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基于单片机的数字电子钟.rar

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    编号:20181030002153908    类型:共享资源    大小:887.42KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-30
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    基于 单片机 数字 电子钟
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    科技学院 2011 届本科毕业论文基于单片机的数字电子钟专 业: 电子信息科学与技术 指导教师: 王锦荣 学生姓名: 佘虹虹 学生学号: 072004110472 中国﹒贵州﹒贵阳2011 年 5 月贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页目 录目 录 .....................................................................I摘 要 ..................................................................IIAbstrac .................................................................III第一章 引言 ..............................................................1第二章 整体设计方案 ......................................................22.1 单片机的选择 ......................................................22.2 电子钟的整体电路设计 ..............................................5第三章 电子钟的硬件设计 ..................................................63.1 最小系统电路 ......................................................63.2 LED 显示电路 ......................................................83.3 复位电路 .........................................................103.4 校时电路 .........................................................12第四章 电子钟的软件设计 .................................................134.1 主函数流程 .......................................................134.2 定时器 1 中断流程 ................................................144.3 定时器 0 中断 ....................................................154.4 Display 函数 .....................................................16第五章 系统调试 .........................................................175.1 所用工具介绍 .....................................................175.2 调试结果 .........................................................17参考文献 .................................................................18附录 .....................................................................19致谢 .....................................................................27贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 II 页基于单片机的数字电子钟摘 要本设计通过使用 ATMEL 公司的 AT89C51 系列单片机作为核心控件实现时间显示,整点报时,以及时间校对功能。在本设计钟 AT89C51 的 P1 作为控制端口接开关,P0,P2,P3 均为输出端口,接显示器。时间显示器是六个共阳极七段数码管组成,用于显示时、分、秒。由于单片机本身的驱动能力不强,所以在数码管片选端接三极管和上拉电阻加以驱动,此显示器并非由单片机 C 语言直接控制而是通过 74LS47 译码器把 C 语言译成 BCD 码实现对每个管每段的控制,使结构简单精确。时间校队功能是由三个开关组成,SW4 确认校队,SW3 选位,SW2 选数值。初始状态开关均开启,SW4 的闭合开启代表开始校队,当再次闭合开启时表示完成校队。SW3 的一次闭合开启代表一此片选,SW2 的一次闭合开启代表一个进位,当数值到 9 时再闭合开启就会回到 0。依次类推。通过闭合与开启的切换可校队到预设的时间。其它细小电路的连接将在下述论文中详细介绍。