第一篇：简析基于单片机的多用途定时器的设计论文

引言

定时器根据其发展历程可以分为:一种是基于模拟技术的定时器，目前这种产品已经退出市场中;另一种是基于数据技术的产品，其具有强大的产品功能，但是这种产品主要应用于较大的设备中。随着单片机技术的不断发展，基于单片机的多用途定时器被越来越多的行业所应用，因此本文通过单片机多用途定时器的设计进行深入的分析，让人们更加了解基于单片机的多用途定时器的设计体系。

1基于单片机的多用途定时器的设计需求

通过单片机多用途定时器可以在LED显示器中显示预定的时间以及当前的时间，进而让人们可以清楚地知道定时器工作的状态等。同时基于单片机多用途定时器所具有的报警功能也可以及时提醒人们，进而为人们的生活、生产提供便利。当单片机定时器达到预定的时间后，该系统就会发出警报，给人以提醒，因此单片机多用途定时器的便利性为设计该产品提供了广泛的市场需求。

2单片机多用途定时器的设计原理

单片机多用途定时器主要采取了M SP430系列单片机、键盘、钟芯片DS1302以及电源等电子模块而实现的，由于其性价比比较高，因此其具有广泛的市场应用前景。结合多年的经验，该产品的设计原理主要如下:

2.1 M SP430系列单片机的结构

M SP430系列单片机主要包括CPU、存储器以及外围模块等组成:CPU主要是用来处理程序指令，存储系统的相关数据与程序，并且进行位、字、字节的操作。外围模块主要是将单片机与外围的相关设备进行链接，并且实现通道的采样转换。

2.2单片机多用途定时器的设计原理

该设计主要是将M SP430单片机的各个端口与时钟电路、键盘电路以及显示电路进行连接，通过软件程序实现与硬件电路的连接，进而实现定时器的定时、报警功能。纵观整个单片机定时器设计过程，软件系统中的中断系统程序是设计的关键，在预定设计好定时信息后要注意将各个端口的自动中断处理，键盘的程序设计主要是采取扫描法，通过判断行与列的键盘输入信号来确定键入数字。

3基于单片机的多用途定时器的实现

3.1硬件设计

定时器的硬件设计主要包括:时钟电路、M SP430单片机、显示器以及键盘电路，其设计原理就是将单片机与各个硬件设备相连，实现电压与电平之间的转变，因此在电路设计时要充分考虑各个器件引脚的功能，对于重点电路可以先进行理论探讨后再进行搭建。

在硬件设计中时钟模块是设计中比较复杂的，其主要是时钟中的实时时钟与RAM，利用串行接口与单片机进行通信，给电路提供实时的时间信息。时钟操作可通过AM h'M指示采用12/24小时格式。用RES(复位),SCLK(串行时钟)、功(数据线)、三个口线与单片机之间进行同步串行通信。时钟电路部分是整个系统设计的难点，电路搭建的正确与否直接关系着定时器时钟系统是否能够正常运行。

其次是键盘模块主要采用扫描方式进行。键盘的工作方式也是分为两种，编程控制方和中断控制方式，一般是采用矩阵式键盘设计。首先设置各个口线为输入模式，通过中断的方式或者软件查询的方式，获取信息，从而知道各个口线是否有键按下，如果有键按下，则口线端口为高电平，否则为低电平。在按下设置键对时间进行调整之前可以通过+,一按键进行调节。扫描键盘一般由行和列组成，在键盘上的某条行线上输入低电平，如果键盘中某个键被按下则某个列线变为低电平。

3.2软件设计

本文定时器的软件设计，用于软件程序的调试与仿真所使用的是TARSystem s公司开发的软件，其包含C尤++编译器和调试器的集成开发环境。结合本次的定时器产品设计主要采取的是THREW 430软件程序。首先，在程序编写之前要打开TAR Em bedded W oxRbench，注意单击菜单Pro乡ct,Add fib test出现需要的加载源文件界面，选择相应的界面类型，编译时注意对430单片机型号进行选择;其次，在程序运行时要对DS1302进行设置，并对D S 1302系统进行初始化优化，并将系统的时间设置为0。在确保上述程序完成后，再进行时间上传，进而将有效的信息存储在EPROM中，并且将其上传给管理层，管理层在接收到相关知识后再进行相应的修改，最后显示出具体的时间;最后，LED数码管在显示之前，要对串口的工作方式进行设置，然后设置对应的地址指针，然后选择数段码，通过传送过来的脉冲来显示。

参考文献:

[1 ]胡立群，陈敦军，吴凡超.基于单片机的多通道控制器的设计[U].电子测量技术，2014(01).[2 ]罗大军.基于单片机定时器的研究田科技致富向导，2011(09).[3 ]'}哲豪.新版多用途定时器的硬件设计田.机电信息，201002).

