单片机电子时钟课程设计报告

列表1，简介32，完整设计43、详细设计53.1硬件设计53.2软件设计104、分析实验结果265、经验276、参考文献27摘要信息单片机自20世纪70年代出现以来，以极高的性能价格比率受到人们的关注和关注，得到了广泛应用和快速发展。单片机体积小，重量轻，抗干扰能力强，环境要求低，价格低，可靠性高，灵活性高，开发容易。由于上述优点，在我国，单片机广泛应用于工业自动化控制、自动检测、智能仪表、家电、电力电子、机电一体化设备等领域，51单片机是各微机中最典型、最具代表性的。此次毕业设计通过其学习和应用，以AT89S51芯片为核心，补充了必要的电路，设计了由4.5V直流电源驱动的简单电子表，通过数字管准确显示时间和调整时间，达到了学习、设计、开发软、硬件的能力。关键字：SCM AT89C511.简介20世纪末，电子技术取得了快速发展，其驱动力使现代电子产品渗透到几乎所有社会领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化水平的提高，同时进一步提高了现代电子产品的性能，产品更换的速度也越来越快。时间总是那么宝贵，工作的忙碌和烦乱很容易忘记现在的时间。忘记要做的事，事情不太重要的时候，这种遗忘是毫不逊色的。但是一旦发生重要的事情，暂时的延迟会导致大祸。目前，单片机正在向CMOS化、低功耗、小容量、大容量、高性能、低成本、外围电路内部化等多个方向发展。以下是SCM的主要发展趋势：单片机应用的重要意义也是对传统控制系统设计思想和设计方法的根本改变。需要作为模拟电路或数字电路实现的大部分功能现在都通过单芯片微型计算机以软件方式实现了。此软件也称为微控制技术，而不是硬件，是传统控制技术的革命。在单片机模块中最常见的是利用数字电路技术实现时间、分、秒计时的设备，因为与机械表相比，它的准确性和直观性更高，没有机械装置，寿命更长，所以被广泛使用。作为数字电路实现。时间，秒。数字显示定时设备广泛应用于个人家庭、车站、码头办公室等公共场所，已成为人们日常生活中必不可少的必需品。由于数字集成电路的开发和晶体振荡器的广泛应用，数字时钟的准确性远远超过了老式时钟。手表的数字化给人们的生产生活带来了很大的便利。2.整体设计1，用数字表示精确的计时、小时、分钟和秒。2，时间是24小时计时，分钟计时是60进制。3、修改时间功能。这意味着您可以自由设置移动时间。4、5V直流电源设计、系统时钟电路、重置电路。采用ATC89C51单片机芯片控制电路的设计，单片机控制电气订货，消除了很多复杂线路，使电路简洁易懂，使用键盘键上的键调整时钟的时、分、秒，使用实时时钟芯片目前市场上有很多实时时钟集成电路，如DS1287、DS12887、DS1302等。实时时间芯片具有年、月、日、时、分、秒计时功能和多点计时功能，计时数据的更新每秒自动进行，无需程序干预。这种专用芯片多用于工业实时测控系统，实现实时时钟功能。完整的设计方块图如下图所示。微控制器时钟电路时间可调节时钟芯片显示数据3.详细设计3.1硬件设计3.1.1，STC89C51微控制器简介STC89C51微控制器内部主要包括累加器ACC(有时称为a)、程式状态字PSW、位址指示器DPTR、唯读记忆体ROM、随机存取记忆体RAM、暂存器、平行I/O介面P0至P3、计时器/计数器、序列I/O这些部件通过内部总线连接，构成了完整的小型计算机。其接脚图如下所示STC89C51单片机针脚结构图VCC:电源。GND:接地。P0端口：P0端口是8位泄漏等级的双向I/O端口，每只脚吸收8TTL门电流。P1上的接脚定义为第一次写入1时的高阻抗输入。P0可用于外部路径数据存储，可以定义为数据/地址的第8位。在对FIASH进行编程时，P0端口将作为源代码输入端口运行，FIASH验证时，P0输出源代码必须拉出P0外部。