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单片机课程设计报告

淮阴师范学院物理与电子电气工程学院

课程设计报告

学生姓名 靖洋

学号 171206011

班级 12级4班

专 业 电子信息科学与技术

题 目 LED数字倒计时器

指导教师 魏东旭、陈勇

2014 年 12 月

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一、 设计任务与要求

LED倒计时器设计以AT89S52单片机为核心，系统包括6位数码管显示电按键电路、电源电路、复位电路、晶振电路及蜂鸣器电路几部分。要求：

LED数码管显示倒计时时间；

倒计时过程中能设置多个闹钟，当倒计时值倒计到定值时会发出约2s的报警声音；3）通过按键可以对倒计时设定初值，倒计时初始值范围在

24：00：0000：00：60之间，用户可根据需要对其进行设置，设置成功后复位初始值为成功设定值。

二、框图设计

LED数字倒计时器主要由AT89C51单片机、晶振电路、复位电路、按键电路、数码管电路、蜂鸣电路组成（如图2.1）。

晶振电路

晶振电路

数码管电路

复位电路

AT89C51

蜂鸣电路

按键电路

图2.1LED数字倒计时器系统设计框图

晶振电路分析1）晶振电路原理：

晶振是通过电激励来产生固定频率的机械振动，而振动

晶振是通过电激励来产生固定频率的机械振动，而振动

又会产生电流反馈给电路，电路接到反馈后进行信号放大，

又会产生电流反馈给电路，电路接到反馈后进行信号放大，

再次用放大的电信号来激励晶振机械振动，晶振再将振动产

再次用放大的电信号来激励晶振机械振动，晶振再将振动产

生的电流反馈给电路，如此这般。当电路中的激励电信号和

生的电流反馈给电路，如此这般。当电路中的激励电信号和

晶振的标称频率相同时，电路就能输出信号强大，频率稳

晶振的标称频率相同时，电路就能输出信号强大，频率稳

定的正弦波。整形电路再将正弦波变成方波送到数字电路中

定的正弦波。整形电路再将正弦波变成方波送到数字电路中

供其使用。

供其使用。

2）晶振电路的特点：

晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，晶振分

为有源晶振和无源晶振两种，其作用是在电路产生震荡电流,

发出时钟信号。它是时钟电路中最重要的部件，它的作用是

向IC等部件提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳

定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。由

于制造工艺不断提高，现在晶振的频率偏差、温度稳定性、

老化率、密封性等重要技术指标都很好，已不容易出现故障，

但在选用时仍可留意一下晶振的质量。

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图2.2 晶振电路原理图

复位电路的分析

1）复位电路的原理：

系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。RC复位电路可以实现上述基本功能，但解决不了电源毛刺和电源缓慢下降（电池电压不足）等问题，而且调整RC常数改变延时会令驱动能力变差。左边的电路为高电平复位有效，右边为低电平有效，复位按键为手动复位开关，电容可避免高频谐波对电路的干扰。

2）复位电路的作用：

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复位电路是为确保微机系统中电路稳定可靠工作必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。

图2.3复位电路原理图

按键电路的分析1）按键电路的原理：

按键B1/B2/B3/B4断开时，P1.0/P1.1/P1.2/P1.3输入为高电平；按键B1/B2/B3/B4闭合后，P1.0/P1.1/P1.2/P1.3输入为低电平。每按一次按键，就会有一次低电平，单片机

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就会对低电平计数，从而来调节定时时间。由于按钮是机械触点，当机械触点断开、闭合时，会有抖动动，这种抖动对于计算机来说，是完全能感应到的，因为计算机处理的速度是在微秒级，而机械抖动的时间至少是毫秒级。你只按了一次按钮，可是计算机却已执行了多次中断的过程，如果执行的次数正好是奇数次，那么结果正如你所料，如果执行的次数是偶数次，那就不对了，所以必须运用延时程序消除按键的抖动。

2）按键电路的作用：

每次复位之后，三个两位数码管全部都会显示为0，而与P1.0相接的按钮B1，每次按下一次，就会产生一次低电平，单片机就会计数