第二篇：基于单片机的多用途定时器的设计分析论文

引言

定时器根据其发展历程可以分为:一种是基于模拟技术的定时器，目前这种产品已经退出市场中;另一种是基于数据技术的产品，其具有强大的产品功能，但是这种产品主要应用于较大的设备中。随着单片机技术的不断发展，基于单片机的多用途定时器被越来越多的行业所应用，因此本文通过单片机多用途定时器的设计进行深入的分析，让人们更加了解基于单片机的多用途定时器的设计体系。

1基于单片机的多用途定时器的设计需求

通过单片机多用途定时器可以在LED显示器中显示预定的时间以及当前的时间，进而让人们可以清楚地知道定时器工作的状态等。同时基于单片机多用途定时器所具有的报警功能也可以及时提醒人们，进而为人们的生活、生产提供便利。当单片机定时器达到预定的时间后，该系统就会发出警报，给人以提醒，因此单片机多用途定时器的便利性为设计该产品提供了广泛的市场需求。

2单片机多用途定时器的设计原理

单片机多用途定时器主要采取了M SP430系列单片机、键盘、钟芯片DS1302以及电源等电子模块而实现的，由于其性价比比较高，因此其具有广泛的市场应用前景。结合多年的经验，该产品的设计原理主要如下:

2.1 M SP430系列单片机的结构

M SP430系列单片机主要包括CPU、存储器以及外围模块等组成:CPU主要是用来处理程序指令，存储系统的相关数据与程序，并且进行位、字、字节的操作。外围模块主要是将单片机与外围的相关设备进行链接，并且实现通道的采样转换。

2.2单片机多用途定时器的设计原理

该设计主要是将M SP430单片机的各个端口与时钟电路、键盘电路以及显示电路进行连接，通过软件程序实现与硬件电路的连接，进而实现定时器的定时、报警功能。纵观整个单片机定时器设计过程，软件系统中的中断系统程序是设计的关键，在预定设计好定时信息后要注意将各个端口的自动中断处理，键盘的程序设计主要是采取扫描法，通过判断行与列的键盘输入信号来确定键入数字。

3基于单片机的多用途定时器的实现

3.1硬件设计

定时器的硬件设计主要包括:时钟电路、M SP430单片机、显示器以及键盘电路，其设计原理就是将单片机与各个硬件设备相连，实现电压与电平之间的转变，因此在电路设计时要充分考虑各个器件引脚的功能，对于重点电路可以先进行理论探讨后再进行搭建。

在硬件设计中时钟模块是设计中比较复杂的，其主要是时钟中的实时时钟与RAM，利用串行接口与单片机进行通信，给电路提供实时的时间信息。时钟操作可通过AM h'M指示采用12/24小时格式。用RES(复位),SCLK(串行时钟)、功(数据线)、三个口线与单片机之间进行同步串行通信。时钟电路部分是整个系统设计的难点，电路搭建的正确与否直接关系着定时器时钟系统是否能够正常运行。

其次是键盘模块主要采用扫描方式进行。键盘的工作方式也是分为两种，编程控制方和中断控制方式，一般是采用矩阵式键盘设计。首先设置各个口线为输入模式，通过中断的方式或者软件查询的方式，获取信息，从而知道各个口线是否有键按下，如果有键按下，则口线端口为高电平，否则为低电平。在按下设置键对时间进行调整之前可以通过+、一按键进行调节。扫描键盘一般由行和列组成，在键盘上的某条行线上输入低电平，如果键盘中某个键被按下则某个列线变为低电平。

3.2软件设计

本文定时器的软件设计，用于软件程序的调试与仿真所使用的是TARSystem s公司开发的软件，其包含C/C++编译器和调试器的集成开发环境。结合本次的定时器产品设计主要采取的是THREW 430软件程序。首先，在程序编写之前要打开TAR Em bedded W oxRbench，注意单击菜单Project,Add file test出现需要的加载源文件界面，选择相应的界面类型，编译时注意对430单片机型号进行选择;其次，在程序运行时要对DS1302进行设置，并对D S 1302系统进行初始化优化，并将系统的时间设置为0。在确保上述程序完成后，再进行时间上传，进而将有效的信息存储在EPROM中，并且将其上传给管理层，管理层在接收到相关知识后再进行相应的修改，最后显示出具体的时间;最后，LED数码管在显示之前，要对串口的工作方式进行设置，然后设置对应的地址指针，然后选择数段码，通过传送过来的脉冲来显示。

参考文献:

[1 ]胡立群，陈敦军，吴凡超.基于单片机的多通道控制器的设计[U].电子测量技术，2014(01).[2 ]罗大军.基于单片机定时器的研究田科技致富向导，2011(09).[3 ]哲豪.新版多用途定时器的硬件设计田.机电信息，201002).

