單片機(jī)課程設(shè)計(jì)時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、<p>　　微型計(jì)算機(jī)技術(shù)專業(yè)方向設(shè)計(jì)</p><p><b>　　任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　題目名稱：多功能數(shù)字鐘</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　課程名稱：微型計(jì)算機(jī)技術(shù)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：多功能數(shù)字

2、鐘</p><p><b>　　系統(tǒng)硬件要求：</b></p><p>　　配置單片機(jī)的外部程序ROM空間，容量為16K（使用27128芯片）。</p><p>　　使用51單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)為系統(tǒng)提供計(jì)時(shí)信號(hào)。</p><p>　　配置LED數(shù)碼管或液晶顯示器顯示時(shí)間，設(shè)置操作按鍵。</p><p&

3、gt;<b>　　系統(tǒng)功能要求：</b></p><p>　　在LED數(shù)碼顯示器或液晶顯示器上顯示：時(shí)：分：秒。</p><p>　　按鍵功能自定義，實(shí)現(xiàn)按鍵調(diào)整時(shí)間功能。</p><p>　　具有鬧鐘功能（選做）。</p><p>　　具有秒表功能（選做）。</p><p><b>　

4、　其他要求：</b></p><p>　　每位同學(xué)獨(dú)立完成本設(shè)計(jì)。</p><p>　　2、依據(jù)題目要求，提出系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路原理圖。</p><p>　　調(diào)試系統(tǒng)硬件電路、功能程序。</p><p>　　編制課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)并裝訂成冊(cè)，報(bào)告書(shū)內(nèi)容（按順序）</p&g

5、t;<p><b>　　（1）報(bào)告書(shū)封面</b></p><p>　?。?）課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　?。?）系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的提出、分析</p><p>　?。?）系統(tǒng)中典型電路的分析</p><p>　?。?）系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　（6）系統(tǒng)電路原理圖<

6、/p><p><b>　?。?）源程序</b></p><p>　?。?）課設(shè)字?jǐn)?shù)不少于2000字</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)的主要功能及意義 </p><p>　　二、系統(tǒng)基本方案選擇和論證</p>

7、<p><b>　　單片機(jī)芯片的選擇</b></p><p>　　2、顯示模塊選擇方案和論證</p><p>　　3、外擴(kuò)I/O口模塊芯片選擇和論證 </p><p>　　三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　1、電路設(shè)計(jì)框圖</b></p><p&

8、gt;　　2、主要單元電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 晶體振蕩電路</p><p><b>　　2.2復(fù)位電路</b></p><p>　　2.3外擴(kuò)8155接口電路</p><p>　　2.4顯示模塊原理圖</p><p><b>　　2.5按鍵</b></p

9、><p><b>　　四、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、T0定時(shí)中斷流程圖如下：</p><p><b>　　2、整體流程圖如下</b></p><p>　　3、外部中斷相應(yīng)流程圖</p><p><b>　　4、顯示流程圖</b><

10、/p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　六、附錄 </b></p><p><b>　　1、源程序</b></p><p><b>　　2、原理圖</b></p><p><b>　　單片機(jī)

11、課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　設(shè)計(jì)的主要功能及意義</p><p>　　電子時(shí)鐘功能，能利用MCS—51單片機(jī)定時(shí)、中斷功能完成時(shí)間的定時(shí)工作。整個(gè)系統(tǒng)具有參數(shù)設(shè)定、時(shí)間顯示功能。意義是利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)鐘達(dá)到學(xué)以致用的目的。</p><p>　　系統(tǒng)基本方案選擇和論證</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)鐘硬件電路圖時(shí)需要

12、進(jìn)行芯片選擇，主控制系統(tǒng)選用80C51，顯示用六位LED數(shù)碼管顯示，輸入用按鍵，需接上拉電阻，外擴(kuò)ROM要求大小為16k所以選用27128芯片，外擴(kuò)時(shí)需要用到鎖存器所以可以選用74LS373芯片，由于外擴(kuò)東西太多，單片機(jī)的I/O口不夠所以選用8155芯片來(lái)擴(kuò)展I/O口，在I/O口和LED相連時(shí)需要用8002H來(lái)進(jìn)行放大電流使LED燈亮。</p><p><b>　　單片機(jī)芯片的選擇</b>&

