大工17春单片机原理及应用大作业题目及答案教学文案

1、网络教育学院单片机原理及应用大作业题 目：单片机的电子时钟设计学习中心：浙江龙游奥鹏学习中心层 次：专升本专 业： 电气工程及其自动化年 级：16 年 春季学 号：201604451977学生姓名：李金阳大工17春单片机原理及应用大作业具体要求:1作业内容 从以下五个题目中任选其一作答。2正文格式作业正文内容统一采用宋体，字号为小四，字数在2000字以上。3作业提交学生需要以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业，点“上交”即可。如下图所示麴止日捕_rJ1瘴:R东 WH1001 JS1R1 iijmp4.截止时间2017年9月6日。在此之前，学生可随时提交离线作业

2、，如需修改，可直 接上传新文件，平台会自动覆盖原有文件。5.注意事项请同学独立完成作业，不准抄袭其他人或者请人代做，如有雷同作业，成绩以零分计!题目一：单片机电子时钟设计准 贝设计一个基于51单片机或STM单片机的电子时钟，并且能够实现时 分秒的显示和调节撰写要求：（1）首先介绍课题背景，并进行需求分析及可行性分析，包括软硬件 功能分配、核心器件的选型等；（2）对系统硬件进行设计，包括硬件功能模块划分、电路原理图设计 等；（3） 对系统软件进行设计，选用汇编语言或C语言编写程序，给出软 件开发流程；（4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。目录第一章 基于 51 系列单片机的电子时钟设计与

3、制作的概述 51设计任务与要求 52方案设计选择 53系统主要方框图 7第二章 硬件单元电路设计与参数计算 7.1电源电路 72单片机最小系统电路 73按键电路 84时钟电路 95 LCD1602 显示电路 106软件设计流程图 117总原理图 11第三章 仿真测试 1.2.第四章 程序 1.9.第五章 心得体会 1.9.第一章基于51系列单片机的电子时钟设计与制作的概述目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发 展。下面是单片机的主要发展趋势。 单片机应用的重要意义还在于，它从根本上 改变了传统的控

4、制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实 现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。 这种软件代替硬件 的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、 秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置， 具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。经多方查阅资料、反复论证设计出了这款简单实用的单片机电子时钟。1. 设计任务与要求(1) 首先介绍课题背景，并进行需求分析及可行性分析，包括软硬件功能分配、 核心器件的选型等；(2) 对系统硬件进行设计，包括硬件功能模块划分、电

5、路原理图设计等；(3) 对系统软件进行设计，选用汇编语言或 C语言编写程序，给出软件开发流 程；(4) 总结：需要说明的问题以及设计的心得体会2. 方案设计选择根据上述设计要求，结合现有元件，利用集成芯片完成具有以上功能的电路。1） 由于需要准确显示时钟日历（年月日时分秒），这里对于显示的选择比较：（1）数码管显示，优点价格便宜，但是不能显示复杂的英文，显示出来很 大，布线不易，不美观。（2）LCD1602价格适中，可以显示复杂的英文，功耗不大，外观较小，计 较符合（3）LCD12864彩屏，如果用这些，可以显示中文，还用一些图片，但是价 格较高，秉着合理利用的原则，不大材小用，决定放弃。2）

6、由于需要准确显示时钟日历（年月日时分秒），这里对应时钟的选择作出比较：（1）可以利用单片机自己自带的定时器精确定时 ，在通过软件控制，这样就 减少了硬件的成本，但是这样需要晶振绝对的稳定，而且掉电数据不保存，还没有 年月星期的自动调整功能，对程序的要求很高，不易控制（2）DS1302它可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，且具有 闰年补偿等多种功能。不必在程序上做太多的处理，与单片机的接口简单，掉电有备用电池用来供电保存数据。所以非常适合要求3）单片机的选型（1）DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。它不仅具有

7、可编程性，而且其实时运行速 度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电 子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最 值得称道的两大特色。 但是对于我们来说，一个是它需要你熟悉它，会运用，这个我们还没有达到。就算我们会用，在一个问题是价格贵，买不起，封装 不是DIP的，不易实验，所以又是大材小用，很没有必要选择这么高级的。（2）AT89S82是款非常流行的单片机了，很适合我们的任务所需，但是他 的下载电路并不是那么的简单，再说这个是国外生产的，何必用呢？（3）STC89C52R是非常值得推荐的，STC是在深圳的一家 8051单片机设计生产公司。ST

