智能仪器课程设计报告.docx

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1、智能仪器课程设计报告 智能仪表课程设计设计报告 课题名称数字电子时钟 姓名杨磊 学号081302138 班级名称测控0801 指导教师唐鸿儒黄亚忠 扬州大学能源与动力工程学院 二一一年九月 目录 0.任务书-12 1.仪表的功能要求及性能指标-3 2.硬件设计 2.1 MCS-51单片机-45 2.2LED驱动芯片ZLG7290-57 3.软件设计 3.1软件设计功能需求-8 3.2 软件设计框图-912 4.设计实物图-13 5.课程设计总结-1415 6.附录： 6.1参考文献-16 6.2器件清单-16 6.3设计程序-1742 智能仪表课程设计任务书 一、课题名称 时钟设计 二、设计内

2、容及设计要求 1）由2个4位型数码管组成，分别显示时，分，秒，可以切换显示年，月，日以及星期 2）能够随时对时间日期进行调整 3）能够随时输入定时闹钟 4）定时时间到，闹钟发出信号 5）具有整点报时功能 6）闹钟提醒信号为断续形式，时间为1分钟 三、时间安排 第一周： 星期一星期二：布置任务，熟悉资料，确定仪表的功能要求、性能指标。熟悉实验板原理图和印刷板图。 星期三星期五：进行仪表的方案选择，确定主要芯片、工作方式、输入输出信号的接口方式、键盘和显示方式、以及通信方式。进行硬件设计和元器件选择，画出硬件原理图。 第二周： 星期一星期五：根据硬件原理图，焊接硬件电路；测试硬件电 路的功能；软件

3、设计，包括软件需求说明、软件结构框图、主要软件功能模块的流程图；编写程序。 第三周： 星期一星期三：调试程序，联调软件和硬件。 星期四星期五：写课程设计报告。 四、应交成果 应交成果包括： ?纸质课程设计报告和电子文档； ?硬件原理图的Protel文件，程序； ?可以演示的硬件和软件成果 1仪表的功能要求、性能指标要求 1.1 初级要求： 1）用单片机的定时器产生1s的定时时间，作为秒计数时间 2）当1s产生时，秒计数加1，到60s时归0并向分钟进1,分钟到60时归0并向时进1，时到24时归0并向日进1，日通过计算当时月份进行计数 3）开机时，显示00-00-00，并开始计时。闹钟初始设置为0

4、0-00-00，日期为11-9-15-5，并开始计时。 1.2 中级要求 在以上基础上,在单片机的p1.0-p1.3加入4个键 1)p1.0 时间设置键，按一次对时进行校对，按第二次对分进行校对，第三次对秒进行校对，再按一下正常显示。 2)P1.1 闹钟及日期设置键，按下后开始对闹钟进行设置，按一，二，三次分别是对时，分，秒进行设置四，五，六，七次分别是对年，月，日，星期进行设置，再次按下恢复正常显示时间。 3）P1.2 加键，时间设置或者闹铃设置时加键，每按一次加一。 4）P1.3 显示切换键，在时间正常显示时，按下一次后，切换为显示日期，再次按下则显示时间。 2硬件设计 2.1 MCS-5

5、1单片机 MCS-51单片机的内部总体结构其基本特性如下：8位CPU、片内振荡器、4k字节ROM、128字节RAM、21个特殊功能寄存器、32根I/O线、可寻址的64k字节外部数据、程序存贮空间、2个16位定时器、计数器中断结构：具有二个优先级、五个中断源一个全双口串行口位寻址（即可寻找某位的内容）功能，适于按位进行逻辑运算的位处理器。除128字节RAM、4k字节ROM和中断、串行口及定时器模块外，还有4组I/O口P0P3，余下的就是CPU的全部组成。把4kROM 换为EPROM就是8751的结构，如去掉ROM/EPROM部分即为8031，如果将ROM置换为Flash存贮器或EEPROM，或再

6、省去某些I/O，即可得到51系列的派生品种，如89C51、AT89C2051等单片机。单片机各部分是通过内部的总线有机地连接起来的。 1、运算器运算器以完成二进制的算术/逻辑运算部件ALU为核心，再加上暂存器TMP、累加器ACC、寄存器B、程序状态标志寄存器PSW及布尔处理器。 2、控制器控制器是CPU的神经中枢，它包括定时控制逻辑电路、指令寄存器、译码器、地址指针DPTR及程序计数器PC、堆栈指针SP 等。这里程序计数器PC是由16位寄存器构成的计数器。要单片机执行一个程序，就必须把该程序按顺序预先装入存储器ROM的某个区域。单片机动作时应按顺序一条条取出指令来加以执行。 3、存储器是单片机

7、的又一个重要组成部分，每个存储单元对应一个地址，如256个单元共有256个地址，用两位16进制数表示，即存储器的地址（00HFFH）。 2.2LED驱动芯片ZLG7290B ZLG7290B 是广州周立功单片机发展有限公司自行设计的数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片。能够直接驱动8 位共阴式数码管（或64 只独立的LED），同时还可以扫描管理多达64 只按键。其中有8 只按键还可以作为功能键使用，就像电脑键盘上的Ctrl、Shift、Alt 键一样。另外ZLG7290B 内部还设置有连击计数器，能够使某键按下后不松手而连续有效。采用I2C 总线方式，与微控制器的接口仅需两根信号线。该芯片为工业级

8、芯片，抗干扰能力强，在工业测控中已有大量应用。 附：ZLG7290B 引脚功能表 引脚序号引脚名称功能描述 1 SC/KR 2 数码管c 段键盘行信号2 2 SD/KR 3 数码管d 段键盘行信号3 3 DIG3/KC3 数码管位选信号3键盘列信号3 4 DIG2/KC2 数码管位选信号2键盘列信号2 5 DIG1/KC1 数码管位选信号1键盘列信号1 6 DIG0/KC0 数码管位选信号0键盘列信号0 7 SE/KR4 数码管e 段键盘行信号4 8 SF/KR5 数码管f 段键盘行信号5 9 SG/KR6 数码管g 段键盘行信号6 10 DP/KR7 数码管dp 段键盘行信号7 11 GND

9、 接地12 DIG6/KC6 数码管位选信号6键盘列信号6 13 DIG7/KC7 数码管位选信号7键盘列信号7 14 INT 键盘中断请求信号，低电平（下降沿）有效 15 RST 复位信号，低电平有效 16 Vcc 电源，3.35.5V 17 OSC1 晶振输入信号 18 OSC2 晶振输出信号 19 SCL I2C 总线时钟信号 20 SDA I2C 总线数据信号 21 DIG5/KC5 数码管位选信号5键盘列信号5 22 DIG4/KC4 数码管位选信号4键盘列信号4 23 SA/KR0 数码管a 段键盘行信号0 24 SB/KR1 数码管b 段键盘行信号1 总设计框图 3软件设计 3.1软件设计功能需求 1）用单片机的定时器产生1s的定时时间，作为秒计数时间 2）当1s产生时，秒计数加1，到60s时归0并向分钟进1,分钟到60时归0并向时进1，时到24时归0并向日进1，日通过计算当时月份进行计数 3）开机时，显示00-00-00，并开始计时。闹钟初始设置为00-00-00，日期为11-9-05，并开始计时。 3.2主要功能模块的软件框图。T0中断服务