P1端口：P1端口是提供内部牵引电阻的8位双向I/O端口，P1端口缓冲区可以接收输出4TTL门电流。如果P1喷嘴记录为1，则由于内部拉力，内部拉高，可以用作输入，并且如果P1端口外部下拉级别低，则输出电流。在FLASH编程和验证中，P1端口将作为第8个地址接收。P2端口：P2端口是内部下拉的8位双向I/O端口，P2端口缓冲区可接收，输出4个TTL门电流，P2端口写为“1”时，主脚将被拉至内部拉出电阻并用作输入。因此，作为输入，P2端口的端号向外拉，电流输出。这是因为内部拉动。访问P2端口外部程序存储或16位地址外部数据存储时P2端口输出地址的前8位。给定地址“1”时，利用内部牵引优势，当外部8位地址数据存储读取和写入时，P2端口输出相应特殊功能寄存器的内容。P2端口在FLASH编程和验证时接收高8位地址信号和控制信号。P3端口：P3端口针脚是8个具有内部抗拉能力的双向I/O端口，可接收4个输出TTL门电流。当P3视口记录为“1”时，将其内部拉至顶层级并用作输入。输入输出电流(ILL)，因为外部下拉级别低，所以P3嘴拉。P3端口也可以用作AT89C51的某些特殊功能端口，如下表所示。口销替换功能P3.0串行输入端口(RXD)P3.1串行输出端口(TXD)P3.2 /INT0(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(计时器0外部输入)P3.5 T1(计时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储写入门控)P3.7 /RD(外部数据存储读取门控)P3端口同时接收一些控制信号，以进行闪烁编程和编程确认。RST:重置输入。振荡器重置设备时，保持RST脚2机器循环的高水平时间。ALE/PROG:访问外部存储时允许地址锁定的输出级别用于锁定地址的状态字节。在FLASH编程过程中，此管脚用于输入编程脉冲。通常，以等于振荡器频率的1/6的固定频率周期输出正脉冲信号。因此，可用于外部输出的脉冲或定时目的。但是，每次用作外部数据存储时，都会跳过ALE脉冲。要禁止eals的输出，请在SFR8EH地址中设置0。ALE仅在运行MOVX且MOVC命令为ALE时起作用。另外，这个大头针被稍微拉了一下。如果微处理器没有在外部运行状态ALE，加载将无效。PSEN:外部程序内存中选定的通信号。由外部程序内存引用时，/PSEN在每个系统循环中都有效。但是，访问外部数据存储时，没有两个有效的/PSEN信号。EA/VPP: /EA保持较低级别将在此期间存储外部程序存储(0000H-FFFFH)，无论是否有内部程序存储。注意加密方法1，/EA重新设置内部；锁定到。此内部程序内存用于/EA端保持高水平。在闪存编程过程中，此针脚也用于应用12V编程电源(VPP)。3.1.2，电源按钮重置电路此设计使用开关按钮复位电路。首先进行电源重置，然后按键，RST将直接连接到VCC，重置高水平，电解电容由电路放电。钥匙松开后，VCC将对电容充电，充电电流在电阻上，RST仍处于高水平，充电完成后，电容为开路，RST为低水平，微控制器芯片工作正常。其中电阻R2确定电容器充电的时间，R2越大，充电时间越长，重置信号从VCC下降到0V的时间也越长。3.1.3，晶体电路这个设计使用12M晶体电路。晶振的作用是为微芯片微机的正常运行提供稳定的时钟信号。单片机的精进不是只能使用12米。只要不超过20米，正振在允许范围内运行得越大，单片机运行得越快，使用12M是一个很好的计算时间。一次机器周期是1/12时钟周期，因此使用12M时，如果一次时钟周期为12us，则计时器为1us，电容器范围为20-40pF，其中连接了30pF的电容。