單片機定時計數(shù)器的電路設(shè)計

如果你有一個定時器，在你設(shè)定的時間到達時提醒你，你就再也不用擔(dān)心忘記了煤氣灶上煮的東西，使東西煮糊了或者水燒干了;午睡睡過了頭了。本文介紹一個用AT89C205l單片機制作的倒計數(shù)定時器，可在1~99分鐘內(nèi)設(shè)置定時時間，時間到達時會用嘟、嘟的報警聲提醒你，在定時過程中用數(shù)碼管顯示剩余的時間。

電路工作原理:

倒計數(shù)定時器電路見圖.電路由單片機電路、數(shù)碼顯示電路和報警電路等部分組成。

AT89C2051、X1、R1、C1等組成單片機電路，Rl、C1組成單片機的復(fù)位電路，接通電源的瞬間，由于電源電壓通過對C1的充電過程，單片機AT89C2051的復(fù)位端1腳獲得一個高電平復(fù)位脈沖，使得單片機進入初始狀態(tài)。

數(shù)碼管DSl、DS2、三極管VT2、VT3、電阻R3~R11等組成數(shù)碼顯示電路，兩個數(shù)碼管分別顯示分和十分。由于每個數(shù)碼管有七個筆劃段A-G顯示單元(小數(shù)點DP在這里沒有使用)，按常規(guī)的驅(qū)動方法要7×2=14條。I/O線，對于AT89C2051來說顯然不夠，因此這里采用動態(tài)掃描顯示的方式來解決這一問題，只需要7+2=9條I/O線。動態(tài)掃描顯示是把兩個數(shù)碼管的七個筆劃段A~G的同名端連在一起，而每一個數(shù)碼管的公共端COM是各自獨立地受I/0線控制，AT89C2051向字形輸出口送出字形碼時，所有數(shù)碼管接收到相同的字形碼，但是究竟哪一位顯示，則取決于COM端，而COM端是由P3.5和P3.7口控制的，P3.5和P3.7口采用分時的方法，通過VT2、VT3輪流控制兩個數(shù)碼管的COM端，使兩個數(shù)碼管輪流點亮。由于AT89C2051的P1口能灌入較大的電流，所以這里采用了共陽的數(shù)碼管。

在輪流點亮掃描過程中，每位數(shù)碼管點亮?xí)r間是極短的，由于人的視覺暫留現(xiàn)象，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。

發(fā)光二極管VDl作工作狀態(tài)指示，在定時期間其閃爍顯示，其余時間則不顯示。VTl、R2、sPl等組成報警電路，定時結(jié)束時發(fā)出報警聲。

按鈕s1、s2為定時時間設(shè)定按鈕，s1設(shè)定分位，s2設(shè)定十分位，分位和十分位分別進行設(shè)置，按動相應(yīng)的按鈕，對應(yīng)的數(shù)碼管顯示的數(shù)字即會隨之改變。 按鈕s3為定時開始啟動按鈕，設(shè)定好定時時間后按一下s3即啟動定時器進人倒計時，定時時問到達后發(fā)出報警聲，同時數(shù)碼管顯示時間為0HD,報警和顯示各占0.25秒交替進行，持續(xù)時間為60秒。如果要提前結(jié)束報警只要按一下s3即可，結(jié)束報警后電路回到初始狀態(tài)，這時顯示的定時時間為上一次設(shè)定的時問，這對于反復(fù)使用同一定時時間的場合十分方便，如用作英語口語測試定時器。

主程序流程圖見圖,程序使用匯編語言編寫。程序由主程序、定時中斷子程序、數(shù)碼顯示子程序、延時子程序等模塊組成，主程序由鍵盤處理、報警等部分組成。

由于采用了動態(tài)掃描顯示的方式，雖然簡化了電路，節(jié)省了IO線，但占用cPu的時間多，因此必須采用調(diào)用定時中斷的方式來計時，以減小CPu負(fù)擔(dān)，定時器的定時時 間 為60ms,調(diào)用1000次即為1分鐘。延時子程序主要供顯示子程序和報警程序調(diào)用，延時時間為0.5ms,延時時間決定了數(shù)碼顯示的刷新頻率和報警的音頻頻率，這兩個頻率均為1000Hz.

字形碼的輸出用了口的P1.1~P1.7,P1.0為空，P1口輸出的數(shù)據(jù)通過查表獲得。數(shù)據(jù)位和字形的對應(yīng)關(guān)系如附表所示，因為數(shù)碼管為共陽型，所以相應(yīng)的輸出位為0時筆段亮。存儲器20h、21h單元分別作分位數(shù)和十分位數(shù)的存儲單元，其數(shù)值作為查表的地址值。表中P1.0為空，其值均取1.

動態(tài)掃描顯示由數(shù)碼顯示子程序完成，當(dāng)分位數(shù)送到P1口時，P3.5輸出低電平，vT3導(dǎo)通，數(shù)碼管DS2顯示分位數(shù);當(dāng)十分位數(shù)送到P1口時，P3.7輸出低電平，vT2導(dǎo)通，數(shù)碼管顯示十分位數(shù)。這樣輪流工作即可顯示兩位數(shù)的時間。由于采用了動態(tài)掃描顯示的方式，所以在主程序的鍵盤處理、報警等部分也要分時調(diào)用數(shù)碼顯示子程序，只有這樣才能正確地顯示數(shù)碼時間，以便進行操作。

印刷電路板采用萬能電路板，ICl用AT89C2051單片機，用12MHz的石英晶體，D1、D2選用共陽型的LED數(shù)碼管，用阻抗為16Ω的無源電磁式蜂鳴器，其余元器件的參數(shù)見第一頁圖。

安裝前先將匯編源程序編譯成目標(biāo)文件即HEX文件，再用編程器將HEX文件寫入AT89C205 1芯片。

設(shè)置定時時間時，按動s1或s2一次對應(yīng)的數(shù)位增加1,到9后再按一下即回到0,如果按下后不松開，則數(shù)字不斷翻動，每0.2秒跳一個數(shù)，到你所需要的數(shù)后松開即可。

注：開機后定時時間的初始值為00,可根據(jù)需要修改程序來調(diào)整這個初始值，例如要把初始值調(diào)整為45分鐘，只需要將程序第9行和第10行修改成mov 20h,#5h和mov 21h,#4h即可。