关键词:电子钟;T89C51;74LS47贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 III 页Based On SCM Digital Electric ClockAbstracThis design by using ATMEL company AT89C51 series microcontroller as the core control achieve time to show, time, and time viewers proofreading function. In the design of P1 as control clock AT89C51 P0, pick up switch, port, P3 are P2 pick up output port, display. Time displays are six altogether anode composed, seven segment digital tube used to display, minutes and seconds. Due to the microcontroller itself driving capability is not strong, so in digital segment choose termination transistor and pull-up resistors to drive, the display is not directly controlled by microcontroller C language but by the C language 74LS47 decoder BCD to achieve each translated each segment of control, tube structure simple and accurate. maintain a seconds, tip the hour state. Time is the school team composed of three switch function of the school team, K1 confirmation, K2 selected bits, ultrachrome K3 choose numerical. Initial state of all open, K1 switch closed open representatives to begin school teams, when completed when closed open again said school team. K2's a closed open represents one this optional, ultrachrome K3 a closed open represents a rounded, when numerical to 9 closed again when opening will return to 0. In turn on. Through the closed and opened the school team switch can to preset time. Other small circuit connection will in the following paper introduced in detail. Keywords: Electric clock,T89C51, 74LS47 贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 1 页第一章 引言数字钟是用数字集成电路构成的、由数码显示的一种现代计时器,与传统机械表相比,它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等特点,因而广泛用于车站、码头、机场和商店等公共场所。在控制系统中,数字钟也常用来作定时控制的时钟源 [1]。本设计的数字钟基于单片机设计的,AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的一种低功耗、低电压、高性能的 8 为单片机,片内带有一个 4K 字节的 Flash 可编程、可擦除只读存储器(EPROM),它采用了 COMS 工艺和 ATMEL 公司的高密度非易失存储器(NVRAM)技术,而且其引脚和指令系统都与 MCS-51 兼容。片内的 Flash 存储器允许在系统内编程或用常规的非易失性存储器编程器来编程 [2]。AT89C51 以其优惠的价格,多重的功效,强大的实用性等优点成为单片机设计的首选。本设计是基于 AT89C51 完成的一个单片机多功能定时系统,它可以避免多种控制器的混淆,利用一个控制器对多路电器进行控制,同时又可以进行时钟校准和整点报时。它可以任意设置时间。这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动,扩大了数字化得范围,为家庭数字化提供了可能。本文讨论的单片机多功能定时器的核心是目前应用极为广泛的 51 系列单片机,配置了外围设备,构成了一个可编程的计时定时系统,具有体积小,可靠性高,功能强等特点。不仅能满足所需要求,而且还有很多功能可供开发,有着广泛的应用领域。贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 2 页第二章 整体设计方案2.1 单片机的选择目前在单片机系统中,应用比较广泛的微处理器芯片主要为 8XC5X 系列单片机 。该系列单片机均采用标准 MCS-51 内核。MCS-51 单片机是在一块芯片中集成了 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能的I/O 口等一台计算机所需要的基本功能部件。例如 89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能 CMOS8 位微处理器,可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中, 有 32 根 I/O 线 , 外 部 存 贮 器 寻 址 范 围ROM、 RAM64K, 2 个 16 位 的 定 时 器 /计 数 器 , 5 个 中 断 源 , 两 个 中 断 优 先 级 , 全双 工 串 行 口 , 布 尔 处 理 器 。 完 成 时 钟 设 计 , 和 环 境 温 度 采 集 设 计 , 应 用 AT89C51完 全 可 以 实 现 [3]。下 面 来 简 单 介 绍 AT89C51 的 基 本 情 况 :AT89C51 是 用 静 态 逻 辑 来 设 计 的 , 其 工 作 频 率 可 下 降 到 0Hz, 并 提 供 两 种 可 用 软 件来 选 择 的 省 电 方 式 ——空 闲 方 式 ( Idle Mode) 和 掉 电 方 式 ( Power Down Mode) 。在 空 闲 方 式 中 , CPU 停 止 工 作 , 而 RAM、 定 时 器 /计 数 器 、 串 行 口 和 中 断 系 统 都 继续 工 作 。 在 掉 电 方 式 中 , 片 内 振 荡 器 停 止 工 作 , 由 于 时 钟 被 “冻 结 ”, 使 一 切 功 能都 暂 停 , 只 保 存 片 内 RAM 中 的 内 容 , 直 到 下 一 次 硬 件 复 位 为 止 。管 脚 说 明 如 图 2.1 所 示 : VCC: 供 电 电 压 。  GND: 接 地 。  