2022年课程设计方案单片机电子时钟 .pdf
《2022年课程设计方案单片机电子时钟 .pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年课程设计方案单片机电子时钟 .pdf(34页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、1 / 34 班级:08 级电气自动化技术3 班姓名:学号:指导教师:2018 年 06 月 05 日课程设计 论文)任务书年级专业学生姓名学号题目名称电子时钟设计时间2009-6.87.2 课程名称单片机原理及接口技术课程编号设计地点单 片 机 实 验室一、课程设计 论文)目的通过课程设计,使学生巩固和加深对单片机基本知识的理解,学会查寻资料、方案设计、方案比较,以及单元电路设计计算等环节,进一步提高学生综合运用所学知识的能力,提高分析解决实际问题的能力。锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领,通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
2、归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 34 页2 / 34 二、已知技术参数和条件1)8031 集成定时器2)LED 七段数码显示器3)89C51 多功能接口芯片 电阻箱 ,5V 电源 , 电阻若干 ,导线若干6)KEIL 软件7)THKSCM-1 型单片机实验系统三、任务和要求1. 设计一个基于单片机的电子时钟,并且能够实现时分秒的现实和调节。2. 设计出硬件电路;3. 设计出软件编程方法,并写出源代码;4. 用 PROTEUS 进行仿真;5用汇编语言编实现程序设计。6利用查表,中断等方式实现目的。7系统的各各功能模块要清楚,有序。8程序运行时有友好的用户界面. 四、参考文献1
3、、李朝青 . 单片机原理及接口技术简明修订版).杭州:北京航空航天大学出版社,1998 2、 THKSCM-1 型单片机实验系统实验指导书、KEIL 软件, WAVE 软件3、数字控制与PLC实验室” THKSCM-1 型单片机实验系统”。4、 李 光 才 . 单 片 机 课 程 设 计实 例 指 导 . 北 京北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社2004 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 34 页3 / 34 五、进度安排2009 年 6 月 8 日-14 日:收集和课程设计有关的资料,熟悉课题任务何要求2009
4、年 6 月 15 日-16 日:总体方案设计2009 年 6 月 17 日-19 日:硬件电路设计2009 年 6 月 20 日-23 日:软件设计2009 年 6 月 24 日-25 日:系统调试改进2009 年 6 月 26 日-28 日:整理书写设计说明书2009 年 6 月 29 日-7 月 1 日:答辩六、教研室审批意见教研室主任 签字):年月日七|、主管教案主任意见主管主任 签字):年月日八、备注指导教师 签字):学生 签字):课程设计 论文)评阅表学生姓名学号系别电气工程系专业班级题目名称电子时钟课程名称单片机原理与接口技术一、学生自我总结精选学习资料 - - - - - - -
5、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 34 页4 / 34 通过这次单片机课程设计,我感觉到自己知识的严重不足。很多方面都没能很好的掌握,在制作过程中,经常遇到自己不理解的问题,当然,在同学的帮助下,我还是把那些疑难的问题给解决啦。在这次学习中,让我更深刻的了解啦AT89C51 芯片在电气控制方面的广泛运用和重大作用,所以我们一定要认真。扎实。深入的了解。掌握好AT89C51 芯片。学生签名: 2009 年 7 月 2 日二、指导教师评定评分工程平时成绩论文答辩综合成绩权 重30 40 30 单项成绩指导教师评语:指导教师 的可反复擦写1000 次的 Flash 只
6、读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准 MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51 具有如下特点: 40 个引脚, 4k Bytes Flash片内程序存储器, 128 bytes的随机存取数据存储器RAM ),32 个外部双向输入 /输出 I/O)口, 5 个中断优先级2 层中断嵌套中断,2 个 16 位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗WDT )电路,片内时钟振荡器。此外, A
7、T89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz 并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,CPU 暂停工作,而RAM 定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM 的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP 、TQFP 和 PLCC 等三种封装形式,以适应不同产品的需求。本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法,本设计由单片机AT89S51 芯片和 LED 数码管为核心,辅以必要的电路,构成了一个单片机电子时钟。第二章关于电子时钟精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7
8、 页,共 34 页8 / 34 2.1 电子时钟简介1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表,从而奠定了电子时钟的基础,电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具,采用延时程序产生一定的时间中断,用于一秒的定义,通过计数方式进行满六十秒分钟进一,满六十分小时进一,满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能,是人民日常生活补课缺少的工具。2.2 电子时钟的基本特点现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器,由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术,因此走时精度高,稳定性好,使用方便,不需要经常调试,数字式电子钟用集成电路计时时,译码代替机械式传动,用LED
