2022年基于AT89C51单片机电子时钟的方案设计书.docx
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1、精品学习资源本文由狗名叫旺旺奉献;基于 单片机电子时钟的设计摘 要单 片 机 是 集 、 、 、 定 时 、 计 数 和 多 种 接 口 于 一体 的 微 控 制 器;近年来随着运算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的进展,单片 机 的 应 用 正 在 不 断 地 走 向 深 入 而 单 片 机 是 各 单 片 机中 最 为 典 型 和 最 有 代表性的一种;由于它具有功能强,体积小,功耗低,价格廉价,工作可靠,使用便利等特点,因此特殊适合于与掌握有关的系统,越来越广泛地 应用于自动掌握,智能化仪器,外表,数据采集,军工产品以及家用电器等 各个 领 域 ,本 文 介 绍 单 片 机 结 合 设
2、 计 时 钟 定 时 掌握 器 实 现 的 方 案 ; 为 三 态 输 出 的 八 组 缓 冲 器 ; 本 系统 将 单 片 机 内 部 时 钟 读 出 并 通 过 七 段 数 码 管 ()显示 出 来 ,通 过 按 键 设 定 的 时 间 来 改 变系统的闹钟时间,单片机依据设定的时间来响铃,从而实现了系统的智能化;关 键 词 : 电子时钟 、, , , , , , , , , : ; ; 目录摘 要 目 录 第 一 章 单 片 机 概 述 单 片 机 的 定 义 单 片 机 的 特 点 单 片 机 的 应 用 领 域 第 二 章 单 片 机 简 介 单 片 机 结 构 及 引 脚 说 明
3、中 央 处 理 器 ()的结构 单 片 机 的 存 储 器 第 三 章 数 码 管 及简 介 数 码 管 的 分 类 数 码 管 的 驱 动方 式 数 码 管 应 用 数 码 管 使 用 的 电 流 与 电压 简 介 第 四 章 电 子 钟 功 能 介 绍 系 统 功 能 介 绍 软 件 设 计 流 程 电 子 钟程 序 清 单 第 五 章 电 子 钟 软 件 实 现 仿 真 单 片 机模 拟 调 试 软 件 软 件 简 介 电 子 时 钟 仿 真 整 机 仿 真 及 调 试 附 录 第 页第一章欢迎下载精品学习资源单 片 机 的 定 义单片机概述单片机是指一个集成在一块芯片上的完整运算机系统
4、;尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整运算机所需要的大部分部 件 :、内存、内 部 和 外 部 总 线 系 统 ,目 前 大 部 分 仍 会 具 有 外 存 ;同 时 集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备;而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯 片上 ; 单 片 机 也 被 称 为 微 控 制 器 ( 是) 因 为 它 最早 被 , 用 在 工 业 控 制 领 域 ; 单 片 机 由 芯 片 内 仅 有 的 专用 处 理 器 发 展 而 来 , 最 早 的 设 计 理 念 是 通 过 将 大 量 外 围 设设备当中器,从此
5、备 和 集 成 在 一 个 芯 片 中 , 使 计 算 机 系 统 更 小 、更 容 易 集欢迎下载精品学习资源成 于 复 杂 的 而 对 体 积 要 求 严 格 的 控 制 是 最 早 按 照 这 种 思 想 设 计 出 的 处 理机 和 专 用 处 理器的进展便分道扬镳; 单 片 机 的 特 点; 的 以 后 , 单 片欢迎下载精品学习资源单片机是以工业测控对象、环境、接口特点动身向着增强掌握功能,提 高 工业 环 境 下 的 可 靠 性 方 向 发 展 ; 主 要 特 点 如 下 : 种类多,型号全 许多单片机厂家逐年扩大适应各种需要,有针对性地推出一系列型号产 品 ,使 系 统 开 发
6、 工 程 师 有 很 大 的 选 择 余 地 ;大 部 分 产 品 有 较 好的 兼 容 性 , 保证了已开发产品能顺当移植,较简洁地使产品进行升级换代;提高性能,扩大容量,性能价格比高集成 度 已 经 达 到 万个 晶 体 管 以上 , 总 线 速 度 达 到 数 十 微 妙 到 几 百 纳 秒 ,指 令 执 行 周 期 已经 达 到 几 微 妙 到 数 十 纳 秒 ,以 往 片 外 现 已 在 物 理 上 存 入片 内 , 容 量 已 经 扩 充 达 ,以 致 更 大 的 空 间 ;价格从几百到几元不等;增加掌握功能,向真正意义上的“单片”机进展把原本是外围接口芯片的功能集成到一块芯片内,
