设计只用了6个按键，不需要采用矩阵式键盘，所以选择第一种方案，采用独立式键盘。（3）计时方案采用软件控制：利用单片机内部的定时/计数器进行定时，配合软件定时实现时、分、秒的计时，该方案能够使设计者在设计过程中容易实现，且节省硬件成本，因此本系统将采用软件方法实现计时。2.3实现定时器计时的基本方法用STC89C52单片机的定时/计数器T0产生一秒的定时时间，作为秒计数时间，当一秒产生时，秒计数加1。STC89C52单片机的内部16位定时/计数器是一个可编程定时/计数器，它既可以工作在13位定时方式，也可以工作在16位定时方式和8位定时方式。只要通过设置特殊功能寄存器TMOD，即可完成。定时/计数器何时工作也是通过TCON特殊功能寄存器来设置的。在此设计中，选择16位定时工作方式。对于T0来说，系统时钟为12MHz，最大定5时也只有65536us，即65.536ms，无法达到我们所需要的1秒的定时，因此，必须通过软件来处理这个问题，假设取T0的最大定时为50ms，即要定时1秒需要经过20次的50ms的定时。对于这20次计数，就可以采用软件的方法来统计了。设定TMOD＝00000001B，即TMOD＝01H，设置定时/计数器0工作在方式1。下面我们要给T0定时/计数器的TH0，TL0装入预置初值，通过下面的公式可以计算出：TH0