天津工业大学电子CAD课程设计报告书三、总体方案本设计由硬件设计和软件设计两部分组成，总电路如图1所示，硬件设计主要包括单片机芯片选择，数码管选择及晶振，电容，电阻等元器件的选择及其参数的确定；软件设计主要是实现30秒倒计时程序的编写，包括利用中断实现1秒的定时及30秒的倒计时。
具体设计：通过AT89C51型号单片机，由P0 I/O引脚分别控制7SEG–MPX2–CA型号数码管，通过单片机的p2.0和p2.1控制选通数码管控制十位和个位，达到显示30秒倒计时的目的。
30秒倒计时，到0时P1.0 1KHZ 声音报警，P1.1 LED 2 秒闪烁一次。
4 秒后声光停图1 30秒倒计时总体电路设计3.3.1硬件设计方法AT89C51的芯片概述AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k BytesISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
其工作电压在4.5－５V,一般我们选用＋5V电压。
外形及引脚排列如图2所示：AT89C51主要特性图2：AT89C51的核心电路框图LED数码管显示器概述本设计中采用的是7SEG–MPX2 –CA型号7段共阳数码管，它是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。
实物如图3所示：图3 7SEG–MPX2–CA型号数码管图5 程序框图3.3.2软件设计方法定时/计数器初值计算（1）本电路应用TIMER0 MODE 16位计数器的计时中断法。
（2）12M的晶振每秒可以产生1M个机器周期,1秒等于1000000微秒,而每一计时脉冲是1微秒,因此需输入100000个计时脉冲,方可达到1秒的时间。
本设计中，设定中断每次溢出时间50ms。
（3）由上式得知，循环20次即可达到1秒定时，即：N=t/Tcy=0.05s/0.000001=5000X=65536-5000=15536=3CB0H（4）由上式得知5000个脉冲，首先需设定TL0=3CH,TH0=0B0H，此时第1次只要输入5000个脉冲输入，就会溢出；第2次至第20次，则需每1000000个计时脉冲，定时1秒。
（5）上电时，显示30，开始倒数计时按下开关实现复位。
四、原理图仿真4.1软件调试过程4.1.1 系统调试工具keil C51Keil C51 仿真器是一款利用KEIL C51 的IDE 集成开发环境作为仿真环境的廉价仿真器，是利用SST公司具有IAP功能的单片机SST89C58制作而成，主要是利用了SST89C58的IAP 功能，所谓IAP功能是In application program 的英文缩写，是在应用编程的意思，通俗一点讲就是：它可以通过串口将用户的程序下载到单片机中，可以通过串口对单片机进行编程。
它之所以具有这种功能，实际上它有两块程序flash区，其中一块flash中运行的程序可以更改另外的一块程序flash区中的程序，正是利用这一特性才用它作成了仿真器，我们把仿真器的监控程序事先烧入SST89C58，监控程序通过SST89C58的串口和PC通讯，当使用KEIL C51的IDE环境仿真时，用户的程序通过串口被监控程序写入flash程序区中，当用户设置断点等操作仿真程序时，flash程序中的用户程序也在相应的更改，从而实现了仿真功能。
调试的主要方法：1. 启动Keil c512. 新建一个工程。
Project菜单—〉New project ，选择好我们要保存的文件夹后，键入Frist 保存。
接着弹出CPU类型选择框，我们选择最常用的AT89C51,按确定。
3. 在工程中加入文件。
新建一个文件，文件菜单File—〉New，我们再选择：文件菜单File—〉Save As? （另存为）弹出对话框后，我们文件名框中键入First.c（注意文件后缀名是 .ASM）保存.ASM文件建好啦。
现在我们把文件加入到工程中去。
点击Target 1前面的+号，右键单击Source Group 1—〉选择Add Files to Group，Source Group 1，选择添加 Add。
编译运行，检查程序是否有错误。
4.1.2 系统调试工具PROTEUSProteus是一款EDA软件，该软件具有模拟电路仿真，数字电路仿真，单片机以及外围电路组成的系统的仿真，RS-232动态仿真，I2C调试器，SPI调试器，键盘和LCD系统的仿真，以及各种虚拟仪器，如示波器，逻辑分析仪，信号发生器等。