13、lt;/p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　采用89C51芯片作為硬件核心，其內(nèi)部采用Flash ROM，具有4KB ROM 存儲(chǔ)空間,能于3V的超低壓工作，但運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備ISP在線編程技術(shù),燒入程序時(shí)需要專門(mén)的C編程器（當(dāng)前可用的實(shí)驗(yàn)燒寫(xiě)開(kāi)發(fā)板只支持具有ISP在線編程功能的AT89S＊＊系列的芯片），當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，更顯麻

14、煩，并且增加了造價(jià)，</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　80C51有兩個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，兩個(gè)外中斷，兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)中斷，及一個(gè)串行中斷，并有4個(gè)8位并行輸入口。80C51內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但需要石英晶體和微調(diào)電容外接，本系統(tǒng)中采用12MHz的晶振頻率。由于80C51的系統(tǒng)性能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及時(shí)間精度的要求，而且產(chǎn)品產(chǎn)量豐富來(lái)源廣，應(yīng)用也

15、很成熟，故采用來(lái)作為控制核心。所以選擇采用80c51作為主控制系統(tǒng)。</p><p>　　8051單片機(jī)內(nèi)有4KROM、256字節(jié)RAM，程序存放在4KROM。8051單片機(jī)最小系統(tǒng)組成有： 1）時(shí)鐘電路：工作時(shí)鐘；； 3）RAM：數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 4）ROM：程序存儲(chǔ) 5）I/O接口：與外界交互 。 </p><p>　　1）時(shí)鐘電路：工作時(shí)鐘</p><p><b

16、>　　圖一</b></p><p>　　2）復(fù)位電路，如圖二所示</p><p><b>　　圖二</b></p><p><b>　　圖三8051</b></p><p>　　2、顯示模塊選擇方案和論證</p><p><b>　　方案一：<

17、;/b></p><p>　　采用LED液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見(jiàn),但是價(jià)格昂貴,需要的接口線多,所以在此設(shè)計(jì)中不采用LED液晶顯示屏.</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合

18、,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),且價(jià)格也相對(duì)較高,所以也不用此種作為顯示.</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　采用LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示方式有兩種，分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示，靜態(tài)顯示程序簡(jiǎn)單，顯示亮度有保證、單片機(jī)的開(kāi)銷小，節(jié)約CPU的工作時(shí)間。但占用的I/O口線多，每一個(gè)LED都要占有I/O口。而動(dòng)態(tài)顯示硬件連接簡(jiǎn)單，但動(dòng)態(tài)顯示方式需要占有

19、CPU較多的時(shí)間，在單片機(jī)沒(méi)有太多實(shí)時(shí)測(cè)控任務(wù)的情況下可以采用，本系統(tǒng)需要六位數(shù)碼管來(lái)分別顯示時(shí)、分、秒，因數(shù)碼個(gè)數(shù)較多所以采用動(dòng)態(tài)顯示。</p><p><b>　　加圖</b></p><p>　　3、外擴(kuò)I/O口模塊芯片選擇和論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>

20、　　8255是Intel公司生產(chǎn)的通用可編程并行I/O接口芯片，主要為Iterl8080/8085而設(shè)計(jì)，也可用于MCS-51。MCS-51和8255A相連可為外設(shè)提供三個(gè)8位I/O端口，允許采用同步、異步和中斷方式傳輸I/O數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　8155也是Intel公司生產(chǎn)的通用可編程并行I/O接口芯片，MCS-5

21、1和8155A相連不僅可為外設(shè)提供兩個(gè)8位I/O端口和一個(gè)6位端口，也可以為CPU提供一個(gè)256B的RAM和一個(gè)14位定時(shí)計(jì)數(shù)器。因此采用8155。</p><p><b>　　圖示</b></p><p>　　系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>

22、　　2、主要單元電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 晶體振蕩電路</p><p>　　晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的12M的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體蕩器電路。本設(shè)計(jì)中的震蕩電路如圖3.1所示</p><p><b>　　2.2復(fù)位電路</b></p>