8、C系列的单片机现在在中国的51单片机市场上占有较大比例。宏晶科技现已成长为全球最大的8051单片机设计公司，完完全全的中国制造，它是 AT89S52的增强版本，技术成熟，运用稳定，下载电路非常方 便，很适合我们选择用3. 系统主要方框图第二章硬件单元电路设计与参数计算1.电源电路图中J1为电源插 座，S5为带锁开关，要 特别主意这来个的封装， 很容易错。利用外部电源 直接提供5V直流电源接 入电源接口，再通过带锁 开关控制导通情况。图中 LED起到指示作用，当通 电时亮，电阻为限流作用般接2201 K ，不接后果很严重，LED只亮一下2. 单片机最小系统电路关于最小系统和STC89C52R单片

9、机的介绍网上有很多，非常容易搜到,这里 就不累赘！这里讨论几个问题：1）要使STC89C52R复位需要两个机器周期的高电平,我们用的是12M晶振，那 么一个机器周期为1/12M=1uS当S4按下时，C3迅速导通通电，此时9脚为高电平，松开后电容要电，起到延时的作用，t=C3*(R8+R2)=0.11S>2uS,足够为复位提供搞电平P10 pHF12 I窗丄I+ lDuf1 *：3I 'S411KP1 +P1TFT7CL |3GpF%Y1XTALKD WRKKJP11P01P12P02P13P03P14PQ4P15P05P16?17BEP3ftltXDP：0P31TKDP21P3W

10、T0P22P33.INTJPJ3阳P35T1XIP26P27X2盂VPPW P37R£SET.ALEPRDGATS9C512) 三点式电容震荡是单片机所用到的，这里只是外面接两个电容而已，电容要 求小于47P, 般晶振不大于48M3) 相对余AT的单片机STC下载简单多了，这里只是引出了四条线，分别为 VCC,GND,TXD,RX只需四根线就可以完成下载，而却可以通过引出的端口对板上 供电。3. 按键电路6 线临7£vrc按键电路主要是别忘了加上拉电阻， 要不就不稳定了，这里用了四个按键作为功 能键，一个按键作为复位键对应分别为：S0功能选择，S1减，S2力卩，S3确认,

11、S4复位。4. 时钟电路DS1302是美国DALLAS司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31 字节静态RAM采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次 传送多个字节的时钟信号和 RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、Vct2二Vllfir »nA >10亠RST i>21 畠 -T 年-W口自止;<d-I百v<x源），可设置备用电源充电月和年，一个月小与31天 时可以自动调整，且具有 闰年补偿功能。工作电压 宽达2.55.5V。采用双电 源供电（主电源和备用电方式，提供了对后背电源=进行涓细电流充电的能力。DS1302的

12、外部引脚分 配如图1所示及内部结构如图2所示。DS1302用于数据记录，特别是对某些具 有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，因此广泛应用于测量系统中。1.各引脚的功能为：Vcc1:主电源；Vcc2:备份电源。VcC2 C18 VCC1X1 C27SCLK/ 2匚363 voGND Q453CE8 7 6 5)eg12 3 4当 Vcc2>Vcc1+0.2V 时，由 Vcc2 向 DS1302供电，当 Vcc2< Vcc1 时， 由 Vcc1 向 DS1302供电。SCLK串行时钟，输入，控制数据的输入与输出；I/O :三线接口时的双向数据线；CE输入信

13、号，在读、写数据期间，必须为高。该引脚有两个功能：第一，CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，CE提供结束单字节或多字节数据传输的方法。5. LCD1602显示电路LCD1602可以显示16*2=32个字符，也可以用来显示一些汉字图片（利用取 模软件提取），原理图中的可调电阻是用来调节字符显示的亮度的，调节是要有 耐心，应为用到的是精密可调电阻，这个需要转很多圈，不容易显示出来，注意 不能跳到太亮，要不很容易烧掉液晶，下面为接口说明，一般不显示很可能是程 序的问题和可调电阻没有调节好，至于介绍网上很容易找到。匚W岂二二才丈昌纭囹E凰咼迄整B-K1 5 一 眈POWPOP;珂丹比6.软件