第三篇：单片机课程设计音乐闹钟定时器

目录：

0、任务书...............................................................................2

1、系统总体设计方案规划与选定.......................................2

2、硬件设计...........................................................................5

3、软件设计...........................................................................6

4、调试...................................................................................8

5、新增功能及实现方法.......................................................8

6、小结与体会.......................................................................9

7、参考文献...........................................................................9

8、附录.................................................................................10

单片机课程设计

0.任务书

基于51单片机设计一个电子数字钟，显示时、分、秒，且具有闹钟功能。用8255接口实现4*8键盘及8位LED显示。

32个键：0~9共10个键，调时（设置当前时间）键；设定闹钟（定时）键；走时键；光标左右移动各一个键。

要求键复位后，应该最后面的LED上显示H（待命状态）。

1.系统总体设计方案规划与选定

1.1主控制芯片选择

方案一：采用ARM微处理，做主控芯片，计算速度快，缺点；成本高，控制较复杂，不容易焊接。

方案二：采用80C51单片机做主控制器，由单片机来完成采集和信号处理等底层的核心计算，做主控芯片，成本低，易控制，易实现。

经过以上两个方案比较，在此题方案二明显优于方案一，故采用80C51单片机做主控制器。

1.2定时模块选择

方案一：采用时钟芯片DS1302。

DS1302 可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，且较单片机计时简单节约硬件资源，但存在时钟精度不高，易受环境影响，出现时钟混乱等缺点。

方案二：采用单片机内部的定时系统，外接晶振进行分频脉冲计数。

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此系统采用12MHz晶振。

由于方案二使用简单，比方案一更适用该系统设计，所以选择方案二。

1.3 LED显示及计时模块选择

方案一：74LS192计数器——74LS47七点显示译码器

74LS192芯片是一块可预置数可逆计数芯片，功能强大。将74LS192芯片CPU引脚接高电平可实现减法计数，以倒计时显示。可通过74LS47与LED共阳极数字显示器配合使用。

方案二：使用移位寄存器74HC595与译码器相连

74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器，使用时可直接与数字显示器相连。

方案三：使用8255扩展LED显示计时模块

8255是一个可编程并行接口芯片，有一个控制口和三个8位数据口，外设通过数据口与单片机进行数据通信，各数据口的工作方式和数据传送方向是通过用户对控制口写控制字控制的。我们用到了A与B口分别进行对数码显示管的片选和段选，且B口同时作为键盘扫描模块的输入口，与数码显示模块分时复用。故采用方案三

1.4蜂鸣器的选择

方案一：电磁式蜂鸣器

电磁式蜂鸣器主要是利用通电导体会产生磁场的特性，用一个固定的永久磁铁与通电导体产生磁力推动固定在线圈上的鼓膜。电磁式由于音色好，所以多用于语音、音乐等设备。对于不同提示音且考虑实际，此种较好。

方案二：压电式蜂鸣器

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压电式蜂鸣器用的是压电材料，即当受到外力导致压电材料发生形变时压电材料会产生电荷。同样，当通电时压电材料会发生形变。压电式结构简单耐用但音调单一音色差，适用于警报器等设备。

由于闹铃为音乐闹铃，所以使用电磁式蜂鸣器更为合适。

2.硬件设计

2.1 芯片的选择

2.1.1 单片机80C51 2.1.1.1单片机80C51的组成

80c51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：

中央处理器：

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

数据存储器(RAM)8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。

程序存储器(ROM)：

8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。

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定时/计数器(ROM)：

8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。

并行输入输出(I/O)口：

8051共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。

2.1.1.2

MCS-51的引脚说明：

MCS-52系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明：

MCS-51的引脚说明：

MCS-52系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。

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图1 80C51的引脚

2.1.1.3 MCS-51单片机内部定时器计数器、中断系统简介（1）定时器计数器

1、MCS-51系列中51子系列有两个16位的可编程定时计数器可：定时计数器T0和定时计数器T1。它由加法计数器、方式寄存器TMOD、控制寄存器TCON等组成。方式寄存器用于设定定时计数器T0和T1的工作方式，控制寄存器用于对定时计数器启动、停止进行控制。

2、每个定时计数器既可以对系统时钟计数实现定时，也可以外部信号计数实现计数功能通过编程设定来实现。

3、每个定时计数器都有多种工作方式，其中T0有四种工作方式，T1有三种工作方式，T2有三种工作方式。通过编程可设定工作于某种方式。四种工作方式为：13位定时计数器、16位定时计数器、8位自动重置定时 6

