單片機課程設(shè)計時鐘設(shè)計

1、<p>　　微型計算機技術(shù)專業(yè)方向設(shè)計</p><p><b>　　任務(wù)書</b></p><p>　　題目名稱：多功能數(shù)字鐘</p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　課程名稱：微型計算機技術(shù)</p><p>　　設(shè)計題目：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單片機內(nèi)部時鐘信號為系統(tǒng)提供計時信號。</p><p>　　配置LED數(shù)碼管或液晶顯示器顯示時間，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：分：秒。</p><p>　　按鍵功能自定義，實現(xiàn)按鍵調(diào)整時間功能。</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)獨立完成本設(shè)計。</p><p>　　2、依據(jù)題目要求，提出系統(tǒng)設(shè)計方案。</p><p>　　3、設(shè)計系統(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)計報告書并裝訂成冊，報告書內(nèi)容（按順序）</p&g

5、t;<p><b>　?。?）報告書封面</b></p><p>　　（2）課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　?。?）系統(tǒng)設(shè)計方案的提出、分析</p><p>　　（4）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>　　（7）源程序</b></p><p>　?。?）課設(shè)字數(shù)不少于2000字</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計的主要功能及意義 </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I/O口模塊芯片選擇和論證 </p><p>　　三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)</p><p><b>　　1、電路設(shè)計框圖</b></p><p&

8、gt;　　2、主要單元電路的設(shè)計</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</b></p><p>　　1、T0定時中斷流程圖如下：</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</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

11、課程設(shè)計報告</b></p><p>　　設(shè)計的主要功能及意義</p><p>　　電子時鐘功能，能利用MCS—51單片機定時、中斷功能完成時間的定時工作。整個系統(tǒng)具有參數(shù)設(shè)定、時間顯示功能。意義是利用所學(xué)知識進行設(shè)計時鐘達到學(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)計時鐘硬件電路圖時需要

12、進行芯片選擇，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ROM要求大小為16k所以選用27128芯片，外擴時需要用到鎖存器所以可以選用74LS373芯片，由于外擴東西太多，單片機的I/O口不夠所以選用8155芯片來擴展I/O口，在I/O口和LED相連時需要用8002H來進行放大電流使LED燈亮。</p><p><b>　　單片機芯片的選擇</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 存儲空間,能于3V的超低壓工作，但運用于電路設(shè)計中時由于不具備ISP在線編程技術(shù),燒入程序時需要專門的C編程器（當前可用的實驗燒寫開發(fā)板只支持具有ISP在線編程功能的AT89S＊＊系列的芯片），當在對電路進行調(diào)試時，更顯麻

14、煩，并且增加了造價，</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　80C51有兩個16位定時計數(shù)器，兩個外中斷，兩個定時計數(shù)中斷，及一個串行中斷，并有4個8位并行輸入口。80C51內(nèi)部有時鐘電路，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)采集及時間精度的要求，而且產(chǎn)品產(chǎn)量豐富來源廣，應(yīng)用也

15、很成熟，故采用來作為控制核心。所以選擇采用80c51作為主控制系統(tǒng)。</p><p>　　8051單片機內(nèi)有4KROM、256字節(jié)RAM，程序存放在4KROM。8051單片機最小系統(tǒng)組成有： 1）時鐘電路：工作時鐘；； 3）RAM：數(shù)據(jù)存儲 4）ROM：程序存儲 5）I/O接口：與外界交互 。 </p><p>　　1）時鐘電路：工作時鐘</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大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,但是價格昂貴,需要的接口線多,所以在此設(shè)計中不采用LED液晶顯示屏.</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合

18、,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費,且價格也相對較高,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)碼管進行顯示方式有兩種，分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示程序簡單，顯示亮度有保證、單片機的開銷小，節(jié)約CPU的工作時間。但占用的I/O口線多，每一個LED都要占有I/O口。而動態(tài)顯示硬件連接簡單，但動態(tài)顯示方式需要占有

19、CPU較多的時間，在單片機沒有太多實時測控任務(wù)的情況下可以采用，本系統(tǒng)需要六位數(shù)碼管來分別顯示時、分、秒，因數(shù)碼個數(shù)較多所以采用動態(tài)顯示。</p><p><b>　　加圖</b></p><p>　　3、外擴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，也可用于MCS-51。MCS-51和8255A相連可為外設(shè)提供三個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8位I/O端口和一個6位端口，也可以為CPU提供一個256B的RAM和一個14位定時計數(shù)器。因此采用8155。</p><p><b>　　圖示</b></p><p>　　系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)</p><p><b>　　電路設(shè)計框圖</b></p><p>

22、　　2、主要單元電路的設(shè)計</p><p>　　2.1 晶體振蕩電路</p><p>　　晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準確的12M的方波信號，可保證數(shù)字鐘的走時準確及穩(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單片機的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機器周期的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。</p><p>　　上電復(fù)位：上電復(fù)位電路是—種簡單的復(fù)位電路，只要在RST復(fù)位引腳接一個電容到VCC，接一個電阻到地就可以了。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電

24、時，復(fù)位電路通過電容加到RST復(fù)位引腳一個短暫的高電平信號，這個復(fù)位信號隨著VCC對電容的充電過程而回落，所以RST引腳復(fù)位的高電平維持時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位，RST引腳的高電平信號必須維持足夠長的時間。</p><p><b>　　圖</b></p><p>　　上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。只要Vcc的上升時間不超

25、過1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。電路如圖所示。</p><p>　　2.3外擴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；當工作在I/O方式時的電路如下圖所示，此時的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。此時的方式控制字為05H，時間的運行依靠定時中斷子程序?qū)r鐘單元數(shù)值進位調(diào)整來實現(xiàn)的。計數(shù)器T0打開后，進入計時，滿50毫秒后，重裝定時。中斷一次，循環(huán)20次，滿一秒后秒進位，滿60秒后即為1分鐘，分鐘單元進位，60分到了后，時單元進位，12小時滿后，清零重新開始。這樣然后根據(jù)進率，得到時、分、秒存儲單元的值，并經(jīng)譯碼后，通過掃描程序送LED中顯示出來，實現(xiàn)時鐘計時功能。累加是用指令I(lǐng)NC來實

27、現(xiàn)的。進入中斷服務(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，這便是所謂的保護現(xiàn)場，以保護現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場時存取關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲區(qū)叫做堆棧。在軟件的控制之下，堆?？稍谄瑑?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，對它的操作，要遵循后進先出的原則。</p><p><b>　　圖示</b></p>&l

28、t;p><b>　　2.5按鍵</b></p><p>　　本設(shè)計共用兩個鍵盤，分別接到INT0和INT1上，用外部中斷來調(diào)數(shù)字。一個用來調(diào)分，一個用來調(diào)時，都用累加調(diào)數(shù)法，即沒按一次鍵盤對應(yīng)項數(shù)字加一知道調(diào)到正確時間為止。在按鍵盤時加入了去抖動延時20ms。</p><p><b>　　圖示</b></p><p>

29、;<b>　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　整體流程圖如下</b></p><p>　　T0定時中斷流程圖如下：</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</b></p><p>　　1、《單片機原理及其接口技術(shù)》胡漢才編著</p><p>　　2、《單片機原理及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C語言教程》 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