P0 口 : P0 口 为 一 个 8 位 漏 级 开 路 双 向 I/O 口 , 每 脚 可 吸 收 8TTL 门 电 流 。 当P1贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 3 页口 的 管 脚 第 一 次 写 1 时 , 被 定 义 为 高 阻 输 入 。 地 址 的 第 八 位 。 在 FIASH 编 程 时 ,P0 口 作 为 原 码 输 入 口 , 当 FIASH 进 行 校 验 时 , P0 输 出 原 码 , 此 时 P0 外 部 必 须 被拉 高 。 P1 口 : P1 口 是 一 个 内 部 提 供 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 , P1 口 缓 冲 器 能 接 收输 出 4TTL 门 电 流 。 P1 口 管 脚 写 入 1 后 , 被 内 部 上 拉 为 高 , 可 用 作 输 入 , P1 口 被外 部 下 拉 为 低 电 平 时 , 将 输 出 电 流 , 这 是 由 于 内 部 上 拉 的 缘 故 。 在 FLASH 编 程 和校 验 时 , P1 口 作 为 第 八 位 地 址 接 收 。 P2 口 : P2 口 为 一 个 内 部 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 , P2 口 缓 冲 器 可 接 收 , 输出 4 个 TTL 门 电 流 , 当 P2 口 被 写 “1”时 , 其 管 脚 被 内 部 上 拉 电 阻 拉 高 , 且 作 为输 入 。 并 因 此 作 为 输 入 时 , P2 口 的 管 脚 被 外 部 拉 低 , 将 输 出 电 流 。 这 是 由 于 内 部 上拉 的 缘 故 。 P2 口 当 用 于 外 部 程 序 存 储 器 或 16 位 地 址 外 部 数 据 存 储 器 进 行 存 取 时 ,P2 口 输 出 地 址 的 高 八 位 。 在 给 出 地 址 “1”时 , 它 利 用 内 部 上 拉 优 势 , 当 对 外 部 八位 地 址 数 据 存 储 器 进 行 读 写 时 , P2 口 输 出 其 特 殊 功 能 寄 存 器 的 内 容 。 P2 口 在FLASH 编 程 和 校 验 时 接 收 高 八 位 地 址 信 号 和 控 制 信 号 。 P3 口 : P3 口 管 脚 是 8 个 带 内 部 上 拉 电 阻 的 双 向 I/O 口 , 可 接 收 输 出 4 个 TTL门 电 流 。 当 P3 口 写 入 “1”后 , 它 们 被 内 部 上 拉 为 高 电 平 , 并 用 作 输 入 。 作 为 输 入 ,由 于 外 部 下 拉 为 低 电 平 , P3 口 将 输 出 电 流 ( ILL) 这 是 由 于 上 拉 的 缘 故 。 P3 口 也 可 作 为 AT89C51 的 一 些 特 殊 功 能 口 [4], 如 下 表 所 示 : 口 管 脚 备 选 功 能  P3.0 RXD( 串 行 输 入 口 )  P3.1 TXD( 串 行 输 出 口 )  P3.2 /INT0( 外 部 中 断 0)  P3.3 /INT1( 外 部 中 断 1)  P3.4 T0( 记 时 器 0 外 部 输 入 ) 贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 4 页 P3.5 T1( 记 时 器 1 外 部 输 入 )  P3.6 /WR( 外 部 数 据 存 储 器 写 选 通 )  P3.7 /RD( 外 部 数 据 存 储 器 读 选 通 ) P3 口 同 时 为 闪 烁 编 程 和 编 程 校 验 接 收 一 些 控 制 信 号 。 RST: 复 位 输 入 。 当 振 荡 器 复 位 器 件 时 , 要 保 持 RST 脚 两 个 机 器 周 期 的 高 电 平时 间 。 ALE/PROG: 当 访 问 外 部 存 储 器 时 , 地 址 锁 存 允 许 的 输 出 电 平 用 于 锁 存 地 址 的地 位 字 节 。 在 FLASH 编 程 期 间 , 此 引 脚 用 于 输 入 编 程 脉 冲 。 在 平 时 , ALE 端 以 不变 的 频 率 周 期 输 出 正 脉 冲 信 号 , 此 频 率 为 振 荡 器 频 率 的 1/6。 因 此 它 可 用 作 对 外 部输 出 的 脉 冲 或 用 于 定 时 目 的 。 然 而 要 注 意 的 是 : 每 当 用 作 外 部 数 据 存 储 器 时 , 将 跳过 一 个 ALE 脉 冲 。 如 想 禁 止 ALE 的 输 出 可 在 SFR8EH 地 址 上 置 0。 此 时 , ALE只 有 在 执 行 MOVX, MOVC 指 令 是 ALE 才 起 作 用 。 另 外 , 该 引 脚 被 略 微 拉 高 。 如果 微 处 理 器 在 外 部 执 行 状 态 ALE 禁 止 , 置 位 无 效 。 PSEN 非 : 外 部 程 序 存 储 器 的 选 通 信 号 。 在 由 外 部 程 序 存 储 器 取 指 期 间 , 每 个 机器 周 期 两 次 PSEN 非 有 效 。 但 在 访 问 外 部 数 据 存 储 器 时 , 这 两 次 有 效 的 PSEN 非 信号 将 不 出 现 。 EA 非 /VPP: 当 EA 非 保 持 低 电 平 时 , 则 在 此 期 间 外 部 程 序 存 储 器 ( 0000H-FFFFH) , 不 管 是 否 有 内 部 程 序 存 储 器 。 注 意 加 密 方 式 1 时 , EA 非 将 内 部 锁 定 为RESET; 当 EA 非 端 保 持 高 电 平 时 , 此 间 内 部 程 序 存 储 器 。 在 FLASH 编 程 期 间 ,此 引 脚 也 用 于 施 加 12V 编 程 电 源 ( VPP) 。 XTAL1: 反 向 振 荡 放 大 器 的 输 入 及 内 部 时 钟 工 作 电 路 的 输 入 。XTAL2: 来 自 反 向 振 荡 器 的 输 出 [5]。贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 5 页图 2.1 89C51 引 脚 图2.2 电子钟的整体电路设计本 系 统 主 要 设 计 思 想 是 : 整 个 系 统 用 单 片 机 作 为 中 央 控 制 器 , 由 最 小 系 统 , LCD 显 示 电 路 , 电 源 电 路 , 复 位 电 路 组 成 。 如 图 2.2 所 示 。贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 6 页图 2.2 电子钟硬件电路图
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