关于计时器的设计

刘浩 李自成 王昊 李智郴 张颜宏

摘要：在现如今的社会工作中，计时器体现的价值无处不在，在各项竞技比赛中，时间是作为衡量比赛成绩的标准之一，用时的多少将决定你在此项比赛中的成绩，而如何有效且方便的对成绩进行记录，计时器在这个时候就充分的体现了其重要性。计时器的功能是按下开关开始计时，当再次按下开关计时停止，此时可以对第二次按下开关后的数据进行记录，当我们按下第三次开关的时候，显示器将清零，并不会保存数据，然后等待下次按下开关再继续工作。

关键词：计时工具;数字显示;计时器;功能

一、引言

自单片机从二十世纪七十年代发明以来，因其性价比高，得到了很多人的青睐、重视和关注。并且在现如今的社会生活当中能用到单片机的行业领域很多，运用的方式方法也很多。主要是单片机的性价比对于其他芯片来说显得非常的高，在现在的市场中包括我们国内的市场，可以看出有些单片机非常的便宜，甚至低廉，最低的低至十几块钱，甚至几块钱人民币，再给单片机加上少量的外围原件，就可以组装出一台多功能且可以智能操作的装置机器。并且单片机做出来集成度非常高，而且在现在这个少空间社会中有体积小的优点，这种装置把各种功能操作都集中在一块小小的芯片上，足以显现出它的优势。而且单片机的内部设计非常的人性，是采用简单的总线连接的结构，之所以使用总线连接结构，我们的目的是可以减少各种芯片之间的连线，这样做很大的提高了单片机给我们带来的可靠性，还有抗干扰能力，让我们对其使用得更加放心。并且，由于单片机这个东西体积比较的小，非常容易就可以采取电磁屏蔽或密封措施，这样就将芯片与外界产生很好的隔离。这样的话，在恶劣的环境中，我们也可以很好的工作不会担心单片机容易被损坏。从单片机的控制能力来说，经过几十年的发展可以说单片机的控制能力非常的强，所以我们使用它能够完成的指令非常的多，或者可以说是异常的丰富，这样就能充分地满足，在工业生产中对其控制的各种要求。这个单片机的功率很低，并且电压也很低，这样不仅使操作上的安全得以保障低，并且便于用于生产便携式的产品。从扩展方面来说，容易扩展，完全可以根据自己或者产品的需要来进行并行或串行的扩展，来设计完成各种不同应用，各种规模的计算机控制系统。自从单片机完成设计并使用以后，它仿佛就像工业大军一样加入了我们的生活之中，生活中有各种的机器器械等都使用上了单片机。如全自动洗衣机、双开门电冰箱、各种空调器、还有电子相关的玩具、 平时做饭用的电饭煲、还有娱乐设备比如视听音响设备等，这些家电设别用上了单片机过后，不仅提高了他们的智能化程度，还增加了各种功能，这样使得他们倍受人们的喜爱。单片机的发展可以使我们的生活更加地方便、高效、舒适、多姿多彩，使其实现自动化。这个系统就是使用了AT89C51芯片为主要核心设计的一个有两位LED显示的数字计时器，这个设计优点很多，比如设计简单，而且它的工作稳定性比较高，制作的成本低廉。

二、计时器的设计

1、设计要求

使用AT89C51芯片为核心设计的一个具有两位LED显示的数字计时器，要实现，按下开关计时器开始计时，精度精确到毫秒。第二次按下开关后，将会在同一时刻使数字显示屏静止，也就是停止计数，当前显示的数字就是从第一次按下开关到第二次按下开关所用的时间来达到计时的目的。再次按下开关，显示清零，方便下次计数。

2、设计过程

计时器当然要显示出数字，所以这个计时器的设计我们采用了LED数码管动态显示，并且同时使用到了共阳极7SEG-MPX2-CA数码管，对于两位数码管来说我们可以将其分为共阳极和共阴极两种，而共阳极的数码管就是把所有LED灯的阳极接到共同的点（com），而把每一个LED灯的阴极分别接到a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）;反之，共阴极的数码管则是把所有LED灯的阴极连接到共同接点（com），而把每一个LED灯的阳极分别接到a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点），这样就可以实现通过控制各个LED灯的亮与灭来组合显示出数字。我们将定时器T0工作定在方式1。当我们第1次按下按键（开关）时，我们设计的定时器开始计时。当第二次按下按键（开关）时，将会在同一时刻使数字显示屏静止，也就是停止计数，当前显示的数字就是从第一次按下开关到第二次按下开关所用的时间来达到计时的目的，将数据送入P0端口和P2端口，并将时间在数码管中显示出来，我们使P0端口显示十位，P2端口显示个位，以方便达到目的。

三、AT89C51

对于这款芯片，编写的语言一般使用C语言，但是有所差异。C51在数据类型还有变量的存储模式，输出和输入的处理，还有个别函数的运用等有一定的差别。

这个C51程序的基本单位是函数，并且一个源程序至少包含一个主函数。当然，也可以是一个主函数还附带许多的其他函数。

接口有P0还有P1，P2，P3，每一个都有八个接口。

在这个计时器的设计中我们将P0口接到了数码管。使用到了一个大电阻，开关连接的P3。P2端口连接的是控制个十位的，还有XTAL1和XTAL2连接两个电容接地。RST和EA连接电源，并且连接电阻端接地。

VCC：电源电压。

GND：接地。

四、总结

关于这个计时器的设计没有很高大上，也没有很复杂，让我意识到了自己知识的储备并不足够，做事情也不会一蹴而就，应该在接下来的学习生活中更加努力，加强对单片机方面的学习力度

对于这个计时器，其优点有成本低，组装简单，实用性强，精确度尚可。其缺点为功能单一，這个计时器没有办法做到一器多用，且无保存数据的功能，对实际操作计时器的人带来的便利不大。

设计完成这个计时器，使我对单片机的使用更加熟悉，在学习过程中专心投入，对程序编写绞尽脑汁，这些让我对其的兴趣愈发浓厚，沉迷其中。让自己也在平日的学习中发现自己的不足，加以纠正与改进。

当代大学生应该刻苦学习为祖国的未来而拼搏。

参考文献

[1]蒋辉平，基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例《机械工业出版社》

[2]皮大能，单片机原理与应用《西北工业大学出版社》