机器周期=10*静电=12*系统时钟周期3.1.4 .下载端口设计的STC89C52微控制器芯片的ISP下载行是使用RXD针脚加载程序的微控制器TXD。pin TXD和RXD用于异步串行通信。STC89C52微控制器ISP下载线路是串行通信端口，最多232个芯片将STC与计算机连接起来。计算机将程序从9针串行端口发送到最大232芯片，在等级转换后发送到微控制器串行端口(TXD和RXD)。然后，微控制器串行模块将数据发送到程序区域。3.1.5，显示电路对于时钟，通常可以使用液晶屏或数码管显示。典型的分段液晶屏需要专用驱动器电路，液晶屏亮度高，价格便宜。3.1.6时钟显示校正电路此设计使用键开关修改时钟显示的数字。按下按钮后，将在该端口输入较低的级别，并通过该程序更改时钟显示。其中S1键开关用于选择要修改的数字。S2按钮用于增加选定数字的值。按S3键以减少选定数字的数值。3.2软件设计3.2.1主程序。主要程序主要用于系统初始化。即，设置定时缓冲区的位置和初始值，设置8155的工作方式、计时器工作方式和计数初始值等参数。主流程流如下图所示：开始定义堆叠区域8155，T0，数据缓冲区，初始化标志位调用键盘扫描仪否是C/R键吗？是地址指针指向计时缓冲区呼叫时间设置程序主流程图3.2.2计时。计时器0停止子程序并完成刷新计时缓冲区的功能。系统使用6MHz的结晶，并且假定计时器0在方法1中工作，则计时器的最大计时时间为65.536ms，该值远远小于1s。因此，该系统使用了计时器和软件循环相结合的计时方法。计时器0在模式1下工作，并且每50毫秒溢出中断发生一次，循环中断20次延迟时间为1s，该过程返回60次重复1分钟，分钟计时60次重复1小时，时间计时24次重复时间为00: 00: 00。由于计时器0在方法1中工作，因此对应于50毫秒的计时器的初始值为65536-50mss/2us=40536=9e58h，即TH0=9EH，TH0=58H。但是，需要注意的是，从对T0中断的响应到重新安装计时器初始值，计时器T0不会停止工作，而是继续计算。因此，为了使T0准确地计时50毫秒，必须修改重新安装的计时器的初始值，并且修改的计时器的初始值必须考虑从原始计时器的初始值中多次扣除计数器的脉冲数。计时器计数脉冲的周期与机器周期完全一致，因此修正量等于CPU从响应中断中重新安装TL0之前使用的机器周期数。CPU响应中断通常需要3到8个机器周期。测试后，计时器0重新安装计数初始值设置为9E5FH至9E67H，并满足准确度要求。此外，MCS-51单芯片微型计算机只有附加二进制命令，时间增加到十进制，因此使用附加命令后需要进行二进制到十进制的转换。定时模块流程图如下图所示。保护现场重新安装计时器初始值迭代次数减1否一万二十次？是秒加1否在60s上？是0秒，1分钟否60次分配？是分割单位0，时间单位1否是24小时到达吗？是时间单位0恢复现场回来3.2.3小时设置模块。此模块通过使用键盘输入相应的数据来设置当前时间。程序调用键盘设置子例程，将通过键盘扫描输入的6位时间值发送到显示缓冲区。设置时间将从该时间开始计时，时间分秒单位为1字节，键盘为6字节。因此，程序调用连音子例程，将显示缓冲区中的6位BCD代码组合成3位压缩BCD代码，并作为当前计时开始时间发送到计时缓冲区。此程序检测输入的时间值的正当性。如果键盘输入的时间值大于23，分钟和秒值大于59，则不合法，此设置将被取消，0重新开始计时。时间设置和键盘设置子程序的流程图如下图所示。保护现场调用键盘设置子程序KETIN呼叫连字副程式COMB恢复现场回来时间设定流程图保护现场缓冲区原始地址显示R0键盘输入次数R7调用键盘扫描仪KEYSCAN发送密钥编号R0显示缓冲区地址加1迭代次数减1否循环结束了吗？是恢复现场回来键盘设置子程