浅析基于单片机的多用途定时器的设计

张硕

摘要：随着现代技术的不断发展，人们的生产、生活自动化控制系统越来越完善，而社会生产技术的自动化控制系统离不开单片机的微电子控制技术，通过单片机的多用途定时器可以根据人们的不同需求实施不同的控制。本文主要从多用途定时器的设计需求角度出发，阐释单片机多用途定时器的设计的硬件电路设计以及软件程序。

关键词：单片机 多用途定时器 设计

0 引言

定时器根据其发展历程可以分为：一种是基于模拟技术的定时器，目前这种产品已经退出市场中；另一种是基于数据技术的产品，其具有强大的产品功能，但是这种产品主要应用于较大的设备中。随着单片机技术的不断发展，基于单片机的多用途定时器被越来越多的行业所应用，因此本文通过单片机多用途定时器的设计进行深入的分析，让人们更加了解基于单片机的多用途定时器的设计体系。

1 基于单片机的多用途定时器的设计需求

通过单片机多用途定时器可以在LED显示器中显示預定的时间以及当前的时间，进而让人们可以清楚地知道定时器工作的状态等。同时基于单片机多用途定时器所具有的报警功能也可以及时提醒人们，进而为人们的生活、生产提供便利。当单片机定时器达到预定的时间后，该系统就会发出警报，给人以提醒，因此单片机多用途定时器的便利性为设计该产品提供了广泛的市场需求。

2 单片机多用途定时器的设计原理

单片机多用途定时器主要采取了MSP430系列单片机、键盘、钟芯片DS1302以及电源等电子模块而实现的，由于其性价比比较高，因此其具有广泛的市场应用前景。结合多年的经验，该产品的设计原理主要如下：

2.1 MSP430系列单片机的结构

MSP430系列单片机主要包括CPU、存储器以及外围模块等组成：CPU主要是用来处理程序指令，存储系统的相关数据与程序，并且进行位、字、字节的操作。外围模块主要是将单片机与外围的相关设备进行链接，并且实现通道的采样转换。

2.2 单片机多用途定时器的设计原理

该设计主要是将MSP430单片机的各个端口与时钟电路、键盘电路以及显示电路进行连接，通过软件程序实现与硬件电路的连接，进而实现定时器的定时、报警功能。纵观整个单片机定时器设计过程，软件系统中的中断系统程序是设计的关键，在预定设计好定时信息后要注意将各个端口的自动中断处理，键盘的程序设计主要是采取扫描法，通过判断行与列的键盘输入信号来确定键入数字。

3 基于单片机的多用途定时器的实现

3.1 硬件设计

定时器的硬件设计主要包括：时钟电路、MSP430单片机、显示器以及键盘电路，其设计原理就是将单片机与各个硬件设备相连，实现电压与电平之间的转变，因此在电路设计时要充分考虑各个器件引脚的功能，对于重点电路可以先进行理论探讨后再进行搭建。

在硬件设计中时钟模块是设计中比较复杂的，其主要是时钟中的实时时钟与RAM，利用串行接口与单片机进行通信，给电路提供实时的时间信息。时钟操作可通过AM/PM指示采用12/24小时格式。用RES（复位）、SCLK（串行时钟）、I/O（数据线）、三个口线与单片机之间进行同步串行通信。时钟电路部分是整个系统设计的难点，电路搭建的正确与否直接关系着定时器时钟系统是否能够正常运行。

其次是键盘模块主要采用扫描方式进行。键盘的工作方式也是分为两种，编程控制方和中断控制方式，一般是采用矩阵式键盘设计。首先设置各个口线为输入模式，通过中断的方式或者软件查询的方式，获取信息，从而知道各个口线是否有键按下，如果有键按下，则口线端口为高电平，否则为低电平。在按下设置键对时间进行调整之前可以通过+、-按键进行调节。扫描键盘一般由行和列组成，在键盘上的某条行线上输入低电平，如果键盘中某个键被按下则某个列线变为低电平。

3.2 软件设计

本文定时器的软件设计，用于软件程序的调试与仿真所使用的是IARSystems公司开发的软件，其包含C/C++编译器和调试器的集成开发环境。结合本次的定时器产品设计主要采取的是IAREW430软件程序。首先，在程序编写之前要打开IAR Embedded Workbench，注意单击菜单Project、Add file test出现需要的加载源文件界面，选择相应的界面类型，编译时注意对430单片机型号进行选择；其次，在程序运行时要对DS1302进行设置，并对DS1302系统进行初始化优化，并将系统的时间设置为0。在确保上述程序完成后，再进行时间上传，进而将有效的信息存储在EPROM中，并且将其上传给管理层，管理层在接收到相关知识后再进行相应的修改，最后显示出具体的时间；最后，LED数码管在显示之前，要对串口的工作方式进行设置，然后设置对应的地址指针，然后选择数段码，通过传送过来的脉冲来显示。

参考文献：

[1]胡立群，陈敦军，吴凡超.基于单片机的多通道控制器的设计[J].电子测量技术，2014（01）.

[2]罗大军.基于单片机定时器的研究[J].科技致富向导，2011（09）.

[3]李哲豪.新版多用途定时器的硬件设计[J].机电信息，2010（02）.