单片机的专用定时器的设计.doc

摘 要 在工业电路电子系统设计过程中，为了满足开发过程中系统可操作性高，成本低的要求，人们通常采用以软件代替硬件的方法来降低生产成本。而单片机恰恰符合这一要求。单片机具有技术成熟，应用广泛，性价比高等优点，利用单片机实现的控制系统功能，适用于各种工业环境中。 C51系列单片机本身具有功能强大，技术水平高，易于采购的特点，使用C51系列单片机可以实现电路的定时、显示、控制功能。本设计利用C51系列单片机开发板，学习实践了单片机的原理及应用，在EDA软件Keil和Protues下完成了基于单片机的一个可调、可显示专用定时器的软件仿真和硬件测试。 C51系列单片机内部的定时/计数器可以精确地实现时间的定时功能。在合理设计数码管、LED发光二极管、键盘等单片机外围电路的基础上，组成了一个结构清晰的专用定时器电路系统。在一定的语言环境下，完成了单片机控制程序的设计，并将由控制程序生成的HEX文件导入到软件环境下的单片机中进行仿真；下载到实际单片机中进行硬件测试，从而完成了技术效果好，可靠性高，方便操作，经济效益高的专用定时器设计。 关键字：单片机；C51；定时器；Keil；Protues 绪 论 自从1971年微型计算机问世以来，随着大规模集成电路技术的不断发展，微型计算机开始朝向两个方向发展：一个是向高速度，高性能，高集成度的通用微型计算机方向发展，另一个是向稳定性强，可靠性高，价格低廉的单片机方向发展。 单片机不论从功能与形态上来说，都是作为控制领域的计算机，因此单片机本质上是一个微型控制器，即Microcontroller。从1976年Inter公司推出第一款单片机以来，经过集成电路技术的发展，总线技术的不断完善，应用领域的逐渐扩大，单片机的控制技术也正日趋成熟。 在微型计算机的短暂发展过程中，人们成功地将CPU，内存及一些必要的电路单元集成到一块芯片上，并且专门针对面向控制功能，对结构进行了一定的优化，使其具有可靠性和一定的专用性。单片机与一般通用微机芯片相比具有以一下特点： 1、体积小，重量轻 2、功能强大，价格低廉 3、专门面向控制功能，专用性强 4、系统结构清晰，电路布线合理 5、运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高 单片机控制技术已经被广泛应用于各个领域。 工业生产自动化 在工业自动控制过程，智能监测过程，安装在控制系统中的控制器几乎都是单片机。如利用单片机的定时/计数器对系统进行实时控制监测，自动控制继电器系统以驱动大功率设备，精确控制外围设备的运行时间或工作周期。 家用电器及日常生活中的应用 目前国内外的各种家用电器已经普遍采用单片机控制技术代替传统电路控制技术，这种单片机大多是小型廉价单片机。它集成了许多外设接口连接外围设备，例如键盘、LED数码管、LCD显示器、及A/D转换器等输入输出设备，用于接收输入信号控制输出信号。由于单片机在系统中起到了输入控制输出的作用，实现了人机对话的功能。利用这一功能，单片机普遍应用于洗衣机、电冰箱、空调、微波炉、电饭煲、电视机及其它影音设备的控制系统中。 汽车、航空航天器等电子系统 在这些系统中利用单片机，使各个系统构成冗余的网络系统，例如显示系统、动力控制系统、自动控制系统、通信系统等。发达国家的汽车电子系统中已广泛采用CAN总线（Controller Area Network Bus）构成技术效果好，结构复杂的系统网络。 在本次设计中，运用单片机内部的定时/计数器，精确控制定时时间，从而控制三个发光二极管按照定时时间有规律地亮灭，同时控制数码管显示器显示剩余时间，以便实时监测电路的运行情况。最终完成的专用定时电路，可以应用于精确定时控制外围大功率设备的启动与关闭。设备通过简易的操作，能够按照不同的周期规律正常运行。 第一章 设计任务及设计方案 1.1 设计任务 设计一个基于单片机的专用定时器。它可以对time1、time2、time3进行定时。定时次序为先定时time1，直到time1=0，再定时time2，直到time2=0，然后定时time3，time3=0时完成了一个定时周期。使用3个发光二极管分别指示三个定时时间。要求time1（1-99s）、time2（1-99s）、time3（1-99min）大小可以调节。用数码管显示剩余时间。 1.2 设计基于单片机的专用定时器的意义 目前单片机的应用日趋成熟，单片机已经普遍应用于实时监测和自动控制领域。单片机为核心的硬件系统与软件系统相互结合的技术正日益完善。利用单片机具有的精确定时/计数的功能，在工业生产的实时监测、自动控制过程中能发挥很大的作用。设计基于单片机的专用定时器可以生产出一系列可靠性强、操作简单、性价比高的设备，例如定时监测环境报警系统、定时控制交通灯、定时控制