7、在一片芯片中构造了一个完整的功能强大的微处理应用系统;第 页低功耗 现 在 新 型 单 片 机 的 功 耗 越 来 越 小 , 供 电 电 压 从 降 低 到 了 , 甚 至 ,工 作 电 流 从 降 到 级 , 频 率 从十 几 兆 可 编 程 到 几 十 千 赫 兹 ; 特 别 是 很 多 单 片 机 都 设 置 了多 种 工 作 方 式 ,这 些 工 作 方 式 包 括 等 待 、暂 停 、 睡眠、闲暇、节电等; 语言开发环境,友好的人机互交环境多数单片机都供应基于 语言开发平台,并供应大量的函数供使用,这使产品的开发周期、代码可读性、可移植性都大为提高;单 片 机 的 应 用 领 域目
8、前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹;导弹的导航装置,飞机上各种外表的掌握,运算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时掌握和数据处理,广泛使用的各种 智 能 卡 ,民 用 豪 华轿 车 的 安 全 保 障 系 统 ,录 像 机 、摄 像 机 、全 自 动 洗 衣机的掌握,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机;更不用说自动掌握领域的机器人、智能外表、医疗器械了;因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批运算机应用与智能化掌握的科学家、工程师;单片机广泛应用于仪器外表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化治理及过程掌握等领域,大致可分如下几
9、个范畴在智能仪器外表上的应用单片机具有体积小、功耗低、掌握功能强、扩展敏捷、微型化和使用便利等优点,广泛应用于仪器外表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量;采纳单片机掌握使得仪器外表数字化、智能化、微型化,且功能比起采纳电子或数字电路更加强大;例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪);在工业掌握中的应用用单片机可以构成形式多样的掌握系统、数据采欢迎下载精品学习资源集系统;例如工厂流水线的智能化治理,电梯智能化掌握、各种报警系统,与运算机联网构成二级掌握系统等;在家用电器中的应用现在的家用电器基本上
10、都采纳了单片机掌握,从电饭煲、洗衣机、电第 页:冰 箱 、空 调 机 、彩 电 、其 他 音 响 视 频 器 材 、再 到 电 子 秤 量设 备 ,五 花 八 门 , 无所不在;在运算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口,可以很便利地与运算机进行数据通信,为在运算机网络和通信设备间的应用供应了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机灵能掌握,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、 再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等;单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各 种分析仪,监
11、护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等;在各种大型电器中的模块化应用某些专用单片机设计用于实现特定功能,从而在各种电路中进行模块化应用,而不要求使用人员明白其内部结构;如音乐集成单片机,看似简单的功能,微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理),就需要复杂的类似于运算机的原理;如:音乐信号以数字的形式存于储备器中(类似于), 由 微 控 制 器 读 出 , 转化 为 模 拟 音 乐 电 信 号 ( 类 似 于 声 卡 ) ; 在大型电路中,这种模块化应用极大地缩小了体积,简化了电路,降低了损坏、错误率,也便利于更换;此外,单片机在工商,金融,科研、训练,国防航空航天等领域都有着非常广泛的用途;第
