单片机原理课程设计(论文)单片机数字时钟的设计.doc
《单片机原理课程设计(论文)单片机数字时钟的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机原理课程设计(论文)单片机数字时钟的设计.doc(16页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、单片机原理单片机原理 课课 程程 设设 计计 论论 文文 题目题目: : 单片机数字时钟的设计单片机数字时钟的设计 学 生 姓 名: ywh 学号:070108041124 学 部 (系): 信息学部 专 业 年 级: 07 自动化 4 班 指 导 教 师: 职称或学位: 20102010 年年 0707 月月 1111 日日 目录目录 第一章第一章 设计要求设计要求.3 第二章第二章 单片机简介单片机简介.3 2.1 概述.3 2.2 单片机的发展历程.4 2.3 时钟的特性.4 第三章第三章 系统原理与硬件设计系统原理与硬件设计.5 3.1 硬件选择.5 3.2 单片机的构成.5 3.3
2、AT89C52 单片机的引脚说明.6 3.4 LED 简介.7 第四章第四章 软软件件设设计计.9 第五章第五章 调试过程及数据分析调试过程及数据分析.13 5.1 硬件调试.13 5.2 KEIL 调试.14 5.3 开发板调试.14 第六章第六章 结论与总结结论与总结.15 参考文献参考文献.16 第一章第一章 设计要求设计要求 题目:数字时钟的设计 1、 任务简介: 时钟在生产、生活中具有相当重要的作用。数字式时钟直接用数字显示时间, 读数直观,并且具有一定的实用功能。本设计要求利用单片机完成一个数字时 钟的设计。 2、 设计要求: (1) 系统硬件设计:利用单片机实验板完成设计要求(已
3、有) ; (2) 系统软件设计:完成控制软件的编写与调试; (3) 功能要求: 1) 6 位数码管显示小时、分钟,秒(例如:18:30:30) ; 2) 可通过键盘调校当前时间; 3) 具有整点提示功能(例如蜂鸣器鸣响半分钟) ,具有整点报时功能(例如十 点响十声) ; 4) 1 个 LED 每秒闪烁一次,指示秒针动作; 5)具有定时功能,可通过键盘设定及查询定时时间;定时时间到,有蜂鸣器提 示。 第二章第二章 单片机简介单片机简介 2.1 概述概述 随着电子技术的迅速发展,特别是随着大规模集成电路产生而出现的微型 计算机,给人类生活带来了极大的方便。走入家庭,从洗衣机、微波炉到音响、 汽车,
4、到处都可以见到单片机应用的踪影。如果说微型计算机技术的出现使现 代科学研究得到了质的飞跃,那么也可以毫不夸张的说:“单片机技术的出现 则是给现代工业测控领域带来了一次新的工业革命” 。目前,单片机以其可靠性 高和智能性等特点被广泛应用到工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪 表、办公自动化等领域中,并已经进入家庭,因此,单片机技术的开发和应用 水平已经逐步成为一个国家自动化发展水平的标志之一。 2.2 单片机的发展历程单片机的发展历程 单片机是微型计算机的一个重要分支,也是一种非常活跃和颇具生命力的 机种,特别适用于工业控制领域。1971 年微处理器研制成功不久,就出现了单 片机,但最早的单
5、片机是 1 位的,处理能力有限。单片机的发展共分四个阶段: 第一阶段是初级阶段,功能非常简单;第二阶段是低性能阶段, 16 位定时器/ 计数器,片内 ROM、RAM 容量加大,直到现在仍被广泛应用,是目前应用数量较 多的单片机。 、32 位单片机推出阶段,以满足不同的用户需要。纵观单片机几 十年的发展历程,单片机的今后发展方向将向多功能、高性能、高速度、低功 耗、低价格、外围电路内装化以及内存储器容量增加和 FLASH 存储器化方向发 展。 2.3 时钟的时钟的特性特性 省电(关闭显示)功能(2)以 24h(小时)计时方式(3)白来整点报时, 晚上 22 点后不报时(4)用六位 LED 数码管
6、显示时、分、秒(5)使用按键开 关可实现时分调整、秒表功能转换(6)使用按键开关可实现时分调整、时钟功 能转换等功能。 这里用到中断,50ms 的产生一次。然后累加到 20 次,秒表就加 1.。每 60 秒分值加 1。 每 60 分时加 1,每 24 小时日加 1. 第三章第三章 系统原理系统原理与硬件设计与硬件设计 3.1 硬件硬件选择选择 (1)单片机的选择 选用 AT89C52 单片机,并配备 12MHz 晶振,复位电路 采用上电复位。 (2)显示电路选择 采用软件译码动态显示,P3.0-P3.3 作数码管的位选 口。P1.0-P1.6 作数码管的段选口。考虑直接用单片机 I/O 口作位