23、;<p>　　MCS-51單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。</p><p>　　上電復(fù)位：上電復(fù)位電路是—種簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，只要在RST復(fù)位引腳接一個(gè)電容到VCC，接一個(gè)電阻到地就可以了。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電

24、時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容加到RST復(fù)位引腳一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，這個(gè)復(fù)位信號(hào)隨著VCC對(duì)電容的充電過(guò)程而回落，所以RST引腳復(fù)位的高電平維持時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位，RST引腳的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。</p><p><b>　　圖</b></p><p>　　上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要Vcc的上升時(shí)間不超

25、過(guò)1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。電路如圖所示。</p><p>　　2.3外擴(kuò)8155接口電路</p><p>　　8155有兩種工作方式：一是I/O口工作方式，一是外部RAM工作方式；當(dāng)工作在I/O方式時(shí)的電路如下圖所示，此時(shí)的8155地址為0100H。</p><p>　　2.4顯示模塊原理圖</p><p>　　若讓LED顯示數(shù)字，則

26、8155的PA口和PC口必須定義為輸出方式。此時(shí)的方式控制字為05H，時(shí)間的運(yùn)行依靠定時(shí)中斷子程序?qū)r(shí)鐘單元數(shù)值進(jìn)位調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)的。計(jì)數(shù)器T0打開(kāi)后，進(jìn)入計(jì)時(shí)，滿50毫秒后，重裝定時(shí)。中斷一次，循環(huán)20次，滿一秒后秒進(jìn)位，滿60秒后即為1分鐘，分鐘單元進(jìn)位，60分到了后，時(shí)單元進(jìn)位，12小時(shí)滿后，清零重新開(kāi)始。這樣然后根據(jù)進(jìn)率，得到時(shí)、分、秒存儲(chǔ)單元的值，并經(jīng)譯碼后，通過(guò)掃描程序送LED中顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能。累加是用指令I(lǐng)NC來(lái)實(shí)

27、現(xiàn)的。進(jìn)入中斷服務(wù)程序以后，執(zhí)行PUSH PSW和PUSH A將程序狀態(tài)寄存器PSW的內(nèi)容和累加器A中的數(shù)據(jù)保存起來(lái)，這便是所謂的保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，以保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)存取關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)叫做堆棧。在軟件的控制之下，堆棧可在片內(nèi)RAM中的任一區(qū)間設(shè)定，而堆棧的數(shù)據(jù)存取與一般的RAM存取又有區(qū)別，對(duì)它的操作，要遵循后進(jìn)先出的原則。</p><p><b>　　圖示</b></p>&l

28、t;p><b>　　2.5按鍵</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)共用兩個(gè)鍵盤(pán)，分別接到INT0和INT1上，用外部中斷來(lái)調(diào)數(shù)字。一個(gè)用來(lái)調(diào)分，一個(gè)用來(lái)調(diào)時(shí)，都用累加調(diào)數(shù)法，即沒(méi)按一次鍵盤(pán)對(duì)應(yīng)項(xiàng)數(shù)字加一知道調(diào)到正確時(shí)間為止。在按鍵盤(pán)時(shí)加入了去抖動(dòng)延時(shí)20ms。</p><p><b>　　圖示</b></p><p>

29、;<b>　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　整體流程圖如下</b></p><p>　　T0定時(shí)中斷流程圖如下：</p><p>　　3、外部中斷相應(yīng)流程圖</p><p><b>　　4、顯示流程圖</b></p><p><

30、;b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《單片機(jī)原理及其接口技術(shù)》胡漢才編著</p><p>　　2、《單片機(jī)原理及C51編程》 宋彩利等編 西安交通大學(xué)出版社</p><p>　　3、《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》 黃惟公等編 西安電子科技大學(xué)出版社</p>&l

31、t;p>　　4、《51單片機(jī)C語(yǔ)言教程》 郭天祥編著</p><p><b>　　六、附錄：</b></p><p><b>　　1、源程序</b></p><p><b>　　主程序：</b></p><p>　　ORG OOOOH</p&g

32、t;<p>　　LJMP MAIN</p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　MAIN: SECDATA30H</p><p>　　MINDATA31H</p><p>　　HOUDATA32H</p><p>　　TABDATA70H</p>