9、显示器代替指针显示进而显示时间,减小了计时误差,这种表具有时、分、秒显示时间的功能,还可以进行时和分的校对,片选的灵活性好。2.3 电子时钟的原理该电子时钟由89C51,BUTTON,六段数码管等构成,采用晶振电路作为驱动电路,由延时程序和循环程序产生的一秒定时,达到时分秒的计时,六十秒为一分钟,六十分钟为一小时,满二十四小时为一天。而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同的功能,按下又松开,可以实现屏蔽数码管显示的功能,达到省电的目的;直接按下不松开,则可以通过按键实现分钟的累加,每按一次分钟加一;而连续两次按下按键不放松,则可实现小时的调节,同样每按一次小时加一。第三章关于单片机3.1 单片
10、机简介单片机全称为单片机微型计算机。从应用领域来看,单片机主要用来控制,所以又称为微控制器构成的显示器,用 P0口作 LED 的段码输出口, P2口作八个 LED 数码管的位控输出线,P1口外接四个按键 A、B、C构成键盘电路。AT89S51 是一种低功耗,高性能的CMOS 8 位微型计算机。它带有8K Flash 可编程和擦除的只读存储器EPROM ),该器件采用ATMEL 的高密度非易失性存储器技术制造,与工业上标准的80C51 和 80C52 的指令系统及引脚兼容,片内Flash 集成在一个芯片上,可用与解决复杂的问题,且成本较低。简易电子钟的功能不复杂,采用其现有的I/O 便可完成,所
11、以本设计中采用此的设计方案。5.具体设计分析利用单片机 AT89S51)制作简易电子时钟,由六个LED 数码管分别显示小时十位、小时个位、分钟十位、分钟个位、秒钟十位、秒钟个位。结合本设计实验来说,要求显示的时间为时,分,秒,并且都用两位数码管来实现显示。因此,具体设计程序时,应尽可能多用一些子程序与数据暂寄存器单元。本程序设计中,在主程序之外,可以设置时间值处理子程序,时间值显示前的处理子程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 34 页13 / 34 序,按键情况扫描子程序,1S 定时中断子程序以及5ms 延时消除按键抖动
12、子程序等多个小型的子程序。另外,可以设置一些数据单元作为数据寄存器。用28H,2AH,2BH 和 2CH 地址单元分别作为显示位数的扫描指针值寄存器,时寄存器,分寄存器和秒寄存器,再用20H 地址单元作为显示寄存器系统框图5.2 模块设计5.2.1芯片分析5.2.1.1 AT89S51芯片选用的AT89S51 与同系列的AT89C51在功能上有明显的提高,最突出是的可以实现在线的编程。用于实现系统的总的控制。其主要功能列举如下 :1、为一般控制应用的 8 位单片机2、晶片内部具有时钟振荡器传统最高工作频率可至 33MHz )3、内部程式存储器 ROM )为 4KB 精选学习资料 - - - -
13、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 34 页14 / 34 4、内部数据存储器 RAM )为 128B 5、外部程序存储器可扩充至 64KB 6、外部数据存储器可扩充至 64KB 7、32 条双向输入输出线,且每条均可以单独做 I/O 的控制8、5 个中断向量源9、2 组独立的 16 位定时器10、1 个全双工串行通信端口11、8751 及 8752 单芯片具有数据保密的功能12、单芯片提供位逻辑运算指令AT89S51各引脚功能介绍:VCC :ATAT89S51 电源正端输入,接 +5V。VSS :电源地端。XTAL1 :单芯片系统时钟的反向放大器输
14、入端。XTAL2 :系统时钟的反向放大器输出端,一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外可以在两个引脚与地之间加入一个 20PF 的小电容,可以使系统更稳定,避免噪声干扰而死机。RESET :AT89S51的重置引脚,高电平动作,当要对晶片重置时,只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间,AT89S51 便能完成系统重置的各项动作,使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态,并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。EA/Vpp:EA为英文 External Access的缩写,表示存取外部程序代码之意,低电平动作,
15、也就是说当此引脚接低电平后,系统会取用外部的程序代码存于外部EPROM 中)来执行程序。因此在8031 及 8032 中,EA引脚必须接低电平,因为其内部无程序存储器空间。如果是使用 8751 内部程序空间时,此引脚要接成高电平。此外,在将程序代码烧录至8751 内部 EPROM 时,可以利用此引脚来输入 21V的烧录高压 Vpp )。ALE/PROG :ALE 是英文 Address Latch Enable的缩写,表示地址锁存器启用信号。ATAT89S51可以利用这支引脚来触发外部的8 位锁存器 如 74LS373 ),将端口0 的地址总线 A0A7)锁进锁存器中,因为ATAT89S51是
16、以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE 引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6 ,因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751 程序代码时,此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。PSEN :此为Program Store Enable的缩写,其意为程序储存启用,当8051 被设成为读取外部程序代码工作模式时EA=0 ),会送出此信号以便取得程序代码,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 34 页15 / 34 通常这支脚是接到EPROM 的 OE脚。ATAT89S51 可以利用 PSEN 及 RD
