簡易數(shù)字鐘的單片機(jī)課程設(shè)計

1、<p><b>　　單片機(jī)課程設(shè)計論文</b></p><p>　　設(shè)計題目：簡易數(shù)字鐘單片機(jī)設(shè)計 </p><p><b>　　一.前言</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和超大集成電路設(shè)計和制造工藝的進(jìn)一步提高，單片機(jī)也有了迅速的發(fā)展，各種新穎的單片機(jī)產(chǎn)品層出不窮，令人目不暇接。當(dāng)前單片機(jī)技術(shù)

2、已滲透到國防尖端、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活的各個領(lǐng)域，成為當(dāng)今世界現(xiàn)代化不可缺少的工具和強(qiáng)有力的武器。單片機(jī)技術(shù)是當(dāng)代理工科大學(xué)生必會的技能之一。</p><p>　　近年來隨著計算機(jī)在社會領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此特別適合于與控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來越廣泛地應(yīng)用于自動控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)

3、品以及家用電器等各個領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。</p><p>　　單片機(jī)的學(xué)習(xí)和掌握是當(dāng)前迫切的任務(wù)和要求，為此進(jìn)行了本次設(shè)計，本次設(shè)計旨在提高對單片機(jī)的內(nèi)部硬件電路的理解和軟件編程能力的提高，真正體驗(yàn)一下產(chǎn)品的研發(fā)和制造的各部分流程，在一定程度上加強(qiáng)了對工程設(shè)計的理解和實(shí)際操作。</p><p>　　簡易

4、數(shù)字鐘是對單片機(jī)的一次綜合的應(yīng)用，對單片機(jī)中至關(guān)重要的中斷概念的理解有著十分重要的意義，簡易數(shù)字鐘不僅需要時間的準(zhǔn)確跟需要有廉價的電路組成即將部分硬件用軟件編程的方法加以代替，降低成本以提高市場的競爭力，這是對單片機(jī)設(shè)計的最高要求。</p><p>　　本次設(shè)計就是針對以上問題的一種解決策略，希望通過后面的設(shè)計對讀者有所啟發(fā)和鼓勵，單片機(jī)其實(shí)很簡單，天下無難事，勇者必勝之。</p><p>

5、;<b>　　二.各部分模塊介紹</b></p><p>　　4.1 單片機(jī)AT89C51芯片分析</p><p>　　AT89C51單片機(jī)引腳圖如下：</p><p>　　圖 4.1 AT89C51引腳圖</p><p>　　該單片機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，其各個引腳功能如下：</p>&

6、lt;p>　　VCC：+5V電源。</p><p><b>　　VSS: 接地。</b></p><p>　　RST：復(fù)位信號。當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù)兩個周期以上的高電平時即為有效，用來完成單片機(jī)的初始化操作。</p><p>　　XTAL1和XTAL2：外接晶體引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部

7、時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。</p><p>　　PO口：P0口作為一個8位漏極開路雙向I/O口，當(dāng)作輸出口使用時，必須接上拉電阻才有高電平輸出；當(dāng)作輸入口使用時，必須先向電路中的鎖存器寫入“1”，使FET截止，以避免鎖存器為“0”時對引腳輸入的干擾。本次設(shè)計采用P0口作為數(shù)碼管段選輸出使用。</p><p>　　P2口：內(nèi)部有上拉電阻的8位I/O口，本次設(shè)計中作為數(shù)碼管位選輸出使用。

8、</p><p>　　4.2 晶振電路模塊</p><p>　　在AT89C51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。而在芯片內(nèi)部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后，才成為單片機(jī)的時鐘脈沖信號。</p><p><b&

9、gt;　　圖4.2 晶振電路</b></p><p>　　4.3 復(fù)位電路模塊</p><p>　　單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使RST/VPD或RST引腳加上兩個機(jī)器周期（即24個振蕩周期）的高電平。例如,若時鐘頻率為12MHz，每個機(jī)器周期為1us，則只需要2us以上時間的高電平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。單片機(jī)常見的復(fù)位如圖所示。電路為上電復(fù)位，它利用

10、電容充電來實(shí)現(xiàn)的。在接電瞬間，RESET端的電位與VCC相同，隨著充電電流的減少，RESET的電位逐漸下降。只要保證RESET為</p><p>　　高電平的時間大于兩個機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。該電路除具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)</p><p>　　位，只需按圖中的RESET鍵，此時電源VCC經(jīng)電阻分壓，在RESET端產(chǎn)生一個復(fù)位高</p><p><b>

11、;　　電平。</b></p><p><b>　　圖4.3 復(fù)位電路</b></p><p><b>　　4.4 顯示模塊</b></p><p>　　考慮采用動態(tài)顯示部分，用P0口作為數(shù)碼管數(shù)據(jù)（段選），P2口作為數(shù)碼管控制（位選）。動態(tài)顯示通常都是采用動態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，即循環(huán)點(diǎn)亮每一個數(shù)碼管，這樣雖然