12、页其次章单片机简介单 片 机 结 构 及 引 脚 说 明单 片 机 是 美 国 公 司 于 年 推 出 的 产 品 , 与 单 片机相比,它的结构更先进,功能更强,在原先的基础上增加了更多的电路 单 元 和 指 令 ,指 令 数 达 条 , 单 片 机 可 以 算 是 相 当成 功 的 产 品 , 一 直 到 现 在 , 系 列 或 其 兼 容 的 单 片 机 仍是 应 用 的 主 流 产 品 ,系 列 单 片 机 主 要 包 括 、 和等 通 用 产 品 ; 、单 片 机 结 构 框 架图 单 片 机 结 构 框 架第 页列 直接 结 构 ,右图是它们 的源 和地线 两 根 , 外置石英振
13、个 口 , 中 断口线与、的 引 脚 说 明 系 列 单 片 机 中 的 、 及 均 采 用 封 装 的 双引 脚 配 置 , 个 引 脚 中 ,正 电荡 器 的 时 钟 线 两 根 , 组 位 共口线复用;现在我们对这些引脚的功能加以说明: 如 图 :图 : 复 位 信 号 复 用 脚 , 当 通 电 , 时钟 电 路 开 始 工 作 , 在 引 脚 上 出 现 个 时 钟 周 期 以 上 的高 电 平 ,系 统 即 初 始 复 位 ;初 始 化 后 , 程 序 计 数 器 指 向, 输 出 口 全 部 为 高 电 平 , 堆 栈 指 针 写 入 , 其 它专 用 寄 存 器 被 清 “ ”
14、 ; 由 高 电 平 下 降 为 低 电 平 后 , 系统 即 从 地 址 开 始 执 行 程 序 ; 然 而 , 初 始 复 位 不 改 变 (包 括 工 作 寄 存 器 )的 状 态 , 的 初 始 态 ; 的 复位 方 式 可 以 是 自 动 复 位 , 也 可 以 是 手 动 复 位 , 见 下 图 ; 此 外 , 仍 是 一 复 用 脚 , 掉 电 其 间 ,此 脚 可 接上 备 用 电 源 ,以 保 证 单 片 机 内 部 的 数 据 不 丢 失 ;欢迎下载精品学习资源图 . :当拜访外部程序器时,(地 址 锁 存 )的 输 出用 于 锁 存 地 址 的 低 位 字 节 ; 而 访
15、 问 内 部 程 序 存 储 器 时 , 端 将 有 一 个 时 钟 频 率的正脉冲信号,这个信号可以用于识别单片机是否工作,也可以当作一 个 时 钟 向 外 输 出 ; 更 有 一 个 特 点 , 当 访 问如果单片机是当访问外部程外 部 程 序 存 储 器 , 会 跳 过 一第 页欢迎下载精品学习资源个 脉 冲 ;脉冲; . :, 在 编 程 其 间 , 将用于输入编程序 存 储 器 时 , 此 脚 输 出 负 脉 冲 选欢迎下载精品学习资源通 信 号 , 的 位 地 址 数 据 将 出 现 在 和 口 上 , 部 程 序存 储 器 就 把 指 令 数 据 放 外 到 口 上 , 由 读
16、入 并 执 行 ;. : 程 序 存 储 器 的 内 外 部 选 通 线 , 和 单 片机 内 置 有 的 程 序 存 储 器 ,当 为 高 电 平 并 且 程 序 地 址 小于 时 ,读 取 内 部 程 序 存 储 器 指 令 数 据 ,而 超 过 地 址 就读 取 外 部 指 令 数 据 ;如 为 低 电 平,就不管地址大小,一律读取外部程序储备器指令;明显,对内部无程序 存 储 器 的 ,端 必 须 接 地;中 央 处 理 器 ()的结 构寄存器;如图:内部结构框图单 片 机 内 部 有 一 个 位 的 , 同 时 内 部 包 含 了运 算 器 , 控 制 器 及 如 干图 单 片 机
17、第 页图 中 虚 线 框 内 的 就 是 的 内 部 结 构 , 位 的 单 片 机 的 内 部 有 数 术 逻 辑 单 元 ()累加 器 ( 位 ) 、 、 寄 存 器 ( 位 ) 、程 序 状 态 字 ( 位) 、程 序 计 数 器 ( 有 时 也 称 为 指 令 指 针 , 即 , 位 ) 地址 寄 存 器 ( 位 ) 数 据 寄 存 器 ( 位 ) 、 、 、 指 令 寄 存器 ( 位 ) 指 令 译 码 器 、 控 制 器 等 部 件 组 成 ; 、 运 算 器( ) 的 主 要 功 能 )算 术 和 逻 辑 运 算 ,可 对 半 字 节( 一 个字 节 是 位 ,半 个 字 节 就
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