17、引脚分别启用存在外部的RAM与 EPROM,使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用 64K的定址范围。PORT0P0.0 P0.7):端口 0 是一个 8 位宽的开路电极 Open Drain)双向输出入端口,共有8 个位,P0.0 表示位 0,P0.1 表示位 1,依此类推。其他三个I/O 端口 P1、P2、P3)则不具有此电路组态,而是内部有一提升电路,P0 在当作 I/O 用时可以推动 8 个 LS的 TTL负载。如果当 EA引脚为低电平时 即取用外部程序代码或数据存储器), P0 就以多工方式提供地址总线A0A7)及数据总线 D0 D7)。设计者必须外加一个锁存器将端口0 送出
18、的地址锁住成为A0A7,再配合端口2所送出的 A8A15合成一组完整的 16 位地址总线,而定位地址到64K的外部存储器空间。PORT2P2.0 P2.7):端口 2 是具有内部提升电路的双向I/O 端口,每一个引脚可以推动4 个 LS的 TTL 负载,若将端口2 的输出设为高电平时,此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当作一般 I/O 端口使用外,若是在ATAT89S51 扩充外接程序存储器或数据存储器时,也提供地址总线的高字节A8A15,这个时候 P2 便不能当作I/O 来使用了。PORT1P1.0 P1.7):端口 1 也是具有内部提升电路的双向I/O 端口,其输出缓冲器可以推动4 个
19、LS TTL 负载,同样地,若将端口1 的输出设为高电平,便是由此端口来输入数据。如果是使用8052 或是 8032 的话, P1.0 又当作定时器2 的外部脉冲输入脚,而 P1.1 可以有 T2EX功能,可以做外部中断输入的触发引脚。PORT3P3.0 P3.7):端口 3 也具有内部提升电路的双向I/O 端口,其输出缓冲器可以推动4 个TTL 负载,同时还多工具有其他的额外特殊功能,包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下:P3.0:RXD ,串行通信输入。P3.1:TXD ,串行通信输出。P3.2:INT0,外部中断 0 输入。P
20、3.3:INT1,外部中断 1 输入。P3.4:T0,计时计数器 0 输入。P3.5:T1,计时计数器 1 输入。P3.6:WR :外部数据存储器的写入信号。P3.7:RD ,外部数据存储器的读取信号。5.2.1.2 74LS47芯片说明74LS47 是 BCD-7 段数码管译码器 /驱动器, 74LS47 的功能用于将 BCD 码转化成数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 34 页16 / 34 码块中的数字 ,通过它解码,可以直接把数字转换为数码管的显示数字, 从而简化了程序。74LS47译码器原理:译码为编码的逆过程
21、。它将编码时赋予代码的含义“ 翻译 ” 过来。实现译码的逻辑电路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。 74LS47 是输出低电平有效的七段字形译码器,它在这里与数码管配合使用,下表列出了74LS47 的真值表,表示出了它与数码管之间的关系。输 入 输 出 显示数字符号LTRBIA3 A2 A1 A0 BIRBO a bc d e f g11 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 X 0
22、 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄灭1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄灭0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -
23、 - - - - -第 16 页,共 34 页17 / 34 5.2.1.374LS138芯片说明74HC138:74LS138 为 3 线 8 线译码器,共有54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式,其74LS138工作原理如下:当一个选通端 G1 )为高电平,另两个选通端和/(G2B)为低电平时,可将地址端和/(G2B可级联扩展成 24 线译码器;若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。若将选通端中的一个作为数据输入端时,74LS138还可作数据分配器74LS138 与 74HC 的引脚图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
24、 - - - -第 17 页,共 34 页18 / 34 用与非门组成的3 线-8 线译码器 74LS138 无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138 的八个输出引脚,任何时刻要么全为高电平1芯片处于不工作状态,要么只有一个为低电平0,其余 7个输出引脚全为高电平 1。如果出现两个输出引脚同时为 0 的情况,说明该芯片已经损坏。71LS138 有三个附加的控制端、和。当、时,输出为高电平 S1),译码器处于工作状态。否则,译码器被禁止,所有的输出端被封锁在高电平,如表3.3.5 所示。这三个控制端也叫做 “ 片选 ” 输入端,利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。3 线
25、-8 线译码器 74LS138 的功能表带控制输入端的译码器又是一个完整的数据分配器。在图 3.3.8 电路中如果把作为“数据”输入端 同时),而将作为“地址”输入端,那么从送来的数据只能通过所指定的一根输出线送出去。这就不难理解为什么把叫做地址输入了。例如当 101时,门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平,因此的数据以反码的形式从输出,而不会被送到其他任何一个输出端上。5.2.2晶振电路右图所示为时钟电路原理图,在AT89S51 芯片内部有一个高增益反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1 ,输出端为引脚XTAL2 。而在芯片内部,XTAL1 和 XTAL2 之间跨接晶体振荡器和微调
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年课程设计方案单片机电子时钟 2022 课程设计 方案 单片机 电子 时钟
限制150内