沈阳理工单片机课设

1、沈阳理工大学课程设计1 前言单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有四十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。本文讨论的单片机数字电子钟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

2、的应用领域。 这次课设，时间紧，任务重，我们小组虽然齐心合力，集思广益仍然有不尽人意之处，望老师多多指教。2 目的及要求2.1 目的1 进一步掌握定时器的使用和编程方法。2 了解七段数码显示数字的原理。3 掌握用一个段锁存器，一个位锁存器同时显示多位数字的技术。2.2 要求做成一个电子钟，利用实验箱上的六个数码管显示分、秒，做成一个电子钟。3 总体设计利用定时器1定时中断，控制电子钟走时，利用实验箱上的六个数码管显示分、秒，做成一个电子钟。显示格式为： 分 秒定时时间常数计算方法为：定时器1工作于方式1，晶振频率为6MHZ，故预置值Tx为： （2e+16-Tx）x12x1/（6x10e+6）=

3、0.1s Tx=15535D=3CAFH,故TH1=3CH，TL1=AFH原理：本试验采用动态显示。动态显示就是一位一位地轮流点亮显示器的各个位（扫描）。将AT89S51CPU的P1口当作一个位锁存器使用，74LS273作为段锁存器。程序框图：4 硬件电路4. AT89S51芯片AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机

4、的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。引脚图

5、如下：4.1.1 主要性能参数 8031 CPU与MCS-51 兼容 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环) 全静态工作：0Hz-33MHz 三级程序存储器保密锁定 128*8位内部RAM 32条可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 6个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 4.1.2 引脚功能 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口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0

6、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

7、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。 P3.0 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

8、 T0（记时器0外部输入） 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。 I/O口作为输入口时有两种工作方式，即所谓的读端口与读引脚。读端口时实际上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线，经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器。只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线。上面图中的两个三角形表示的就是输入缓冲器CPU将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作。这是由硬件自动完成的，不需要我们操心，1然后再实行读引脚操作，否则就可能读入

9、出错，为什么看上面的图，如果不对端口置1端口锁存器原来的状态有可能为0Q端为0Q为1加到场效应管栅极的信号为1，该场效应管就导通对地呈现低阻抗，此时即使引脚上输入的信号为1，也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的1信号读入后不一定是1。若先执行置1操作，则可以使场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中实现正确的读入，由于在输入操作时还必须附加一个准备动作，所以这类I/O口被称为准双向口。89C51的P0/P1/P2/P3口作为输入时都是准双向口。接下来让我们再看另一个问题，从图中可以看出这四个端口还有一个差别，除了P1口外P0P2P3口都还有其他的功能。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时

10、，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：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取

11、指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA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将内部锁定为RESET；当/EA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4. 显示部分4.2. LED数码管简介LED数码管是由发光二极管构成的，亦称半导体数码管。将条状发光二极管按照共阴极(负极)或共阳

12、极(正极)的方法连接，组成“8”字，再把发光二极管另一电极作笔段电极，就构成了LED数码管。若按规定使某些笔段上的发光二极管发光，就能显示从09的系列数字。它具有：体积小、功耗低、耐震动、寿命长、亮度高、单色性好、发光响应的时间短，能与TTL、CMOS电路兼容等的数显器件。4. 常见LED数码管的外形及内部结构 图1(b)属于共阳极结构， 图1(c)采用共阴极结构。 +、一分别表示公共阳极和公共阴极。ag是7个笔段电极，DP为小数点4.1.3 引脚功能实验板连接：将P1口的P1.0P1.5与数码管的输入LED1LED6相连,74LS273的O0O7与LED-ALED-Dp相连,片选信号CS27

13、3与CS0相连。去掉短路子连接,连接图如下：5 软件设计程序代码：NAME T9 ;数码显示实验PORT EQU 0CFA0H ;段码驱动273的片选BUF EQU 23H ;存放计数值SBF EQU 22H ;存放秒值MBF EQU 21H ;存放分值CSEG AT 0000H LJMP STARTCSEG AT 401BH LJMP CLOCKCSEG AT 4100HSTART: MOV R0,#40H ;40H-45H是显示缓冲区，依次存放 MOV A,#00H ;分高位、分低位，0A，0A（横线） MOV R0,A ;以及秒高位、秒底位 INC R0 MOV R0,A INC R0

14、MOV A,#0AH MOV R0,A INC R0 MOV R0,A INC R0 MOV A,#00H MOV R0,A INC R0 MOV R0,A MOV TMOD,#10H ;定时器1初始化为方式1 MOV TH1,#38H ;置时间常数，延时0.1秒 MOV TL1,#00H MOV BUF,#00H ;置0 MOV SBF,#00H MOV MBF,#00H SETB ET1 SETB EA SETB TR1DS1: MOV R0,#40H ;置显示缓冲区首址 MOV R2,#01H ;置扫描初值,点亮最左边的LED6DS2: MOV DPTR,#PORT MOV A,R0 ;

15、得到的段显码输出到段数据口 ACALL TABLE MOVX DPTR,A MOV A,R2 ;向位数据口P1输出位显码 CPL A MOV P1,A MOV R3,#0FFH ;延时一小段时间DEL: NOP DJNZ R3,DEL INC R0 ;显示缓冲字节加一 CLR C MOV A,R2 RLC A ;显码右移一位 MOV R2,A ;最末一位是否显示完毕?,如无则 JNZ DS2 ;继续往下显示 MOV R0,#45H MOV A,SBF ;把秒值分别放于44H,45H中 ACALL GET DEC R0 ;跳过负责显示-的两个字节 DEC R0 MOV A,MBF ;把分值分别放

16、入40H,41H中 ACALL GET SJMP DS1 ;转DS1从头显示起TABLE: INC A ;取与数字对应的段码 MOVC A,A+PC RET DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH, 07H, 7FH,6FH, 40H GET: MOV R1,A ;把从分或秒字节中取来的值的高 ANL A,#0FH ;位屏蔽掉,并送入缓冲区 MOV R0,A DEC R0 MOV A,R1 ;把从分或秒字节中取来的值的低 SWAP A ;位屏蔽掉,并送入缓冲区 ANL A,#0FH MOV R0,A DEC R0 ;R0指针下移一位 RETCLOCK: MOV TL1,#

17、0AFH ;置时间常数 MOV TH1,#3CH PUSH PSW PUSH ACC INC BUF ;计数加一 MOV A,BUF ;计到10否?没有则转到QUIT退出中断 CJNE A,#0AH,QUIT MOV BUF,#00H ;置初值 MOV A,SBF INC A ;秒值加一,经十进制调整后放入 DA A ;秒字节 MOV SBF,A CJNE A,#60H,QUIT ;计到60否?没有则转到QUIT退出中断 MOV SBF,#00H ;是,秒字节清零 MOV A,MBF INC A ;分值加一,经十进制调整后放入 DA A ;分字节 MOV MBF,A CJNE A,#60H,QUIT ;分值为60否?不是则退出中断 MOV MBF,#00H ;是,清零QUIT: POP ACC POP PSW RETI ;中断返回END 6 操作说明打开电脑，运行软件，将程序复制粘贴，检验正确性。连接电路，检验连接是否正确，开机，将软件与硬件结合，运行观察结果。7 结束语通过这次的设计使我认识到我对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还