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计数器、两个8位定时计数器（只有T0有）

4、每一个定时计数器定时计数时间到时产生溢出，使相应的溢出位置位，溢出可通过查询或中断方式处理。

（2）中断系统

1、MCS-51单片机提供5个硬件中断源，2个外部中断源，2个定时计数器T0和T1的溢出中断TF0和TF1，1个串行口发送TI和接收RI中断。

2、MCS-51单片机中没有专门的开中断和关中断指令，对各个中断源的允许和屏蔽是由内部的中断允许寄存器IE的各位来控制的。中断允许寄存器IE的字节地址为A8H，可以进行位寻址。系统复位时，中断允许寄存器IE的内容为00H，如果要开放某个中断源，则必须使IE中的总控置位和对应的中断允许位置“1”。

3、MCS-51单片机有5个中断源，为了处理方便，每个中断源有两级控制，高优先级和低优先级。通过由内部的中断优先级寄存器IP来设置，中断优先级寄存器IP的字节地址为B8H，可以进行位寻址。如果某位被置“1”，则对应的中断源被设为高优先级；如果某位被清零，则对应的中断源被设为低优先级。对于同级中断源，系统有默认的优先权顺序，从高到低优先权顺序为外部中断0、定时计数器T0中断、外部中断

1、定时计数器T1中断、串行口中断。通过设置中断优先级寄存器IP能够改变系统默认的优先级顺序。

4、MCS-51单片机响应中断的条件为：中断源有请求且中断允许。

2.1.2 八位一体七段数码管

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数码管使用条件：

a、段及小数点上加限流电阻。

b、使用电压：段：根据发光颜色决定； 小数点：根据发光颜色决定。c、使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 4-5mA 峰值电流 100mA 上图为七段数码管引脚图，其中共阳极数码管引脚图和共阴极相同。LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。右图是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。

将多只LED的阴极连在一起即为共阴式，而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。以共阴式为例，如把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。当然，LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。假如我们将“b”和“c”段接上正电源，其它端接地或悬空，那么“b”和“c”段发光，此时，数码管显示将显示数字“1”。而将“a”、“b”、“d”、“e”和“g”段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“2”。其它字符的显示原理类同。

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2.1.3 并行接口扩展芯片8255 8255内部包括三个并行数据输入/输出端口，两个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和8位总线缓冲器。

各部分功能概括如下：（1）端口A、B、C A口：是一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。B口：是一个8位数据输入/输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。C口：是一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器（输入不锁存）。

通常A口、B口作为数据输入/输出端口。C口作为控制/状态信息端口，它在“方式控制字”的控制下可分为两个4位端口，每个端口有一个4位锁存器，分别与A口、B口配合使用，作为控制信号输出或状态信息输入端口。

（2）工作方式控制电路

工作方式控制电路有两个，一个是A组控制电路，另一个是B组控制电路。

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这两组控制电路具有一个控制命令寄存器，用来接受中央处理器发来的控制字，以决定两组端口的工作方式，也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或者按位置“1”。

A组控制电路用来控制A口和C口的上半部分（PC7-PC4）。B组控制电路用来控制B口和C口的下半部分（PC3-PC0）。

（3）总线数据缓冲器

总线数据缓冲器是一个三态双向8位缓冲器，作为8255与系统总线之间的接口，用来传送数据、指令、控制命令以及外部状态信息。

（4）读/写控制逻辑电路

读/写控制逻辑电路接受CPU发来的控制信号RD、WR、RESET、地址信号A1-A0等，然后根据控制信号的要求，将端口数据读出，发往CPU，或者将CPU送来的数据写入端口。

2.2 电路的组成

2.2.1 数码管显示电路

数码管显示器成本低，配置灵活，与单片机接口简单，在单片机应用系统中广泛应用。

数码管的工作原理如下：

数码管是由8个发光二极管构成的显示器件。在数码管中，若将二极管的阳极连在一起，称为共阳极数码管；若将二极管的阴极连在一起，称为共阴极数码管。本次课程设计用到的8个数码管均是共阳极的。当发光二极管导通时，它就会发光。每个二极管就是一个笔划，若干个二极管发光时，就

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构成了一个显示字符。将单片机的I/O口控制相应的芯片与数码管的a-g相连，高电平的位对应的发光二极管亮，这样，由I/O口输出不同的代码，就可以控制数码管显示不同的字符。8个数码管均采用动态显示方式，显示当前的时间。

2.2.2 键盘扫描电路

键盘扫描电路图

键盘可分为两类：非编码键盘和编码键盘；常见的非编码键盘有两种结构：独立式键盘和矩阵式键盘。本次课程设计使用矩阵式键盘。

矩阵键盘的工作原理：按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。列线通过上拉电阻接到+5V 电源上。无按键按下时，列线处于高电平的状态，而当有按键按下时，列线电平与此列线相连的行线电平决定。

