毕业设计（论文）-基于单片机控制的9999秒倒计时设计.doc

1 绪论
单片机的概述
现代社会中,尽管PC机的应用已经相当普遍,但是,在控制领域日益追求小而精、轻而薄的自动化控制器、自动化仪器仪表、家电产品等方面,PC机仍有所不相适宜的地方。而工业控制、仪器仪表、家电产品等市场广阔,要求PC机技术与之相适应。在这种情况下,单片机应运而生了(也称作微型计算机)。
微型计算机的基本机构是由中央处理器、储存器、和I/O设备构成的。所谓的单片机是指将微型计算机3个单元的多个分体中的主要功能用1个集成电路芯片来实现,该芯片具有一个微型计算机的基本功能。这种超大规模集成电路芯片即称为单片微型计算机,通常简称单片机。单片机具有以下特点:
①受集成度限制,片内存储容量较小,一般8位单片机的ROM小于8/16K字节,RAM小于256字节,但可在外部扩展,通常ROM、RAM可分别扩展至64K字节。
②可靠性好。芯片本身是按工业测控环境要求设计的,其抗工业噪声干扰优于一般通用CPU;程序指令及常数、表格固化在ROM中不易破坏;许多信号通道均在一个芯片内,故可靠性高。
③易扩展。片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚,很容易构成各种规模的计算机应用系统。
④控制功能强。为了满足工业控制要求,一般单片机的指令系统中具有极丰富的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。一般说来,单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微处理器。
⑤一般单片机内无监控程序或系统通用管理软件,只放置有用户调试好的应用程序。但近年来也开始出现了在片内固化有BASIC解释程序的单片机。
电子技术和微型计算机的迅速发展,促进微型计算机测量和控制技术的迅速发展和广泛应用,单片机(单片微型计算机)的应用已经渗透到国民经济的各个部门和领域,它起到了越来越重要的作用。
单片机微型计算机就是将中央处理单元、存储器、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。因此一块芯片就构成了一台计算机。它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。
单片机由硬件系统与软件系统组成。硬件系统是指构成微机系统的实体与装置,通常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。其中运算器和控制器一般做在一个集成芯片上,统称中央处理单元(Central Processing Unit),简称CPU,是微机的核心部件。CPU配上存放程序和数据的存储器、输入/输出(Input/Output,简称I/O)接口电路以及外部设备即构成单片机的硬件系统。软件系统是微机系统所使用的各种程序的总称,人们通过它对微机进行控制并与微机系统进行信息交换,使微机按照人的意图完成预定的任务。软件系统与硬件系统共同构成完整的单片微型计算机系统,两者相辅相成,缺一不可。
倒计时的意义和价值
倒计时运用在生活军事工业的各个方面。生活上:如运动比赛时需要的计时。还有北京奥运会的倒计时等等。军事上:科学家运用倒计时来控制火箭的发射,运用倒计时来接受卫星都可以。工业上:运用倒计时来控制产品的保质期,运用倒计时来控制机器的运作。假如说没有倒计时在我们的生活之中那么会为我么的生活带来许多的不便。如我们还要每天去计算还有好久是一个重要的日子。我们在衡量到底用时多久方面也需要计时原理。我们也不知道这个产品过期没有。也不会知道机器应该是否停止工作。科学家也不会知道火箭还有多久才是预期的发射,还有多久卫星才是精确的升空。倒计时的价值是我们无法估计的,在我们的生活之中不可以缺少的一部分。在此我借毕业设计来控制简单的倒计时,希望对我们周边的生活有所帮助。
本设计的优缺点
优点:通过实际的仿真,我发现本电路具有以下优点。首先,该电路工作十分稳定。由于本电路设计原理明确,所采用的元件合理,电路布线尽可能简洁,美观。同时所用材料价格便宜,设计出的控制电路在成本方面较低。当然还有体积小的优点,方便携带。其次,该电路操作简单。由于该电路设计的要求的功能不多,在该电路之中运用了一个启动暂停按钮,一个复位按键,一个电源开关。再次,该电路具有数码显示供能,读取结果十分容易。
缺点:在仿真过程中我也发现了一些问题。如显示的结果不是很精准,存在一点误差。但是这几乎是控制电路在所难免的情况,是不能避免的。当然我将会把误差降到最低值。同时,焊接板无任何包装,在遇到水之后整个电路将出现短路的现象,造成无法控制的局面。
2 方案论证与选择
控制芯片方案论证
AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的一款低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存