采用Proteus与Keil软件实现基于单片机的计时器系统设计

一、引言

计时器广泛应用于日常生活和自动化工业控制中。近年来随着单片机在实时检测和自动控制系统中的应用，它的优势越发突出。利用单片机制作的计时器，使其更加智能化。

利用单片机制作的计时器更加智能化，当计时停止时，可发出声光报警进行提示。本系统采用Proteus与Keil软件结合构建实验平台。首先在计算机上利用Proteus制作硬件威廉希尔官方网站 原理图；接着使用Keil软件编制程序，完成系统的软件设计；最后将程序编译生成的代码文件载入到单片机中，执行仿真功能便可以在计算机中上看到最终的运行效果。这种设计方法既可以很好的模拟威廉希尔官方网站 的运行效果又可以大大的降低设计成本、缩短设计周期，是一种非常方便的设计方法。

二、工作原理

本系统采用单片机控制实现精确计时，最小计时单位为秒，计时最大值为24小时。威廉希尔官方网站 闲置时，屏幕无显示，以最大限度节省电能。若按下启动按钮，系统便开始计时。计时时间会显示在8位数码管构成的显示屏上。当按下停止按钮时，系统停止计时，并且触发由发光二极管和蜂鸣器构成的声光报警威廉希尔官方网站 ，提示时间已到。

此时显示屏锁定在当前时间即已用时间，以备用户查看。按下复位按钮后，计时器停止报警并且关断显示，系统停止工作。

下次计时可以按下启动按钮重新开始。

三、硬件设计

计时器工作原理图如图1所示，它以单片机AT89C51为核心，由单片机最小应用系统、数码管显示威廉希尔官方网站 、按钮控制威廉希尔官方网站 和声光报警威廉希尔官方网站 几部分组成。数码管显示威廉希尔官方网站 用于显示计时时间，由8位共阳极数码管及驱动威廉希尔官方网站 组成，采用动态扫描显示以简化硬件设计和降低生产成本；按钮控制威廉希尔官方网站 包括启动和停止两个按钮，以实现计时器的启动和停止控制；声光报警威廉希尔官方网站 用于实现计时停止时的报警提示，由一位发光二极管和蜂鸣器组成，如图2所示。

四、软件设计

程序设计采用模块化编程方法。软件由主程序、子程序和定时中断服务程序组成。主程序和子程序完成按键扫描、显示、声光报警功能；定时中断服务程序用于实现计时功能，并实时更新显示数据。

程序流程图如图3所示：

其主程序和主要部分子程序如下：

五、仿真调试

采用Proteus与Keil软件结合构建实验平台，既可以很好的模拟威廉希尔官方网站 的运行效果又可以大大的降低设计成本、缩短设计周期。具体步骤如下：

1.在计算机上利用Proteus软件制作硬件威廉希尔官方网站 原理图

Proteus是世界上着名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围威廉希尔官方网站 协同仿真及一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将威廉希尔官方网站 仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持几乎所有的单片机。编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。Proteus中提供了非常丰富的元件与部件，可以轻而易举完成威廉希尔官方网站 原理图的编辑。

在Proteus中新建一个文件，依次添加原理图中的元件进行威廉希尔官方网站 绘制。当载入已编译好的目标代码文件：*.HEX,可以在Proteus的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。

2.使用Keil软件编制程序，完成系统的软件设计

Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。特别是使用C语言编程，性能尤为突出。

在Keil中新建一个工程，输入程序。

程序调试时除了可以使用Keil的软件仿真功能，也可以启动Keil与Proteus联合仿真功能。联调后，Proteus中的威廉希尔官方网站 便会随之一起启动。Keil中的一个操作，如单步运行、全速运行、复位等，在Proteus威廉希尔官方网站 中都会有所对应。

3.将程序编译生成的代码文件载入到单片机

进入Proteus界面，双击单片机AT89c51,弹出“编辑元件属性”对话框，在“ProgramFile”栏中选择要加载的代码文件，然后点击确定。如图4所示。

最后点击软件左下角的“运行”控制按钮，以执行仿真功能。

按要求进行控制便可以在威廉希尔官方网站 中上看到最终的运行效果。如图5所示。

六、结束语

利用单片机制作的计时器通过程序控制使其更加智能化，且具有很好的性价比。采用Proteus与Keil软件结合构建实验平台进行系统设计，既可以很好的模拟威廉希尔官方网站 的运行效果又可以大大的降低设计成本、缩短设计周期，对单片机系统设计有很大的帮助。