7、选时驱动功 率不够, (3)电源选择 采用直流 5V 电源供电。 (4)选择器的选择 74ls04。 (5)CTC89c52 单片机是一种低功耗,高性能的片内含有 4KB 可编程/擦除 只读存储器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的 8 位 COMS 微控制器,使用高密度,非易失存储技术制造,并且与 AT89C52 引脚和指令系统完全兼容。芯片上的 FLASH 允许在线编程或采用通用 的非易失存储编程器对存储器重复编程。 3.2 单片机的构成单片机的构成 AT89c51 单片机是在一块芯片中集成了 CPU、RAM、R
8、OM、定时器/计数器和 多种功能的 I/O 线等一台计算机所需要的基本功能部件,AT89C52 单片机单片 机内包含下列几个部件: (1) 一个 8 位 CPU; (2)一个片内振荡器及时钟电路; (3)4K 字节 ROM 程序存储器; (4)256 字节 RAM 数据存储器; (5)两个 16 位定时器/计数器; (6)可寻址 64K 外部数据存储器和 64K 外部程序存储器空间的控制电路; (7)32 条可编程的 I/O 线(四个 8 位并行 I/O 端口) ; (8)一个可编程全双工串行口; (9)具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构。 其内部机构框图如图 2.2 所示: 图 3-1
9、MCS-51 单片机内部机构框图 3.3 AT89C52 单片机的引脚说明单片机的引脚说明 AT89c52 单片机采用 40 条引脚双列直插式器件,引脚除 5V( 40 脚) 和电源地( 20 脚)外,其功能分为时钟电路、控制信号、输入/输出三大部 分,逻辑框图及引脚图分别如图 2.4(a)(b)所示 (a) (b) 图 3-2 AT89c52 单片机逻辑图与引脚图 AT89C52 单片机的内部硬件结构中除了程序存储器由 FLASH 取代了 87C51 单片机的 EPROM 外,其余部分完全相同,其管脚说明如下: (1)VCC:供电电压 (2)GND:接地 (3)时钟电路 XTAL1(19 脚
10、)芯片内部振荡电路(单级反相放大器)输入端。 XTAL2(18 脚)芯片内部振荡电路(单级反相放大器)输出端。 (4)控制信号 RST(9 脚)复位信号:时钟电路工作后,在此引脚上将出现两个机器周期 的高电平,芯片内部进行初始复位,P0 口P3 口输出高电平,将初值 07H 写入 堆栈指针。 ALE(30 脚)地址锁存信号:当访问外部存储器时,P0 口输出的低 8 位地 址由 ALE 输出的控制信号锁存到片外地址锁存器,P0 口输出地址低 8 位后,又 能与片外存储器之间传送信息。另外,ALE 可驱动 4 个 TTL 门。 (29 脚)片外程序存储器读选通:低电平有效,作为PSENPSENPS
11、EN 程序存储器的读信号,输出负脉冲,将相应的存储单元的指令读出并送到 P0 口, 可驱动 8 个 TTL 门。PSEN /Vpp(30 脚):当为高电平且 PC 值小于 0FFFH 时,CPU 执行内部EAEA 程序存储器程序;当为低电平时,CPU 仅执行外部程序存储器程序。EA 3.4 LED 简介简介 LED 数码管根据 LED 的接法不同分为共阴和共阳两类,了解 LED 的这些特 性,对编程是很重要的,因为不同类型的数码管,除了它们的硬件电路有差异 外,编程方法也是不同的。图 2.7(a)是共阴和共阳极数码管的内部电路图,它 们的发光原理是一样的,只是它们的电源极性不同而已。 将多只
12、LED 的阴极连在一起即为共阴式,而将多只 LED 的阳极连在一起即 为共阳式。以共阴式为例,如把阴极接地,在相应段的阳极接上正电源,该段 即会发光。当然,LED 的电流通常较小,一般均需在回路中接上限流电阻。假 如我们将b和c段接上正电源,其它端接地或悬空,那么b和c段发光, 此时,数码管显示将显示数字“1”。而将a、b、d、e和g段都接上 正电源,其它引脚悬空,此时数码管将显示“2”。其它数字的显示原理与此类 同。 LED 的 7 段数码管利用单只 LED 组合排列成“8”字型的数码管,分别引出 它们的电极,点亮相应的点划来显示出 0-9 的数字。在这次的设计中采用的均 是共阴极的 LED
13、 显示,当 I/O 口输出为高电平的时候,对应段就被点亮。LED 数码管的结构图如图 2.7(b)所示。 (a) (b) 图 3-3 LED 分类结构图和结构图 这次设计的显示部分采用 AT89c51 单片机动态扫描完成, 在多数的应用场 合中,我们并不希望使用多 I/O 端口的单片机,原则上是使用尽量少引脚的器 件。在没有富余端口的情况下,应通过优化设计程序和扩展电路达到预期的目 的。动态扫描的频率有一定的要求,频率太低,LED 将出现闪烁现象。如频率 太高,由于每个 LED 点亮的时间太短,LED 的亮度太低,肉眼无法看清,所以 一般均取几个 ms 左右为宜,这就要求在编写程序时,选通某一
- 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:
- 单片机 原理 课程设计 论文 数字 时钟 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-10024615.html