行列扫描法原理：第一步，使列线为编程的输入线，行线是输出线，拉低所有的行线，判断列线的变化，如果有按键按下，按键按下的对应列线被拉低，否则所有的列线都为高电平。第二步，在第一步判断有键按下后，延时10ms消除机械抖动，再次读取列值，如果此列线还处于低电平状态则进入下一步，否则返回第一步重新判断。第三步，开始扫描按键位置，采用 11

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逐行扫描，分别拉低第一行，第二行，第三行，第四行，无论拉低哪一行其他三行都为高电平，读取列值找到按键的位置，分别把行值和列值储存在寄存器里。第四步，从寄存器中找到行值和列值并把其合并，得到按键值，对此按键值进行编码，与已经设定好的键码表进行一一对比，如果不等，则继续比较，如果相等，则利用转移指令实现键盘扫描到按键功能的转移。

2.2.3 音乐闹铃电路

蜂鸣器电路

2.2.3.1 蜂鸣器

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型，他广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话 12

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机等电子产品中作发声器件。

2.2.3.2 单片机驱动

单片机上面使用的蜂鸣器一般都是无源电磁式的蜂鸣器（如下图所示）。它由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。

2.2.4 复位电路

RESET/Vpd为复位信号复用脚，当80C51通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指针写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态，80C51的初始态。

上电复位：上电复位电路是—种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复 13

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位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。

电路图如下：

上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。

3软件设计 4.调试

5.新增功能及实现方法

5.1定时器产生音乐的原理

音乐的产生主要是通过单片机的I/O口输出高低不同的脉冲信号来控制蜂鸣器发音。要想产生音频脉冲信号，需要算出某一音频的周期(1/频率)，然后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用单片机定时器计时这个半个周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O口反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O口反相，这样就能在此I/O口上得到此频率的脉冲。

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通常，利用单片机的内部定时器0，工作在方式1下，改变计数初值TH0和TL0来产生不同频率。

对于音乐的节拍，每个音符使用1个字节，字节的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的节拍。如果1拍为0.4S，1/4拍为0.1S，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4拍为1DELAY，那么1拍应为4DELAY，以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY,其余的节拍就是它的倍数。

总而言之，一首乐曲是由音阶和节拍两大要素构成。一首乐曲演奏的原理是：不同音阶分别对应不同的频率，发出不同的音调，而节拍则控制发出音调时间的长短；若将乐曲的音调连续发出，并使其按相应的节拍变化，即可演奏一首乐曲。根据这一特点，我们采用单片机辅以相应的接口来设计音乐播放器。

5.2实现方法

利用定时器产生音乐，添加了音乐闹钟功能，能在闹钟时间到来时蜂鸣器发出《祝你生日快乐》歌，但缺点是在响铃时间里，无法正常显示时间。在此次课程设计中，产生的音乐是利用查表法来改变定时器T1的初值，即改变音高，而通过延时来确定每个音符的长短，即确定音长。

6.小结与体会 7.参考文献

【1】《单片机原理、接口及应用——单片机嵌入式系统技术基础（第2版）》，肖看、李群芳，清华大学出版社

【2】《单片机原理及应用》，霍孟友，机械工程出版社

【3】《51系列单片机设计实例（第二版）》，楼然苗、李光飞，北京航

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空航天大学出版社

8.附录

8.1 源程序代码ORG 0000H LJMP START

ORG 000BH LJMP T0INT;T0中断服务程序

ORG 001BH LJMP TIM0

;;;;;主程序;;;;;;;;START:LCALL CLEA

START1:LCALL SCAN LCALL BELLSCAN LCALL KEYSCAN SJMP START1

CLEA:MOV R0,#70H MOV R7,#0EH CLEAR:MOV @R0,#00H INC R0 DJNZ R7,CLEAR;70H~7CH赋值0 MOV TMOD,#11H MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#03CH SETB EA SETB ET0 SETB EX0 SETB TR0 CLR IT0 MOV 72H,#10 MOV 75H,#10 MOV 68H,#55H MOV 69H,#01H MOV 6AH,#00H CLR P1.0 RET

;延时子程序1MS DL1MS: MOV R6,#14H DL1: MOV R7,#19H DL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 RET

DL10MS:ACALL SCAN ACALL SCAN ACALL SCAN RET

;《祝你生日快乐》音乐闹铃程序BELLSCAN:MOV A,6AH

CJNE A,7AH,BELLOUT

MOV A,69H

CJNE A,79H,BELLOUT

MOV A,68H

CJNE A,78H,BELLOUT

LCALL MUSIC BELLOUT:RET MUSIC:

MOV IE,#8AH MOV 30H,#00H

NEXT1:MOV A,30H MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV R2,A JZ END0 ANL A,#0FH MOV R5,A MOV A,R2 SWAP A ANL A,#0FH

