課程設(shè)計---基于單片機51的電子時鐘設(shè)計

1、<p>　　單片機課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　2010/2011 學(xué)年第 二 學(xué)期</p><p>　　發(fā)任務(wù)書日期: 2011 年5 月29日</p><p>　　單 片 機 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p>　　單 片 機 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p><

2、;b>　　目錄</b></p><p>　　單片機簡介及工作原理…………………………………………1</p><p>　　MCS-51定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)簡介………………………4</p><p>　　鍵盤和LED數(shù)碼管顯示器簡介…………………………………4</p><p>　　時鐘模塊…………………………………………………

3、…………5</p><p>　　基本原理……………………………………………………………5</p><p>　　硬件電路……………………………………………………………6</p><p>　　軟件程序流程及代碼……………………………………7 八.設(shè)計制作流程………………………………………………………8</p><p>　　總結(jié)……………

4、…………………………………………………10</p><p>　　十．主要參考文獻(xiàn)……………………………………………………13</p><p>　　單片機簡介及工作原理：</p><p>　　1.單片計算機即單片微型計算機。（Single-Chip Microcomputer ）,是 集CPU ,RAM ,ROM ,定時，計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。他體積小，成本

5、低，功能強，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動化上。而51單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。</p><p>　　AT89C51是一款非常適合單片機初學(xué)者學(xué)習(xí)的單片機，它完全兼容傳統(tǒng)的8051，8031的指令系統(tǒng)，他的運行速度要比8051快最高支持達(dá)33MHz的晶體震蕩器，在此系統(tǒng)中使用12MHz的晶振。AT89C51具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時

6、器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。</p><p><b>　　2.電源模塊：</b></p><p>　　采用直流穩(wěn)壓電源

7、作為系統(tǒng)主電源，干電池作為輔助電源。不僅不需要經(jīng)常更換電源，并且當(dāng)市電停止時能夠采用干電池做為系統(tǒng)電源，使用更加安全可靠。</p><p>　　AT89C51單片機40個引腳按引腳功能大致可分為4個種類：電源、時鐘、控制和I/O引腳。</p><p>　　圖2-7 AT89C51引腳排列圖</p><p><b>　?、?電源: </b>&l

8、t;/p><p>　?、?VCC - 芯片電源，接+5V；</p><p>　?、?VSS - 接地端；</p><p>　　注：用萬用表測試單片機引腳電壓一般為0v或者5v，這是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平。但有時候在單片機程序正在工作時候測試結(jié)果并不是這個值而是介于0v-5v之間，其實這是萬用表的響應(yīng)速度沒這么快而已，在某一個瞬間單片機引腳電壓仍保持在0v或者5v。</p

9、><p>　?、?時鐘:XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 </p><p>　?、?控制線:控制線共有4根，</p><p>　?、?ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖</p><p>　?、?ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址</p><p>　?、?PROG功能：

10、片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。</p><p>　?、?PSEN:外ROM讀選通信號。</p><p>　　⑶ RST/VPD:復(fù)位/備用電源。</p><p>　?、?RST（Reset）功能：復(fù)位信號輸入端。</p><p>　?、?VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。</p>&

11、lt;p>　　⑷ EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。</p><p>　?、?EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。</p><p>　?、?Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。</p><p><b>　　⒋ I/O線</b></p><p>　　80C51共有

12、4個8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個引腳。</p><p>　　P3口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線） </p><p>　　二．單片機復(fù)位電路的連接</p><p>　　實單片機復(fù)位電路如下圖所示。</p><p>　　三．鍵盤和LED數(shù)碼管顯示器簡介</p><p&g

13、t;<b>　　1.鍵盤</b></p><p>　　本系統(tǒng)共用12個數(shù)碼管，從右到左依次顯示秒個位、秒十位、分個位、分十位、時個位，時十位，日個位，日十位，月個位，月十位，年調(diào)整位。采用軟件譯碼動態(tài)顯示。按鍵處理設(shè)置為：如沒有按鍵，則時鐘正常走時。當(dāng)按下K0按鍵時，進(jìn)入調(diào)分狀態(tài)，時鐘停止走動；按K1可K2按鍵可進(jìn)行加1或減1操作；繼續(xù)按K0鍵可分別進(jìn)行分和小時的調(diào)整；最后按K0鍵將退出調(diào)整

14、狀態(tài)，時鐘開始計時運行。</p><p><b>　　2.LED顯示</b></p><p>　　LED顯示屏（LED panel）：LED就是light emitting diode ，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱LED。它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，其大概的樣子就是由很多個通常是紅色的小燈組成，靠燈的亮滅來顯示字符。用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情

15、、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。 </p><p><b>　　四．時鐘模塊:</b></p><p>　　時鐘模塊采用DS1302芯片，DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM通過簡單的串行接口與單片機進(jìn)行通信實時時鐘/日歷電路提供秒分時日日期月年的信息每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整時鐘操作可通過AM/

16、PM指示決定采用24或12小時格式DS1302與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個口線：</p><p>　　RST復(fù)位、I/O數(shù)據(jù)線、SCLK串行時鐘。時鐘/RAM的讀/寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達(dá)31個字節(jié)的字符組方式通信。DS1302工作時功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于1mW，其接線電路如圖4所示：</p><p><b>　　五．基本原理</

