淮陰工學院
選題名稱定時器
系（院計算機工程學院
專業通訊專業
班級姓名學號:
指導教師
學年學期: 2010 ~ 2011 學年第 2 學期
2011 年 6 月 10 日
摘要： 隨著時代的進步，電子行業的發展，定時器的應用也越來越廣泛。傳統的定時器絕大多數都是發條驅動式、電機傳動式或電鐘式等機械定時器。
相對於傳統的定時器，電子定時器體積小、重量輕、造價低、精度高、壽命長而且安全可靠、調整方便、適於頻繁使用。本設計利用定時器/計數器定時2s，某鍵按下去開始計時，定時時間到紅燈亮，再按一下停止計時。利用微控制器80c51實現定時2s的功能。
採用按鍵方式控制定時器工作及led。復位電路選用上電自動復位方式。本文詳細闡述了系統工作原理，並給出了硬體連線圖，軟體流程及**分析。
關鍵詞：80c51；定時器；led；復位電路；振盪電路；按鍵電路
設計任務書
目錄1 課題綜述1
1.1 課題**和意義1
1.2 預期目標及實現方法1
2 系統分析1
2.1 涉及的基礎知識1
2.2 總體方案5
3 系統設計5
3.1 硬體連線5
3.2 軟體設計6
總結9致謝10
參考文獻11
傳統的定時器絕大多數都是發條驅動式、電機傳動式或電鐘式等機械定時器，部分電子器械中也有試用時間繼電器的。相對於傳統的定時器，電子定時器體積小、重量輕、造價低、精度高、壽命長而且安全可靠、調整方便、適於頻繁使用。所以電子定時器的發展必定大有前途。
同時隨著現代電子技術的發展，電子定時器也在不斷的進步，朝著更多用途、更高精度、更小體積發展著。
定時器是日常生活中用得最多的，例如，家用電器中的微波爐、洗衣機、電飯煲等內部都含有不同形式的定時器。在工業控制中，也經常遇到對某些物理量定時進行取樣與控制的問題。在本設計中，定時器將利用微控制器80c51實現簡單的定時器功能。
本課題的意義在於通過設計和製作本課題把學習到的知識融會貫通並應用到實際當中。做到學有所成，學有所用。
定時器要求利用定時器/計數器定時2s，某鍵按下去開始計時，定時時間到紅燈亮，再按一下停止計時。利用微控制器80c51實現定時2s的功能。採用按鍵方式控制定時器工作及led。
復位電路選用上電自動復位方式。
微控制器是整合在乙個晶元上的計算機，是計算機、自動控制和大規模積體電路技術相結合的產物，融計算機結構和控制功能於一體。本課程設計採用8位微控制器中乙個最基本、最典型的晶元型號80c51。
80c51有40引腳雙列直插式dip和44引腳方形扁平式qfp共兩種封裝形式。常用雙列直插式封裝形式，如圖2-1所示。
圖2-1 8051晶元引腳
1. 輸入/輸出口線
p0.0~p0.7 p0口8位雙向口線
p1.0~p1.7 p1口8位雙向口線
p2.0~p2.7 p2口8位雙向口線
p3.0~p3.7 p3口8位雙向口線
2. 訪問程式儲存器控制訊號ea
當ea訊號為低電平時，對rom的讀操作是針對外部程式儲存器的；而當ea訊號為高電平時，對rom的讀操作是從內部程式儲存器開始，並可延續至外部程式儲存器。
3. 復位訊號rst
當輸入的復位訊號延續2個機器週期以上高電平時即為有效，用於完成微控制器的復位操作。
4. 外接晶體引線端xtal1和xtal2
當使用晶元內部時鐘時，xtal1和xtal2用於外接石英晶體諧振器和微調電容；
當使用外部時鐘時，用於接入外部時鐘脈衝訊號。
微控制器的時鐘電路由振盪電路和分頻電路組成。其中振盪電路由反相器以及併聯外接的石英晶體和電容構成，用於產生振盪脈衝。而分頻電路則用於把振盪脈衝分頻，以得到所需要的時鐘訊號。
1． 振盪電路
80c51晶元中的高增益反相放大器，其輸入端為引腳xtal1，輸出端為引腳xtal2。通過這兩個引腳在晶元外並接石英晶體振盪器和兩隻電容器（電容c1和c2一般取30pf）。石英晶體為一感性元件與電容構成振盪迴路，為片內放大器提供正反饋和振盪所需的相移條件，從而構成乙個穩定的自激振盪器。
2． 分頻電路
振盪電路產生的振盪訊號並不直接為微控制器所用，而要進行分頻，經分頻後才能得到微控制器各種相關的時鐘訊號。振盪脈衝經二分頻後作為系統的時鐘訊號。
復位是微控制器的硬體初始化操作。經復位操作後，微控制器系統才能開始正常工作。復位操作有：
為一些專用暫存器設定初始狀態、程式狀態字psw清0、程式計數器pc被賦值為0000h以及為晶元的某些引腳設定電平狀態等內容。
復位操作有兩種復位方式，即加電復位和手動復位。加電復位是指通過專用的復位電路產生復位訊號。它是系統的原始復位方式，發生在開機加電時，是系統自動完成的。
加電復位是基本的、任何微控制器系統都具有的功能。手動復位也應通過專用的復位電路實現。
復位電路用於產生復位訊號。80c51基本復位電路共育上電復位、按鍵電平復位和按鍵脈衝復位3種。其中上電自動復位是通過電容充電來實現的，如圖2-2所示。
只有電源vcc的上公升時間不超過1ms，就可以實現自動上電復位。
圖2-2 上電復位
1.中斷源與中斷向量
80c51的中斷系統具有6個中斷源：2個外部中斷、2個定時器中斷和2個序列中斷。定時器中斷是為了滿足定時或計數的需要而設定的。
在微控制器晶元內部有2個定時器/計數器，所以定時器中斷也有2個：定時器1中斷和定時器0中斷。當計數器溢位時，表明定時時間到或計數值滿，這時內部電路就產生中斷請求。
由於這種中斷請求是在晶元內部發生，因此，在晶元上沒有對應的中斷請求引入端。
中斷向量是程式儲存器的乙個位址，表明乙個中斷的服務程式從這裡開始存放。中斷發生後要通過它引導cpu轉向相應的中斷服務。
表2-1 80c51的中斷
2.中斷控制
中斷控制是通過硬體實現的，但須進行軟體設定。中斷控制的內容共有4項：中斷允許控制、中斷請求標誌、中斷優先控制和外中斷觸發方式控制。
這些控制內容分布在4個控制暫存器中，包括：中斷允許暫存器、定時器控制暫存器、序列控制暫存器和中斷優先順序暫存器。
其中，中斷允許暫存器ie用於控制是否允許使用中斷。80c51通過中斷允許控制暫存器對中斷允許實行兩級控制：中斷系統總控制和各類中斷單個控制。
當總控制位ea=0時，關閉中斷系統，整個系統處於中斷禁止狀態，即使各分類中斷是允許的也不管用；只有當ea=1時，開放中斷系統，這時才能由各分類中斷控制位控制分類中斷的允許與禁止。定時器中斷允許控制位為et0和et1：當et0（et1）=0時，禁止定時器中斷；當et0（et1）=1時，允許定時器中斷。
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