單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器的電路設(shè)計(jì)

如果你有一個(gè)定時(shí)器，在你設(shè)定的時(shí)間到達(dá)時(shí)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(gè)用AT89C205l單片機(jī)制作的倒計(jì)數(shù)定時(shí)器，可在1~99分鐘內(nèi)設(shè)置定時(shí)時(shí)間，時(shí)間到達(dá)時(shí)會(huì)用嘟、嘟的報(bào)警聲提醒你，在定時(shí)過程中用數(shù)碼管顯示剩余的時(shí)間。

電路工作原理:

倒計(jì)數(shù)定時(shí)器電路見圖.電路由單片機(jī)電路、數(shù)碼顯示電路和報(bào)警電路等部分組成。

AT89C2051、X1、R1、C1等組成單片機(jī)電路，Rl、C1組成單片機(jī)的復(fù)位電路，接通電源的瞬間，由于電源電壓通過對(duì)C1的充電過程，單片機(jī)AT89C2051的復(fù)位端1腳獲得一個(gè)高電平復(fù)位脈沖，使得單片機(jī)進(jìn)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(gè)數(shù)碼管分別顯示分和十分。由于每個(gè)數(shù)碼管有七個(gè)筆劃段A-G顯示單元(小數(shù)點(diǎn)DP在這里沒有使用)，按常規(guī)的驅(qū)動(dòng)方法要7×2=14條。I/O線，對(duì)于AT89C2051來說顯然不夠，因此這里采用動(dòng)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(dòng)態(tài)掃描顯示是把兩個(gè)數(shù)碼管的七個(gè)筆劃段A~G的同名端連在一起，而每一個(gè)數(shù)碼管的公共端COM是各自獨(dú)立地受I/0線控制，AT89C2051向字形輸出口送出字形碼時(shí)，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(shí)的方法，通過VT2、VT3輪流控制兩個(gè)數(shù)碼管的COM端，使兩個(gè)數(shù)碼管輪流點(diǎn)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(diǎn)亮掃描過程中，每位數(shù)碼管點(diǎn)亮?xí)r間是極短的，由于人的視覺暫留現(xiàn)象，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。

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

按鈕s1、s2為定時(shí)時(shí)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(jìn)行設(shè)置，按動(dòng)相應(yīng)的按鈕，對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管顯示的數(shù)字即會(huì)隨之改變。 按鈕s3為定時(shí)開始啟動(dòng)按鈕，設(shè)定好定時(shí)時(shí)間后按一下s3即啟動(dòng)定時(shí)器進(jìn)人倒計(jì)時(shí)，定時(shí)時(shí)問到達(dá)后發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)數(shù)碼管顯示時(shí)間為0HD,報(bào)警和顯示各占0.25秒交替進(jìn)行，持續(xù)時(shí)間為60秒。如果要提前結(jié)束報(bào)警只要按一下s3即可，結(jié)束報(bào)警后電路回到初始狀態(tài)，這時(shí)顯示的定時(shí)時(shí)間為上一次設(shè)定的時(shí)問，這對(duì)于反復(fù)使用同一定時(shí)時(shí)間的場合十分方便，如用作英語口語測試定時(shí)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(shí)中斷子程序、數(shù)碼顯示子程序、延時(shí)子程序等模塊組成，主程序由鍵盤處理、報(bào)警等部分組成。

由于采用了動(dòng)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(shí)間多，因此必須采用調(diào)用定時(shí)中斷的方式來計(jì)時(shí)，以減小CPu負(fù)擔(dān)，定時(shí)器的定時(shí)時(shí) 間 為60ms,調(diào)用1000次即為1分鐘。延時(shí)子程序主要供顯示子程序和報(bào)警程序調(diào)用，延時(shí)時(shí)間為0.5ms,延時(shí)時(shí)間決定了數(shù)碼顯示的刷新頻率和報(bào)警的音頻頻率，這兩個(gè)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(duì)應(yīng)關(guān)系如附表所示，因?yàn)閿?shù)碼管為共陽型，所以相應(yīng)的輸出位為0時(shí)筆段亮。存儲(chǔ)器20h、21h單元分別作分位數(shù)和十分位數(shù)的存儲(chǔ)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(dòng)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(shí)，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(shí)，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(shí)間。由于采用了動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，所以在主程序的鍵盤處理、報(bào)警等部分也要分時(shí)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(shí)間，以便進(jìn)行操作。

印刷電路板采用萬能電路板，ICl用AT89C2051單片機(jī)，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(shí)時(shí)間時(shí)，按動(dòng)s1或s2一次對(duì)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(dòng)，每0.2秒跳一個(gè)數(shù)，到你所需要的數(shù)后松開即可。

注：開機(jī)后定時(shí)時(shí)間的初始值為00,可根據(jù)需要修改程序來調(diào)整這個(gè)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。