12、在任意時刻都只有一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，但由于人眼存在視覺暫留效應(yīng)，只要每位數(shù)碼管間隔時間足夠短，就可以給人以通俗顯示的感覺。上面第一部分已提到，我們采用了50ms左右的時間間隔，并且是合理的。6位數(shù)碼管，實(shí)驗(yàn)室的硬件是共陰極的，故我們的數(shù)碼表采用{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, 0x00};</p><p><b>　　圖4.4 顯示模塊

13、</b></p><p>　　4.5 時間校對按鍵模塊</p><p>　　本次設(shè)計要求了該簡易數(shù)字鐘必須具備時、分的調(diào)整功能。故必須接入2個簡單的按鍵（本設(shè)計設(shè)置問p1.4調(diào)時、p1.5調(diào)分，按鍵為實(shí)驗(yàn)箱單次脈沖按鍵模塊），并且在軟件部分必須引入這2個獨(dú)立按鍵的子程序。</p><p>　　圖4.5 時間校對按鍵電路</p><p&

14、gt;<b>　　三．實(shí)驗(yàn)任務(wù) </b></p><p>　　1． 開機(jī)時，顯示12：00：00的時間開始計時；</p><p>　　2． P0.0/AD0控制“秒”的調(diào)整，每按一次加1秒；</p><p>　　3． P0.1/AD1控制“分”的調(diào)整，每按一次加1分；</p><p>　　4． P0.2/AD2控制“時”

15、的調(diào)整，每按一次加1個小時</p><p><b>　　四.課程設(shè)計原理</b></p><p>　　單片機(jī)控制的數(shù)字鐘的硬件結(jié)構(gòu)與軟件設(shè)計,給出了匯編語言源程序。此數(shù)字鐘是一個將“時”、“分”、“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。顯示器件選用LED七段數(shù)碼管。在譯碼顯示電路輸出的驅(qū)動下，顯示出清晰、直觀的數(shù)字符號。針對數(shù)字鐘會產(chǎn)生走時誤差的現(xiàn)象，在電路中就設(shè)計有有校

16、準(zhǔn)時間功能的電路。使用動態(tài)數(shù)碼顯示的方法，運(yùn)用獨(dú)立式按鍵識別過程，按“時”，“分”，“秒”數(shù)據(jù)送出顯示處理方法。</p><p>　　五. 系統(tǒng)板上硬件連線</p><p>　　1． 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0－P1.7端口用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的A－H端口上；</p><p>　　2． 把“單片機(jī)系統(tǒng)：區(qū)域中的P3.0－P3.7端口用8芯排線

17、連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的S1－S8端口上；</p><p>　　3． 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0/AD0、P0.1/AD1、P0.2/AD2端口分別用導(dǎo)線連接到“獨(dú)立式鍵盤”區(qū)域中的SP3、SP2、SP1端口上；</p><p>　　六．PROTEUS仿真</p><p><b>　　七.元件清單</b></p>&l

18、t;p>　　基于AT89S51單片機(jī)數(shù)字鐘的元件清單如下表。</p><p><b>　　八.程序清單</b></p><p><b>　　匯編源程序</b></p><p>　　SECOND EQU 30H</p><p>　　MINITE EQU 31H</p><p&

19、gt;　　HOUR EQU 32H</p><p>　　HOURK BIT P0.0</p><p>　　MINITEK BIT P0.1</p><p>　　SECONDK BIT P0.2</p><p>　　DISPBUF EQU 40H</p><p>　　DISPBIT EQU 48H</p>

20、<p>　　T2SCNTA EQU 49H</p><p>　　T2SCNTB EQU 4AH</p><p>　　TEMP EQU 4BH</p><p><b>　　ORG 00H</b></p><p>　　LJMP START</p><p><b>　　ORG 0BH

21、</b></p><p>　　LJMP INT_T0</p><p>　　START: MOV SECOND,#00H</p><p>　　MOV MINITE,#00H</p><p>　　MOV HOUR,#12</p><p>　　MOV DISPBIT,#00H</p><p&g

22、t;　　MOV T2SCNTA,#00H</p><p>　　MOV T2SCNTB,#00H</p><p>　　MOV TEMP,#0FEH</p><p>　　LCALL DISP</p><p>　　MOV TMOD,#01H</p><p>　　MOV TH0,#(65536-2000) / 256</

23、p><p>　　MOV TL0,#(65536-2000) MOD 256</p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p><b>　　SETB ET0</b></p><p><b>　　SETB EA</b></p><p>　　W

24、T: JB SECONDK,NK1</p><p>　　LCALL DELY10MS</p><p>　　JB SECONDK,NK1</p><p>　　INC SECOND</p><p>　　MOV A,SECOND</p><p>　　CJNE A,#60,NS60</p><p>　　

25、MOV SECOND,#00H</p><p>　　NS60: LCALL DISP</p><p>　　JNB SECONDK,$</p><p>　　NK1: JB MINITEK,NK2</p><p>　　LCALL DELY10MS</p><p>　　JB MINITEK,NK2</p>&l