33、<p>　　MOV33H，#0FEH</p><p><b>　　CLR30H</b></p><p>　　CLR 31H</p><p><b>　　CLR32H</b></p><p>　　MOVA，#05H</p><p>　　MOV

34、DPTR，#0100H</p><p>　　MOVX@DPTR，A</p><p>　　MOVTMOD，#01H</p><p>　　MOVTH0，#3CH</p><p>　　MOVTL0，#0B0H</p><p><b>　　SETBEA</b></p><p

35、><b>　　SETBET0</b></p><p><b>　　SETBEX0</b></p><p><b>　　SETBEX1</b></p><p>　　LOOP1：MOVR0，#14H</p><p><b>　　SETBTR0<

36、;/b></p><p>　　ACALLSHOW</p><p><b>　　SJMP $</b></p><p><b>　　T0中斷服務(wù)程序</b></p><p>　　ORG000BH</p><p><b>　　LJMPDSH</b&

37、gt;</p><p>　　ORG0200H</p><p>　　DSH： DJNZR0，NEXT</p><p><b>　　INC30H</b></p><p>　　MOVR1，30H</p><p>　　ACALLSHOW</p><p>　　

38、MOVA，30H</p><p>　　CJNEA，#60，LOOP1</p><p><b>　　CLR30H</b></p><p><b>　　INC31H</b></p><p>　　MOVR1，31H</p><p>　　ACALLSHOW&

39、lt;/p><p>　　MOVA，31H</p><p>　　CJNEA，#60，LOOP1</p><p><b>　　CLR31H</b></p><p><b>　　INC32H</b></p><p>　　MOVR1，32H</p>&

40、lt;p>　　ACALLSHOW</p><p>　　MOVA，32H</p><p>　　CJNEA，#12，LOOP1</p><p><b>　　CLR32H</b></p><p>　　NEXT： MOVTH0，#3CH</p><p>　　MOVTL0，

41、#0B0H</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　INT0中斷服務(wù)程序</p><p>　　ORG0003H</p><p><b>　　LJMPFEN</b></p><p>　　ORG0300H</p><p&g

42、t;　　FEN：INC31H</p><p>　　ACALLSHOW</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　INT1中斷服務(wù)程序</p><p>　　ORG0013H</p><p><b>　　LJMPSHI</b></p&g

43、t;<p>　　ORG0400H</p><p>　　SHI：INC32H</p><p>　　ACALLSHOW</p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　顯示子函數(shù)</b></p><p>　　ORG0500H&

44、lt;/p><p>　　SHOW：MOV R3，33H</p><p>　　MOVA，R3</p><p>　　MOV DPTR，#0103H</p><p>　　MOVX@DPTR，A</p><p>　　MOVA，R1</p><p>　　MOVB，#0AH&l

45、t;/p><p><b>　　DIVAB</b></p><p>　　MOVR4，A</p><p>　　MOV A，B</p><p>　　MOVDPTR，#TAB</p><p>　　MOVCA，@A+DPTR</p><p>　　MOV

46、DPTR，#0101H</p><p>　　MOVX@DPTR，A</p><p>　　ACALL DELAY</p><p><b>　　MOVA，R3</b></p><p><b>　　RLA</b></p><p>　　MOV33H，A</p

47、><p>　　MOVDPTA，#0103H</p><p>　　MOVX@DPTR，A</p><p><b>　　MOVA，R4</b></p><p>　　MOVDPTR，#TAB</p><p>　　MOVCA，@A+DPTR</p><p>　　MO

48、VDPTR，#0101H</p><p>　　MOVX@DPTR，A</p><p>　　ACALLDELAY</p><p>　　MOVA，33H</p><p><b>　　RLA</b></p><p><b>　　MOVR5，A</b><

49、/p><p>　　TAB：DB 3FH06H5BH4FH66H</p><p>　　DB6DH7DH07H7FH6FH</p><p>　　DELAY：MOVR7，#02H</p><p>　　DELAY1：MOVR6，#0FFH</p><p>　　DELAY2：DJNZR6，DELAY