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JNZ SING CLR TR1 LJMP D1 SING:DEC A MOV 22H,A RL A MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,@A+DPTR MOV TH1,A MOV 21H,A MOV A,22H RL A INC A MOVC A,@A+DPTR MOV TL1,A MOV 20H,A SETB TR1 D1:LCALL DELAY INC 30H LJMP NEXT1 END0:CLR TR1 LCALL BELLOUT

TIM0:PUSH ACC PUSH PSW MOV TL1,20H MOV TH1,21H CPL P1.0 POP PSW POP ACC RETI

DELAY:MOV R7,#02H D2:MOV R4,#187 D3:MOV R3,#248 DJNZ R3,$ DJNZ R4,D3 DJNZ R7,D2 DJNZ R5,DELAY RET

TABLE1:DW 64260,64400,64521,64580

DW 64684,64777,64820,64898 DW 64968,65030,65058,65110 DW 65157,65178,65217

TABLE:;1

DB 82H,01H,81H,94H,84H DB 0B4H,0A4H,04H

DB 82H,01H,81H,94H,84H DB 0C4H,0B4H,04H;2

DB 82H,01H,81H,0F4H,0D4H DB 0B4H,0A4H,94H

DB 0E2H,01H,0E1H,0D4H,0B4H DB 0C4H,0B4H,04H DB 00H

SCAN:;把记的数送给偏移量

MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#80H

MOVX @DPTR,A;写控制字,在显示程序中A口输出，B口输出

MOV A,78H;秒 MOV B,#0AH DIV AB MOV 71H,A MOV 70H,B

MOV A,79H;分

MOV B,#0AH DIV AB MOV 74H,A MOV 73H,B

MOV A,7AH;时

MOV B,#0AH DIV AB MOV 77H,A

MOV 76H,B;

单片机课程设计

T0中断允许

;循环扫描显示,数码管显示程序,数码管为共阳型

MOV R1,#70H MOV R5,#80H;位选

MOV R3,#08H SCAN1:MOV A,R5 MOV DPTR,#7FFCH MOVX @DPTR,A;送A口位选

MOV A,@R1 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR

MOV DPTR,#7FFDH MOVX @DPTR,A;送B口字形码

LCALL DL1MS

INC R1;字形码偏移量

MOV A,R5 RR A;位选码

MOV R5,A DJNZ R3,SCAN1;8次

MOV DPTR,#7FFCH MOV A,#00H MOVX @DPTR,A;A口清位选

RET TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH;对应于“0”~“9”、“_”

;定时器T0中断服务程序 T0INT:PUSH ACC

CLR ET0;停

CLR TR0;停T0工作

MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#03CH SETB TR0;开T0工作

INC 7BH;7BH存放20

MOV A,7BH

CJNE A,#14H,OUTT0;20

MOV 7BH,#00H

INC 78H;78H秒

MOV A,78H

CJNE A,#3CH,OUTT0;60

MOV 78H,#00H

INC 79H

;79H分

MOV A,79H

CJNE A,#3CH,OUTT0;60

MOV 79H,#00H

INC 7AH

;7AH时

MOV A,7AH

CJNE A,#18H,OUTT0;24

MOV 7AH,#00

OUTT0:SETB ET0;开T0中断允许

POP ACC RETI

;;;;;;键盘扫描子程序;;;;;;;;

KEYSCAN:MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#82H

MOVX @DPTR,A;写控制字,此时A口输出,B口输入

MOV DPTR,#7FFEH MOV A,#00H

MOVX @DPTR,A;C口写0

单片机课程设计

MOV DPTR,#7FFDH MOVX A,@DPTR MOV B,A

;B口输入

CJNE A,#0FFH,HAVE KEYOUT: RET

HAVE: LCALL DL10MS1 MOVX A,@DPTR CJNE A,B,KEYOUT;延时一段时间再检测有键按下才开始扫描处理

INC DPTR MOV A,#0FEH MOV B,A MOVX @DPTR,A;C口输出行值

MOV DPTR,#7FFDH MOVX A,@DPTR;B口输入列值

CJNE A,#0FFH,KEYLIE0

MOV A,B RL A MOV B,A MOV DPTR,#7FFEH MOVX @DPTR,A;C口输出行值

MOV DPTR,#7FFDH MOVX A,@DPTR;B口输入列值

CJNE A,#0FFH,KEYLIE1

MOV A,B RL A MOV B,A

MOV DPTR,#7FFEH

MOVX @DPTR,A;C口输出行值

MOV DPTR,#7FFDH

MOVX A,@DPTR;B口输入列值

CJNE A,#0FFH,KEYLIE2

MOV A,B RL A

MOV DPTR,#7FFEH

MOVX @DPTR,A;C口输出行值

MOV DPTR,#7FFDH

MOVX A,@DPTR;B口输入列值

CJNE A,#0FFH,KEYLIE3 ACALL KEYOUT;

