單片機(jī)計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)分析

一、引言
　　計(jì)時(shí)器廣泛應(yīng)用于日常生活和自動(dòng)化工業(yè)控制中。近年來(lái)隨著單片機(jī)在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，它的優(yōu)勢(shì)越發(fā)突出。利用單片機(jī)制作的計(jì)時(shí)器，使其更加智能化。
　　利用單片機(jī)制作的計(jì)時(shí)器更加智能化，當(dāng)計(jì)時(shí)停止時(shí)，可發(fā)出聲光報(bào)警進(jìn)行提示。本系統(tǒng)采用Proteus與Keil軟件結(jié)合構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。首先在計(jì)算機(jī)上利用Proteus制作硬件電路原理圖;接著使用Keil軟件編制程序，完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì);最后將程序編譯生成的代碼文件載入到單片機(jī)中，執(zhí)行仿真功能便可以在計(jì)算機(jī)中上看到最終的運(yùn)行效果。這種設(shè)計(jì)方法既可以很好的模擬電路的運(yùn)行效果又可以大大的降低設(shè)計(jì)成本、縮短設(shè)計(jì)周期，是一種非常方便的設(shè)計(jì)方法。
　　二、工作原理
　　本系統(tǒng)采用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)精確計(jì)時(shí)，最小計(jì)時(shí)單位為秒，計(jì)時(shí)最大值為24小時(shí)。電路閑置時(shí)，屏幕無(wú)顯示，以最大限度節(jié)省電能。若按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)便開(kāi)始計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)時(shí)間會(huì)顯示在8位數(shù)碼管構(gòu)成的顯示屏上。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，系統(tǒng)停止計(jì)時(shí)，并且觸發(fā)由發(fā)光二極管和蜂鳴器構(gòu)成的聲光報(bào)警電路，提示時(shí)間已到。
　　此時(shí)顯示屏鎖定在當(dāng)前時(shí)間即已用時(shí)間，以備用戶查看。按下復(fù)位按鈕后，計(jì)時(shí)器停止報(bào)警并且關(guān)斷顯示，系統(tǒng)停止工作。
　　下次計(jì)時(shí)可以按下啟動(dòng)按鈕重新開(kāi)始。
　　三、硬件設(shè)計(jì)
　　計(jì)時(shí)器工作原理圖如圖1所示，它以單片機(jī)AT89C51為核心，由單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示電路、按鈕控制電路和聲光報(bào)警電路幾部分組成。數(shù)碼管顯示電路用于顯示計(jì)時(shí)時(shí)間，由8位共陽(yáng)極數(shù)碼管及驅(qū)動(dòng)電路組成，采用動(dòng)態(tài)掃描顯示以簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)和降低生產(chǎn)成本;按鈕控制電路包括啟動(dòng)和停止兩個(gè)按鈕，以實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器的啟動(dòng)和停止控制;聲光報(bào)警電路用于實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)停止時(shí)的報(bào)警提示，由一位發(fā)光二極管和蜂鳴器組成，如圖2所示。
　　
　　四、軟件設(shè)計(jì)
　　程序設(shè)計(jì)采用模塊化編程方法。軟件由主程序、子程序和定時(shí)中斷服務(wù)程序組成。主程序和子程序完成按鍵掃描、顯示、聲光報(bào)警功能;定時(shí)中斷服務(wù)程序用于實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，并實(shí)時(shí)更新顯示數(shù)據(jù)。
　　程序流程圖如圖3所示：