基于單片機的簡易定時報警器電路設(shè)計(含電路圖和程序)

圖3-1 定時報警器電路原理圖
（3）程序設(shè)計思路，單片機資源分配以及程序流程
①單片機資源分配
采用單片機的P3口作為按鍵的輸入，使用獨立式按鍵與P3.0-P3.3連接，構(gòu)成四個功能按鍵。
在計時功能中，需要三個變量分別暫存定時器溢出的次數(shù)（T1_cnt）、倒計時的初始值（init_val）以及當前倒計時的秒數(shù)（cnt_val）。
按鍵掃描功能中，需要兩個變量，一個變量（key_val_new）用來存儲當前掃描的鍵值（若無按鍵按下則為255），另一個變量（key_val_old）用來存儲上一次掃描的鍵值。只有這兩個變量值不一樣時，才能說明是一次新的按鍵按下或彈起了，同時將新的鍵值賦給key_val_old變量。
在顯示功能中，需要定義一組數(shù)組（code類型），值為0-9數(shù)字對應(yīng)的數(shù)碼管7段碼。還需要定義一個變量(show_val)暫存要顯示的數(shù)據(jù)，用于動態(tài)掃描顯示中。
在整個程序中，定義了一個狀態(tài)變量（state_val）用來存儲當前單片機工作在哪種狀態(tài)。
②程序設(shè)計思路
鑒于題目要求，存在三種工作模式：初始值設(shè)置模式、倒計時模式、計時到0時的閃爍模式。變量state_val為0時，處于倒計時模式。變量state_val為1時，處于初始值設(shè)置模式。變量state_val為2時，處于閃爍模式。這些狀態(tài)的切換取決于按下哪一個鍵以及是否計時到0。狀態(tài)的切換圖如圖3-2

圖3-2 狀態(tài)的切換
單片機復(fù)位之后，默認處于倒計時模式，啟動定時器，定時器每隔250us溢出一次，根據(jù)定時器溢出次數(shù)來計時，到1秒時將時間的計數(shù)器減1。當“設(shè)置鍵”按下時，變量state_val由0變?yōu)?，切換到設(shè)置模式?？梢允褂?ldquo;遞增鍵”“遞減鍵”對計時初始值進行修改。按下“確認鍵”時，回到計時模式開始以新的初始值進行倒計時。當?shù)褂嫊r到0時，變量state_val由1變?yōu)?，處于閃爍狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，根據(jù)按鍵的情況分別又切換到計時和設(shè)置狀態(tài)。
③程序流程
主程序首先需要初始化定時器的參數(shù)和一些變量，然后進入一個循環(huán)結(jié)構(gòu)，在循環(huán)中始終只做兩件事，一是鍵盤的掃描，二是數(shù)碼管的動態(tài)掃描。
在掃描鍵盤后，根據(jù)前一次按鍵的結(jié)果是否與本次鍵值相同。如果不同，表示有鍵按下或彈起，同時用本次按鍵值更新上一次的按鍵值。這樣設(shè)計旨在避免一個按鍵長時間按下時被重復(fù)判為有新鍵按下，使得當前按下的鍵只有松開后，下一次按下時才算為一次新的按鍵。
根據(jù)按鍵的值分別改變變量（state_val）的值或者在設(shè)置狀態(tài)時的倒計時初始值。完整的主程序圖如圖3-3所示。

圖3-3 主程序的流程圖
在定時器的參數(shù)中，選擇定時器T1的8位自動裝載模式，每250us產(chǎn)生一次溢出中斷，中斷服務(wù)程序如圖3-4所示。

中斷服務(wù)程序流程圖

（4）軟硬件調(diào)試方案
軟件調(diào)試方案：偉福軟件中，在“文件新建文件”中，新建C語言源程序文件，編寫相應(yīng)的程序。在“文件新建項目”的菜單中，新建項目并將C語言源程序文件包括在項目文件中。
在 “項目編譯”菜單中將C源文件編譯，檢查語法錯誤及邏輯錯誤。在編譯成功后，產(chǎn)生以 “*.hex”和“*.bin” 后綴的目標文件。
硬件調(diào)試方案：在設(shè)計平臺中，將單片機的P3.0-P3.3分別與獨立式鍵盤的相應(yīng)位通過插線連接起來。
在偉福中將程序文件編譯成目標文件后，運行MCU下載程序，選擇相應(yīng)的flash 數(shù)據(jù)文件，點擊“編程”按鈕，將程序文件下載到單片機的Flash中。
然后，上電重新啟動單片機，檢查所編寫的程序是否達到題目的要求，是否全面完整地完成試題的內(nèi)容。