99秒倒计时器的设计与制作.doc

99秒倒计时器的设计与制作
作者:沙爱娟
【摘要】:本文介绍是设计99秒倒计时器,它是采用芯片AT89C51的功能并通过74LS373锁存段码后经数码管显示,并通过键盘可以任意调整倒计时时间。它应用比较广泛,通常用于交通灯,体育场地,电子产品等各种领域。
【关键词】AT89C51 74LS373 数码管键盘
第一章方案选择与论证
一设计要求
该倒计时器应具有基本到时功能;
具有启动,暂停复位功能;
时间可以任意调整;
时间用数码显示,初始值为99秒,扫描时间为1S
二根据要求得出一个方案
该方案采用单片机程序设计制作,它是利用芯片AT89C51的特殊功能,P3口控制按键开关,当按下开关S1,两个数码管将显示99,,P1口输出段码经74LS373锁存来驱动数码管进行倒计时,同时能实现复位、暂停、任意调整时间的功能。其系统框图如图1所示.
图1 系统框图
第二章各单元电路的设计

单片机最小系统是单片机在发挥具体测控功能时所必须的组成部分。单片机最小应用系统方框图,如图2所示。

图2 单片机最小系统应用框图

单片机在开机时都需要复位,以便CPU及其他功能部件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。单片机复位电路工作原理:当通电瞬间稳压电源给电容充电。RESET为复位输入端,当RESET引脚持续两个机器周期以上的高电平时,使单片机完成复位操作,随着电容充电结束,将使电容与电阻之间将呈现低电平,单片机复位结束。复位操作的主要功能是把PC初始化为0X0000,使单片机程序存储器从0X0000单元开始执行程序。本设计主要采用上电自动复位电路,其电路图如图3所示。
图3复位电路

本篇论文选择的方案中采用的是内部振荡方式。采用内部方式时在XTAL1和XTAL2引脚上接石英晶体和微调电容可以构成振荡器,如图5所示。图中C1、C2起稳定振荡频率、快
速起振的作用。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定,实用电路中使用较多。振荡频率的选择范围为1MHz~12MHz。其电路图如图4所示。
图4 振荡电路

显示器件有很多种,常用的有发光二极管,共阴数码管,液晶显示器等,本文采用通用型的LED数码管。

LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,它们的发光原理是一样的,只是它们的电源极性不同而已,其结构图分别如图5所示,本设计使用共阴数码管。
(a) 共阴结构

(b)
共阳结构
图5 数码管结构显示

数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码,从而显示出我们要
的数字,因此根据数码管的驱动方式的不同,可以分为静态式和动态式两类。本文主要采用动态显示驱动。由于数码管要点亮需要3—10mA的电流,但单片机不能提供如此大的电流故需要加74LS373加以驱动,单片机输出端引脚的电压约为5V,如果直接加载到数码管上将烧坏数码管,因此在这部分电路中一并加限流电阻,根据理论计算和实际的经验限流电阻取100Ω,其电路图如图6所示。
图6 显示驱动电路

74LS373是8D触发器,同时具有锁存,传送