KEYLIE0:MOV R2,#00H;R2 键码 行值，第1行八个数

LJMP KEYGET

KEYLIE1:MOV R2,#08H;第2行，八个数 LJMP KEYGET

KEYLIE2:MOV R2,#10H;第3行，八个数 LJMP KEYGET

KEYLIE3:MOV R2,#18H;第4行，八个数 LJMP KEYGET

KEYGET:MOV B,A

;B中存放B口读入的列值

MOV DPTR,#KEYTAB MOV A,#0 NEXT: PUSH ACC

MOVC A,@A+DPTR CJNE A,B,AGAIN

POP ACC;A是偏移值，即列值 ADD A,R2;A中存放键码

单片机课程设计

MOV B,A RL A

ADD A,B;PC偏移量

MOV LJMP KEYFUN30 LJMP KEYFUN31 RET KEYTAB:DB

0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FH DPTR,#KEYFUNTAB JMP @A+DPTR

AGAIN: POP ACC INC A CJNE A,#8,NEXT ACALL KEYOUT

KEYFUNTAB: LJMP KEYFUN00 LJMP KEYFUN01 LJMP KEYFUN02 LJMP KEYFUN03 LJMP KEYFUN04 LJMP KEYFUN05 LJMP KEYFUN06 LJMP KEYFUN07 LJMP KEYFUN08 LJMP KEYFUN09 LJMP KEYFUN10 LJMP KEYFUN11 LJMP KEYFUN12 LJMP KEYFUN13 LJMP KEYFUN14 LJMP KEYFUN15 LJMP KEYFUN16 LJMP KEYFUN17 LJMP KEYFUN18 LJMP KEYFUN19 LJMP KEYFUN20 LJMP KEYFUN21 LJMP KEYFUN22 LJMP KEYFUN23 LJMP KEYFUN24 LJMP KEYFUN25 LJMP KEYFUN26 LJMP KEYFUN27 LJMP KEYFUN28 LJMP KEYFUN29

;0 1 2 3 4 5 6 7

RET

DL10MS1:MOV R4,#20 DL3: MOV R5,#7DH DL4: NOP NOP

DJNZ R5,DL4 DJNZ R4,DL3 RET

KEYFUN00:MOV @R0,#00H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU

RET

KEYFUN01:MOV @R0,#01H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

KEYFUN02:MOV @R0,#02H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

KEYFUN03:MOV @R0,#03H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

KEYFUN04:MOV @R0,#04H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

KEYFUN05:MOV @R0,#05H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

KEYFUN06:MOV @R0,#06H MOV A,7EH

CJNE A,#0FFH,CALCU RET

单片机课程设计

KEYFUN07:MOV @R0,#07H MOV A,7EH CJNE A,#0FFH,CALCU RET KEYFUN08:MOV @R0,#08H MOV A,7EH CJNE A,#0FFH,CALCU RET KEYFUN09:MOV @R0,#09H MOV A,7EH CJNE A,#0FFH,CALCU RET CALCU: MOV A,71H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,70H MOV 78H,A MOV A,74H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,73H MOV 79H,A MOV A,77H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,76H MOV 7AH,A RET

KEYFUN10://调时键 CLR TR0

MOV R0,#77H;R0指向时的偏移量

MOV 7DH,#00H;闪烁标志位

LCALL FLASH

RET FLASH:MOV A,@R0 MOV @R0,#0BH;R0(此时77H)指向熄灭的偏移量

MOV 7CH,#3DH;7CH单元存放循环次数 RE: LCALL OFFSCAN DJNZ 7CH,RE;调用OFFSCAN60次，半秒

MOV @R0,A;R0（此时77H）指向原来的偏移量

MOV 7CH,#3DH RE1: LCALL OFFSCAN

DJNZ 7CH,RE1;调用OFFSCAN60次，半秒 LCALL KEYSCAN;键盘扫描

MOV A,7DH CJNE A,#0FFH,FLASH;判断闪烁标志位

RET OFFSCAN: PUSH ACC MOV R1,#70H MOV R5,#80H;位选

MOV R3,#08H OFFSCAN1:MOV DPTR,#7FFFH MOV A,#80H

MOVX @DPTR,A;写控制字

MOV A,R5 MOV DPTR,#7FFCH MOVX @DPTR,A;A口输出位选

MOV A,@R1 MOV DPTR,#OFFTAB MOVC A,@A+DPTR

MOV DPTR,#7FFDH

MOVX @DPTR,A;B口输出字形码

LCALL DL1MS

INC R1

;R1指向下一个单元

MOV A,R5 RR A MOV R5,A;位选

DJNZ R3,OFFSCAN1;8次

单片机课程设计

MOV DPTR,#7FFCH MOV A,#00H MUL AB ADD A,73H MOV 69H,A MOVX @DPTR,A;A口位选清零

POP ACC RET OFFTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH,0FFH,89H RET //调时键按下

