基于单片机的简易定时报警器电路设计(含电路图

2020-01-16 作者:公司产品   |   浏览(192)

  控制的。要求根据设定的初始值(1-59秒)进行倒计时,当计时到0时数码管闪烁“00”(以1Hz闪烁),按键功能如下:

  (1)设定键:在倒计时模式时,按下此键后停止倒计时,进入设置状态;如果已经处于设置状态则此键无效。

  (4)确认键:在设置状态时,按下此键后,单片机按照新的初始值进行倒计时及显示倒计时的数字。如果已经处于计时状态则此键无效。

  计时功能:要实现计时功能则需要使用定时器来计时,通过设置定时器的初始值来控制溢出中断的时间间隔,再利用一个变量记录定时器溢出的次数,达到定时1秒中的功能。然后,当计时每到1秒钟后,倒计时的计数器减1。当倒计时计数器到0时,触发另一个标志变量,进入闪烁状态。

  显示功能:显示倒计时的数字要采用动态扫描的方式将数字拆成“十位”和“个位”动态扫描显示。如果处于闪烁状态,则可以不需要动态扫描显示,只需要控制共阴极数码管的位控线,实现数码管的灭和亮。

  键盘扫描和运行模式的切换:主程序在初始化一些变量和寄存器之后,需要不断循环地读取键盘的状态和动态扫描数码管显示相应的数字。根据键盘的按键值实现设置状态、计时状态的切换。

  选用MCS-51系列AT89S51单片机作为微控制器,选择两个四联的共阴极数码管组成8位显示模块,由于AT89S51单片机驱动能力有限,采用两片74HC244实现总线段码输出,在输出口上各串联一个100欧姆的电阻对7段数码管限流。

  由于键盘数量不多,选择独立式按键与P1口连接作为四个按键输入。没有键按下时P1.0-P1.3为高电平,当有键按下时,P1.0-P1.3相应管脚为低电平。电路原理图如图3-1所示。

  采用单片机的P3口作为按键的输入,使用独立式按键与P3.0-P3.3连接,构成四个功能按键。

  在计时功能中,需要三个变量分别暂存定时器溢出的次数(T1_cnt)、倒计时的初始值(init_val)以及当前倒计时的秒数(cnt_val)。

  按键扫描功能中,需要两个变量,一个变量(key_val_new)用来存储当前扫描的键值(若无按键按下则为255),另一个变量(key_val_old)用来存储上一次扫描的键值。只有这两个变量值不一样时,才能说明是一次新的按键按下或弹起了,同时将新的键值赋给key_val_old变量。

  在显示功能中,需要定义一组数组(code类型),值为0-9数字对应的数码管7段码。还需要定义一个变量(show_val)暂存要显示的数据,用于动态扫描显示中。

  在整个程序中,定义了一个状态变量(state_val)用来存储当前单片机工作在哪种状态。

  鉴于题目要求,存在三种工作模式:初始值设置模式、倒计时模式、计时到0时的闪烁模式。变量state_val为0时,处于倒计时模式。变量state_val为1时,处于初始值设置模式。变量state_val为2时,处于闪烁模式。这些状态的切换取决于按下哪一个键以及是否计时到0。状态的切换图如图3-2

  单片机复位之后,默认处于倒计时模式,启动定时器,定时器每隔250us溢出一次,根据定时器溢出次数来计时,到1秒时将时间的计数器减1。当“设置键”按下时,变量state_val由0变为1,切换到设置模式。可以使用“递增键”“递减键”对计时初始值进行修改。按下“确认键”时,回到计时模式开始以新的初始值进行倒计时。电动车报警器安装教程当倒计时到0时,变量state_val由1变为2,处于闪烁状态,在这种状态下,根据按键的情况分别又切换到计时和设置状态。

  主程序首先需要初始化定时器的参数和一些变量,然后进入一个循环结构,在循环中始终只做两件事,一是键盘的扫描,二是数码管的动态扫描。

  在扫描键盘后,根据前一次按键的结果是否与本次键值相同。如果不同,表示有键按下或弹起,同时用本次按键值更新上一次的按键值。这样设计旨在避免一个按键长时间按下时被重复判为有新键按下,使得当前按下的键只有松开后,下一次按下时才算为一次新的按键。

  根据按键的值分别改变变量(state_val)的值或者在设置状态时的倒计时初始值。完整的主程序图如图3-3所示。

  在定时器的参数中,选择定时器T1的8位自动装载模式,每250us产生一次溢出中断,中断服务程序如图3-4所示。

  软件调试方案:伟福软件中,在“文件新建文件”中,新建C语言源程序文件,编写相应的程序。在“文件新建项目”的菜单中,新建项目并将C语言源程序文件包括在项目文件中。

  在 “项目编译”菜单中将C源文件编译,检查语法错误及逻辑错误。在编译成功后,产生以 “*.hex”和“*.bin” 后缀的目标文件。

  硬件调试方案:在设计平台中,将单片机的P3.0-P3.3分别与独立式键盘的相应位通过插线连接起来。

  在伟福中将程序文件编译成目标文件后,运行MCU下载程序,选择相应的flash 数据文件,点击“编程”按钮,将程序文件下载到单片机的Flash中。

  然后,上电重新启动单片机,检查所编写的程序是否达到题目的要求,是否全面完整地完成试题的内容。

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