该软件目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、ARM以及各种外围芯片。
该软件还支持大量的存储器和外围芯片，所以，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件。
调试方法：首先用Keil软件将C编译成HEX文件，打开Keil软件，新建一个文档，输入C 程序，保存成C格式文件，然后新建工程，连接单片机为AT89C51，选择Options for target，选择OUTPUT子菜单，在Create HEX Fi前打钩，DeBug子菜单中，Settings选择ProteusVSMSimulator，USE前打钩，再次运行文件，成功后在目录下会生成HEX文件，打开Proteus软件，或直接点击DSN文件，双击单片机模板，点击文件夹式样的图标选择对应的HEX驱动文件，然后点击开始，进行调试。
1、启动2、暂停3、倒计时完成五、元器件清单序号元件类型元件参数元件个数备注1 芯片AT89C51 12 晶振12M 13 电源接口5V 14 电容100PF 35 排阻10K 16 电阻300 27 电阻10K 18 排阻10K 19 数码管7SEG–MPX2–CA 1 共阳10 电解电容2200u 111 电解电容10u 112 蜂鸣器Buzzer 113 发光二极管D1、D2 2六、PCB版图图6 仿真图附录2软件程序STRT EQU P2.5STP EQU P2.6CLRR EQU P2.7ORG 00HAJMP MAINORG 0BHAJMP T0INTORG 1BHAJMP T1INTORG 30HMAIN: MOV SP,#60HMOV DPTR,#TABMOV TMOD,#11H ;T0、T1定时方式1 SETB EASETB ET0SETB ET1MOV TH0,#3CH ;50ms定时常数MOV TL0,#0B0HMOV TH1,#0FEH ;0.5ms定时常数MOV TL1,#0CHMOV R0,#20 ;20x50mS=1SMOV R1,#4 ;蜂鸣4SMOV R4,#30 ;倒计时30Sk1: LCALL DISPJB STRT,K2LCALL DISPJNB STRT,$-3AJMP STARTk2: JB STP,K3LCALL DISPJNB STP,STOPK3: JB CLRR,K1LCALL DISPJNB CLRR,CLEARAJMP K1START: SETB TR0AJMP K1STOP: CLR TR0AJMP K2CLEAR: CLR TR0MOV R4,#0AJMP K1T0INT: MOV TH0,#03CH; ;定时中断子程序。
重装定时常数MOV TL0,#0B0H;DJNZ R0,T0INTR ;50msX20=1S，未满20次，跳出中断子程序MOV R0,#20CJNE R4,#0,T0INT1AJMP T0INT2 ;倒计时间到，跳转T0INT1: DEC R4RETIT0INT2: CPL P1.1 ;LED光报警DEC R1CJNE R1,#0,T0INT3 ;报警时间未到，继续CLR TR1ACALL DISPAJMP $-2T0INT3: ACALL ALARMAJMP T0INTRT0INTR: RETIT1INT: MOV TH1,#0FEH ;P1.0 0.5ms高低电平变换一次，频率即为1KHz MOV TL1,#0CHCPL P1.0RETIALARM: SETB TR1RETDISP: MOV A,R4MOV B,#10DIV AB ;当前值除以10MOV 20H,A ;得出的商送给十位MOV 21H,B ;得出的余数送给个位MOV A,20H ;十位显示MOVC A,@A+DPTRMOV P0,ASETB P2.1LCALL DELAYCLR P2.1MOV A,21H ;个位显示MOVC A,@A+DPTRMOV P0,ASETB P2.0LCALL DELAYCLR P2.0RET ；子程序返回DELAY: ;误差 0usMOV R6,#10DL0:MOV R5,#50DJNZ R5,$DJNZ R6,DL0RET ；子程序返回TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;共阳极0-9显示代码DB 92H,82H,0F8H,80H,90HEND第10页，共11页。