17、b></p><p>　　1．定時器/計數(shù)器 T0 </p><p>　　定時器/計數(shù)器T0用于時間計時。選擇方式1，重復(fù)定時，定時時間設(shè)為50ms，定時時間到則中斷，在中斷服務(wù)程序中用一個計數(shù)器對50ms計數(shù)，計20次則對秒單元加1，秒單元加到60則對分單元加1，同時秒單元清0；分單元加到60則對時單元加1，同時分單元清0；時單元加到24則對日單元加1，同時日單元清0;日單元加

18、到28，30或31則對月單元加1，同時日單元清0，月單元加到12則對年單元加1，同時對月單元清0，標(biāo)志一年時間計滿。在對各單元計數(shù)的同時，把它們的值放到存儲單元的指定位置。</p><p><b>　　六．硬件電路</b></p><p>　　七．軟件程序流程及代碼</p><p>　　1. T0中斷服務(wù)程序流程圖</p><

19、;p><b>　　2.主程序流程圖</b></p><p><b>　　3.程序代碼</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP START</p><p>　　ORG 000BH ；定時器/計數(shù)器T0中斷程序入口</p><

20、p>　　LJMP INTT0 ；主程序</p><p>　　START：MOV R0，#70H</p><p>　　MOV R7，#0CH</p><p>　　INIT： MOV @R0，#00H</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DJN

21、Z R7，INIT</p><p>　　MOV 72H，#10</p><p>　　MOV 75H，#10</p><p>　　MOV TMOD，#01H</p><p>　　MOV TL0，#0B0H</p><p>　　MOV TH0，#03CH</p><p><b>

22、;　　SETB EA</b></p><p><b>　　SETB ET0</b></p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p>　　START1：LCALL SCAN</p><p>　　LCALL KEYSCAN</p><p&g

23、t;　　SJMP START1 ；延時1MS子程序</p><p>　　DL1MS：MOV R6，#14H</p><p>　　DL1：MOV R7，#19H</p><p>　　DL2：DJNZ R7，DL2</p><p>　　DJNZ R6，DL1</p><p>　　RET

24、 ；延時20MS子程序</p><p>　　DL20MS：ACALL SCAN</p><p>　　ACALL SCAN</p><p>　　ACALL SCAN</p><p>　　RET ；數(shù)碼管顯示程序</p><p>　　SCAN：MOV A，78H ；時間

25、存入顯示緩沖區(qū)相應(yīng)位置</p><p>　　MOV B，#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV 71H，A</p><p>　　MOV 70H，B</p><p>　　MOV A，79H</p><p>　　MOV

26、 B，#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV 74H，A</p><p>　　MOV 73H，B</p><p>　　MOV A，7AH</p><p>　　MOV B，#0AH</p><p><b>　

27、　DIV AB</b></p><p>　　MOV 77H，A</p><p>　　MOV 76H，B</p><p>　　MOV R1，#70H ；循環(huán)掃描顯示</p><p>　　MOV R5，#80H</p><p>　　MOV R3，#08H</p><p&g

28、t;　　SCAN1：MOV A，R5</p><p><b>　　MOV P2，A</b></p><p>　　MOV A，@R1</p><p>　　MOV DPTR，#TAB</p><p>　　MOVC A，@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0，A&

29、lt;/b></p><p><b>　　MOV A，R5</b></p><p>　　LCALL DL1MS</p><p><b>　　INC R1</b></p><p><b>　　MOV A，R5</b></p><p><

30、b>　　RR A</b></p><p><b>　　MOV R5，A</b></p><p>　　DJNZ R3，SCAN1</p><p>　　MOV P2，#00H</p><p>　　MOV P0，#0FFH</p><p><b>　　RET<

31、/b></p><p>　　TAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H，0BFH ；“0~9”，“-”的共陽極字段碼</p><p>　?。欢〞r器/計數(shù)器T0中斷服務(wù)程序</p><p>　　INTT0：PUSH ACC</p><p><b

32、>　　PUSH PSW</b></p><p><b>　　CLR ET0</b></p><p><b>　　CLR TR0</b></p><p>　　MOV TL0，#0B0H</p><p>　　MOV TH0，#03CH</p><p>

33、<b>　　SETB TR0</b></p><p><b>　　INC 7BH</b></p><p>　　MOV A，7BH</p><p>　　CJNE A，#14H，OUTT0</p><p>　　MOV 7BH，#00</p><p><b>　

34、　INC 78H</b></p><p>　　MOV A，78H</p><p>　　CJNE A，#3CH，OUTT0</p><p>　　MOV 78H，#00</p><p><b>　　INC 79H</b></p><p>　　MOV A，79H</p>

35、;<p>　　CJNE A，#3CH，OUTT0</p><p>　　MOV 79H，#00</p><p><b>　　INC 7AH</b></p><p>　　MOV A，7AH</p><p>　　CJNE A，#18H，OUTT0</p><p>　　MOV 7