KEYFUN11:INC R0 RET KEYFUN12:DEC R0 RET KEYFUN13://走时键

MOV 7DH,#0FFH SETB TR0

RET KEYFUN14://闹铃键 MOV R0,#77H MOV 7EH,#0FFH;改变显示单元，不改变计数单元

MOV 7DH,#00H;开FLASH标志位

LCALL FLASH RET

KEYFUN15://闹钟时间确认键，写入计数比较单元

MOV A,71H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,70H MOV 68H,A

MOV A,74H MOV B,#0AH

MOV A,77H MOV B,#0AH MUL AB ADD A,76H MOV 6AH,A RET

KEYFUN16:RET

KEYFUN17:MOV 7DH,#00H MOV 70H,#0CH

MOV 71H,#0BH

MOV 72H,#0BH

MOV 73H,#0BH

MOV 74H,#0BH

MOV 75H,#0BH

MOV 76H,#0BH

MOV 77H,#0BH;送熄灭符以及H符

MOV R0,#70H

LCALL FLASH

RET

KEYFUN18:MOV 7DH,#0FFH;关闭闪烁 LCALL CLEA RET KEYFUN19:RET KEYFUN20:RET KEYFUN21:RET KEYFUN22:RET KEYFUN23:RET KEYFUN24:RET KEYFUN25:RET KEYFUN26:RET KEYFUN27:RET KEYFUN28:RET KEYFUN29:RET KEYFUN30:RET KEYFUN31:RET ACALL KEYOUT END

单片机课程设计

8.2电路图

总体电路图

第四篇：实验二 单片机定时器和计数器编程

仲恺农业工程学院实验报告纸

信息学院（院、系）专业班组单片机原理及接口技术课实验二单片机定时器/计数器编程

一、实验目的1、掌握单片机定时器/计数器的工作方式；

2、掌握单片机定时器/计数器的编程方法。

二、实验内容

1、学习单片机定时器/计数器的工作方式、初始化以及应用等；

2、利用单片机定时器/计数器编写程序驱动开发板上的led和蜂鸣器按一定规律工作。

三、实验设备

1、STC单片机开发板；

2、PC机以及串口线。

四、实验步骤

参考实验指导书。

五、实验总结

第五篇：AVR单片机定时器TC0定时操作过程

定时器T/C0定时功能实现过程

一、中断总使能:SREG=0X80;

二、使能定时器溢出中断,TIMSK的TOIE0置1

三、选择定时器时钟分频系数，由TCCR0的CS01,CS01,CS00决定。

四、定时器计数器付初始值，TCNT0=61,TCNT0位8位寄存器，计数范围为0-255，付初始值61后，从61开始计数到255时产生溢出中断

付初值后定时就开始工作。

定时时间计算：每个计数时钟脉冲的时间T=1/f，f=晶振频率/分频系数，如晶振为8MHZ，分频系数为1024，则定时器器时钟

频率为f=8000000HZ/1024=7812.5HZ，单个时钟脉冲时间：T=1/f=1/7812.5=0.128ms（毫秒），T/C0最大的计数值 为256，最大计时时间为256*0.128ms=32.768ms。

定时器初值计算公式：定时器初值=256-定时时间/单个时钟脉冲时间： 如定时25ms，初值=256-25ms/0.128ms=256-195=61

注：1MHZ=1000KHZ=1000000HZ，1s(秒)=1000ms(毫秒）

/***************************************************************************************

函数功能：定时器T/C0实现1秒钟定时，控制发光二极管周期性亮灭，晶振8MHZ

***************************************************************************************/

#include

char Counter = 0;// 1S计数变量清零，变量声明

/********端口初始化********/

void port_init()//端口初始化子函数

{

PORTA=0xFF;//PA口配置为输出

DDRA=0xFF;//PA口初始值为“1”

}

/********定时器0初始化********/

void timer0_init()//因为定时时间太短，看不到灯的变化

{

SREG = 0x80;//使能全局中断

TIMSK|=(1<

TCCR0|=(1<

TCNT0 = 61;//定时初值设置，定时时间 =(256-61)/7812.5=25ms

}

/********主函数********/

void main()

{

port_init();

timer0_init();

while(1);

}

/********定时器0中断服务函数********/

#pragma interrupt_handler timer0_ovf:10

void timer0_ovf(void)

{

TCNT0 =61;//重装计数初值

if(++Counter >= 40)//定时时间到1S吗?定时中断溢出40次为1S,25ms*40=1000ms=1s(秒）{

PORTA^=BIT(0);//，将PA口的第0位取反操作。

Counter = 0;//1S计时变量清零

}

}

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