26、t;p>　　INC MINITE</p><p>　　MOV A,MINITE</p><p>　　CJNE A,#60,NM60</p><p>　　MOV MINITE,#00H</p><p>　　NM60: LCALL DISP</p><p>　　JNB MINITEK,$</p><

27、;p>　　NK2: JB HOURK,NK3</p><p>　　LCALL DELY10MS</p><p>　　JB HOURK,NK3</p><p><b>　　INC HOUR</b></p><p>　　MOV A,HOUR</p><p>　　CJNE A,#24,NH24&l

28、t;/p><p>　　MOV HOUR,#00H</p><p>　　NH24: LCALL DISP</p><p>　　JNB HOURK,$</p><p>　　NK3: LJMP WT</p><p><b>　　DELY10MS:</b></p><p>　　MOV

29、R6,#10</p><p>　　D1: MOV R7,#248</p><p><b>　　DJNZ R7,$</b></p><p>　　DJNZ R6,D1</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　DISP: </b>

30、;</p><p>　　MOV A,#DISPBUF</p><p><b>　　ADD A,#8</b></p><p><b>　　DEC A</b></p><p><b>　　MOV R1,A</b></p><p>　　MOV A,HOUR&l

31、t;/p><p><b>　　MOV B,#10</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV @R1,A</b></p><p><b>　　DEC R1</b></p><p><

32、;b>　　MOV A,B</b></p><p><b>　　MOV @R1,A</b></p><p><b>　　DEC R1</b></p><p><b>　　MOV A,#10</b></p><p><b>　　MOV@R1,A</

33、b></p><p><b>　　DEC R1</b></p><p>　　MOV A,MINITE</p><p><b>　　MOV B,#10</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　M

34、OV @R1,A</b></p><p><b>　　DEC R1</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p><b>　　MOV @R1,A</b></p><p><b>　　DEC R1</b></p

35、><p><b>　　MOV A,#10</b></p><p><b>　　MOV@R1,A</b></p><p><b>　　DEC R1</b></p><p>　　MOV A,SECOND</p><p><b>　　MOV B,#10&

36、lt;/b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV @R1,A</b></p><p><b>　　DEC R1</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><

37、;p><b>　　MOV @R1,A</b></p><p><b>　　DEC R1</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　INT_T0:</b></p><p>　　MOV TH0,#(65536-200

38、0) / 256</p><p>　　MOV TL0,#(65536-2000) MOD 256</p><p>　　MOV A,#DISPBUF</p><p>　　ADD A,DISPBIT</p><p><b>　　MOV R0,A</b></p><p><b>　　MOV A

39、,@R0</b></p><p>　　MOV DPTR,#TABLE</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P1,A</b></p><p>　　MOV A,DISPBIT</p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p>

40、;<p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P3,A</b></p><p>　　INC DISPBIT</p><p>　　MOV A,DISPBIT</p><p>　　CJNE A,#08H,KNA</p><p>　　MOV DISPBIT

41、,#00H</p><p>　　KNA: INC T2SCNTA</p><p>　　MOV A,T2SCNTA</p><p>　　CJNE A,#100,DONE</p><p>　　MOV T2SCNTA,#00H</p><p>　　INC T2SCNTB</p><p>　　MOV A

42、,T2SCNTB</p><p>　　CJNE A,#05H,DONE</p><p>　　MOV T2SCNTB,#00H</p><p>　　INC SECOND</p><p>　　MOV A,SECOND</p><p>　　CJNE A,#60,NEXT</p><p>　　MOV S

43、ECOND,#00H</p><p>　　INC MINITE</p><p>　　MOV A,MINITE</p><p>　　CJNE A,#60,NEXT</p><p>　　MOV MINITE,#00H</p><p><b>　　INC HOUR</b></p><

44、p>　　MOV A,HOUR</p><p>　　CJNE A,#24,NEXT</p><p>　　MOV HOUR,#00H</p><p>　　NEXT: LCALL DISP</p><p>　　DONE: RETI</p><p>　　TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,

45、7DH,07H,7FH,6FH,40H</p><p>　　TAB: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH</p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　九.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 許瑛琪, 陳劉源編著.

46、 單片機(jī)程序設(shè)計實(shí)例. 北京：清化大學(xué)出版社。2002</p><p>　　[2] 楊居義編著. 單片機(jī)課程設(shè)計實(shí)例教程. 北京：清華大學(xué)出版社。2010</p><p>　　[3] 楊居義, 馬寧，勒光明，王益斌編著. 單片機(jī)原理與工程應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社。2009</p><p>　　[4] 樓然苗，李光飛編著. 單片機(jī)課程設(shè)計指導(dǎo). 北京：北京航空航天

47、大學(xué)出版社。2007</p><p>　　[5] 江力編著. 單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù). 北京：清華大學(xué)出版社。2006</p><p>　　[6] 張洪潤，張亞凡編著. 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社。2005</p><p>　　[7] 里群芳，肖看編著. 單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社。2005</p><p>