36、AH，#00</p><p><b>　　OUTT0：</b></p><p><b>　　SETB ET0</b></p><p><b>　　POP PSW</b></p><p><b>　　POP ACC</b></p><

37、;p>　　RETI ；按鍵處理程序</p><p>　　KEYSCAN：CLR EA</p><p>　　JNB P1.0，KEYSCAN0</p><p>　　JNB P1.1，KEYSCAN1</p><p>　　JNB P1.2，KEYSCAN2</p><p>　　KEYOUT：

38、SETB EA</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　KEYSCAN0：LCALL DL20MS</p><p>　　JB P1.0，KEYOUT</p><p>　　WAIT0：JNB P1.0，WAIT0</p><p><b>　　INC 7CH

39、</b></p><p>　　MOV A，7CH</p><p><b>　　CLR ET0</b></p><p><b>　　CLR TR0</b></p><p>　　CJNE A，#03H，KEYOUT</p><p>　　MOV 7CH，#00

40、</p><p><b>　　SETB ET0</b></p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p>　　SJMP KEYOUT</p><p>　　KEYSCAN1：LCALL DL20MS</p><p>　　JB P1.1，KEYOUT

41、</p><p>　　WAIT1：JNB P1.1，WAIT1</p><p>　　MOV A，7CH</p><p>　　CJNE A，#02H，KSCAN11</p><p><b>　　INC 79H</b></p><p>　　MOV A，79H</p><p

42、>　　CJNE A，#3CH，KEYOUT</p><p>　　MOV 79H，#00</p><p>　　SJMP KEYOUT</p><p>　　KSCAN11：INC 7AH</p><p>　　MOV A，7AH</p><p>　　CJNE A，#18H，KEYOUT</p>

43、<p>　　MOV 7AH，#00</p><p>　　SJMP KEYOUT</p><p>　　KEYSCAN2：LCALL DL20MS</p><p>　　JB P1.2，KEYOUT</p><p>　　WAIT2：JNB P1.2，WAIT2</p><p>　　MOV A，7CH&

44、lt;/p><p>　　CJNE A，#02H，KSCAN21</p><p><b>　　DEC 79H</b></p><p>　　MOV A，79H</p><p>　　CJNE A，#0FFH，KEYOUT</p><p>　　MOV 79H，#3BH</p><

45、p>　　SJMP KEYOUT</p><p>　　KSCAN21：DEC 7AH</p><p>　　MOV A，7AH</p><p>　　CJNE A，#0FFH，KEYOUT</p><p>　　MOV 7AH，#17H</p><p>　　SJMP KEYOUT</p><

46、;p><b>　　END</b></p><p><b>　　八．設(shè)計制作流程</b></p><p>　　1、在PROTEUS中設(shè)計硬件</p><p>　　PROTEUS軟件使用過程如下：</p><p><b>　　1）選擇元器件</b></p>

47、<p><b>　　2）放置元器件</b></p><p><b>　　3）連線</b></p><p><b>　　4）添加程序</b></p><p><b>　　5）運行仿真</b></p><p><b>　　元器件清單如下：&

48、lt;/b></p><p>　　單片機：AT89C51</p><p><b>　　按鍵：BUTTON</b></p><p><b>　　電阻：RES</b></p><p><b>　　電容：CAP</b></p><p>　　晶振：CRYS

49、TAL</p><p>　　LED數(shù)碼管：7SEG-MPX8-CA-BLUE（CA：共陽，CC：共陰）</p><p><b>　　地：GRAND</b></p><p><b>　　電源：POWER</b></p><p>　　2、在KEIL51中編寫程序，編譯、連接形成HEX文件。</p&

50、gt;<p>　　3、在PROTEUS中把HEX文件加載到單片機芯片上。</p><p>　　4、運行仿真看結(jié)果。</p><p><b>　　九．總結(jié)</b></p><p>　　這次課程設(shè)計，有很多的心得體會，有關(guān)于單片機方面的，更多的是關(guān)于人與人之間關(guān)系方面的。</p><p>　　在這期間，我得到了

51、很多同學(xué)的幫助。我本人對單片機也并不是很熟悉，學(xué)的東西好像它是它，我是我似的，理論聯(lián)系不了實際。以前的匯編語言沒學(xué)好，一開始的程序這塊兒就要令我束手無策了。后來請教我們班的一個同學(xué)，看他邊做邊給我講解。最后在計算機上調(diào)試成功，后來自己又從頭到尾做了一遍，完成了本程序。</p><p>　　最后說明自己對這門課程的感受，課堂教學(xué)考慮到大多數(shù)同學(xué)的需求，主要強調(diào)“基本”—基本知識、基本理論、基本方法、基本技能。而這次

52、設(shè)計正是為我們提供了一個深入學(xué)習(xí)、探索的機會。</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　李朝青 單片機原理及接口技術(shù)。北京航空航天大學(xué)出版社，2005年</p><p>　　李群芳 肖看 單片機原理、接口及應(yīng)用。清華大學(xué)出版社，2005年</p><p>　　陳汝全 電子技術(shù)常用器件應(yīng)