淺析基于單片機的多用途定時器的設計

張碩

摘要：隨著現(xiàn)代技術的不斷發(fā)展，人們的生產(chǎn)、生活自動化控制系統(tǒng)越來越完善，而社會生產(chǎn)技術的自動化控制系統(tǒng)離不開單片機的微電子控制技術，通過單片機的多用途定時器可以根據(jù)人們的不同需求實施不同的控制。本文主要從多用途定時器的設計需求角度出發(fā)，闡釋單片機多用途定時器的設計的硬件電路設計以及軟件程序。

關鍵詞：單片機 多用途定時器 設計

0 引言

定時器根據(jù)其發(fā)展歷程可以分為：一種是基于模擬技術的定時器，目前這種產(chǎn)品已經(jīng)退出市場中；另一種是基于數(shù)據(jù)技術的產(chǎn)品，其具有強大的產(chǎn)品功能，但是這種產(chǎn)品主要應用于較大的設備中。隨著單片機技術的不斷發(fā)展，基于單片機的多用途定時器被越來越多的行業(yè)所應用，因此本文通過單片機多用途定時器的設計進行深入的分析，讓人們更加了解基于單片機的多用途定時器的設計體系。

1 基于單片機的多用途定時器的設計需求

通過單片機多用途定時器可以在LED顯示器中顯示預定的時間以及當前的時間，進而讓人們可以清楚地知道定時器工作的狀態(tài)等。同時基于單片機多用途定時器所具有的報警功能也可以及時提醒人們，進而為人們的生活、生產(chǎn)提供便利。當單片機定時器達到預定的時間后，該系統(tǒng)就會發(fā)出警報，給人以提醒，因此單片機多用途定時器的便利性為設計該產(chǎn)品提供了廣泛的市場需求。

2 單片機多用途定時器的設計原理

單片機多用途定時器主要采取了MSP430系列單片機、鍵盤、鐘芯片DS1302以及電源等電子模塊而實現(xiàn)的，由于其性價比比較高，因此其具有廣泛的市場應用前景。結合多年的經(jīng)驗，該產(chǎn)品的設計原理主要如下：

2.1 MSP430系列單片機的結構

MSP430系列單片機主要包括CPU、存儲器以及外圍模塊等組成：CPU主要是用來處理程序指令，存儲系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)與程序，并且進行位、字、字節(jié)的操作。外圍模塊主要是將單片機與外圍的相關設備進行鏈接，并且實現(xiàn)通道的采樣轉(zhuǎn)換。

2.2 單片機多用途定時器的設計原理

該設計主要是將MSP430單片機的各個端口與時鐘電路、鍵盤電路以及顯示電路進行連接，通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)與硬件電路的連接，進而實現(xiàn)定時器的定時、報警功能。縱觀整個單片機定時器設計過程，軟件系統(tǒng)中的中斷系統(tǒng)程序是設計的關鍵，在預定設計好定時信息后要注意將各個端口的自動中斷處理，鍵盤的程序設計主要是采取掃描法，通過判斷行與列的鍵盤輸入信號來確定鍵入數(shù)字。

3 基于單片機的多用途定時器的實現(xiàn)

3.1 硬件設計

定時器的硬件設計主要包括：時鐘電路、MSP430單片機、顯示器以及鍵盤電路，其設計原理就是將單片機與各個硬件設備相連，實現(xiàn)電壓與電平之間的轉(zhuǎn)變，因此在電路設計時要充分考慮各個器件引腳的功能，對于重點電路可以先進行理論探討后再進行搭建。

在硬件設計中時鐘模塊是設計中比較復雜的，其主要是時鐘中的實時時鐘與RAM，利用串行接口與單片機進行通信，給電路提供實時的時間信息。時鐘操作可通過AM/PM指示采用12/24小時格式。用RES（復位）、SCLK（串行時鐘）、I/O（數(shù)據(jù)線）、三個口線與單片機之間進行同步串行通信。時鐘電路部分是整個系統(tǒng)設計的難點，電路搭建的正確與否直接關系著定時器時鐘系統(tǒng)是否能夠正常運行。

其次是鍵盤模塊主要采用掃描方式進行。鍵盤的工作方式也是分為兩種，編程控制方和中斷控制方式，一般是采用矩陣式鍵盤設計。首先設置各個口線為輸入模式，通過中斷的方式或者軟件查詢的方式，獲取信息，從而知道各個口線是否有鍵按下，如果有鍵按下，則口線端口為高電平，否則為低電平。在按下設置鍵對時間進行調(diào)整之前可以通過+、-按鍵進行調(diào)節(jié)。掃描鍵盤一般由行和列組成，在鍵盤上的某條行線上輸入低電平，如果鍵盤中某個鍵被按下則某個列線變?yōu)榈碗娖健?/p>

3.2 軟件設計

本文定時器的軟件設計，用于軟件程序的調(diào)試與仿真所使用的是IARSystems公司開發(fā)的軟件，其包含C/C++編譯器和調(diào)試器的集成開發(fā)環(huán)境。結合本次的定時器產(chǎn)品設計主要采取的是IAREW430軟件程序。首先，在程序編寫之前要打開IAR Embedded Workbench，注意單擊菜單Project、Add file test出現(xiàn)需要的加載源文件界面，選擇相應的界面類型，編譯時注意對430單片機型號進行選擇；其次，在程序運行時要對DS1302進行設置，并對DS1302系統(tǒng)進行初始化優(yōu)化，并將系統(tǒng)的時間設置為0。在確保上述程序完成后，再進行時間上傳，進而將有效的信息存儲在EPROM中，并且將其上傳給管理層，管理層在接收到相關知識后再進行相應的修改，最后顯示出具體的時間；最后，LED數(shù)碼管在顯示之前，要對串口的工作方式進行設置，然后設置對應的地址指針，然后選擇數(shù)段碼，通過傳送過來的脈沖來顯示。

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