14、设计流程图7.总原理图?(l*f1綁联洙臥 腳翻禅鮎=斗卜書即F*L* *,|JTM rtMln.-II IN5-R門I-Hl|H ym *. illpft 1nLIIIiriHAl：iiRJU mI .srM r >4 "一丄> >_ _， O. >_ « > h*-> _On hr-aknPu haw r> P¥ ifc-in第三章仿真测试(1) 首先在protues中仿真调好，在程序中要特别注意与硬件中引脚对应上(2) 按键的测试比较简单，只要你对应的按键能够实现相应的功能就可以，不可以，那么肯定是硬件或者连接线的问

15、题了(3) 元件清单原件名称数量原件名称数量STC89C52RC1103可调电阻1DS13021102排阻(9脚)1DS130214.7K Q电阻1LCD1602110KQ电阻232.768K 晶振30P电容212M晶振14.7 Q电阻1小按键110uF电容2470 Q电阻1104电容3100uF电容2470uF电容21KQ电阻12第四章程序.ORG0000H;程序开始入口LJMPSTARTORG0003H>外中断0中断程序入口RETIORG000BH>定时器T0中断程序入口LJMPINTT0>跳至INTTO执行ORG0013H>外中断1中断程序入口RETIORG001

16、BH>定时器T1中断程序入口LJMPINTT1ORG0023H>串行中断程序入口地址RETI-主程序JSTART:MOV R0,#70H;70给R0,清70-7FH显示内存MOVR7,#0FHCLEARDISP: MOVR0,#00H;0给R0中的数为地址的内存中存放 （70H）INCR0DJNZR7,CLEARDISPMOV78H,#2;默认时间为12:00,闹钟5:00MOV79H,#1MOV74H,#2;防止上电时数码管显示 00小时MOV75H,#1MOV66H,#1;中断退出时66H为1时,分、时计时单元数据移入显存标志MOV68H,#1;上电默认闹钟开状态MOV7DH,

17、#6;闹钟时十位MOV7CH,#3MOV69H,#0MOV7AH,#0AH;放入"熄灭符"数据MOVTMOD,#11H;设T0、T1为16位定时器MOVTL0,#0B0H;50MS定时初值（T0计时用）MOVTH0,#3CHSETBEA;总中断开放SETBET0;允许T0中断SETBTR0;T0定时器开始计时MOVR4,#14H;1秒定时用初值（50MSX 20）START1:LCALL DISPLAY;显示子程序LCALLBEEP;闹钟查询JNBP1.7,SETTIME;P1.7口为0时转时间调整程序JMPSTART1;P1.7口为 1 时跳回 START1时间闹钟调整系

18、统NFLAG:MOV A,68H ;设置闹钟开关状态CJNEA,#1,BEE68MOV68H,#0JMPE6BEE68:MOV 68H,#1E6:MOV 66H,#8 ;中断退出66H不为1时分、时计时单元数据移入显存标志MOV72H,7BHMOV73H,7CHMOV74H,7DHMOV75H,7EHLCALLDDLLCALLDDLMOV72H,68HMOV73H,69HMOV74H,7AHMOV75H,7AHLCALLDDLLCALLDDLMOV66H,#1LJMPSTART1SETTIME: LCALLDDLJB P1.7,NFLAG ;键按下时间小于 1 秒，设置闹钟开关状态并查看闹钟时

19、间 , 不关走时确保准确 , 大于 1 秒调时MOVTL1,#0B0H;T1闪烁定时初值MOVTH1,#3CHMOVR2,#06H;进入调时状态，赋闪烁定时初值MOV66H,#8;调闹钟时保持走时 , 关闭时钟显示数据SETBET1 ;允许 T1 中断SETBTR1 ;开启定时器 T1SET1:LCALLDISPLAY ;调用显示 , 防止键按下无显示JNBP1.7,SET1;P1.7口为 0 等待键释放MOVR5,#00H ;清设置类型闪烁标志SETN1:INC R5 ;闹钟分调整SET5:LCALL DISPLAYJBP1.7,SET5SEETN1: LCALLDDL ;有键按下大于 1

20、秒分时间连续加 （0.5 秒加 1）, 小于 1 秒转调时状态JBP1.7,SET6 ;键释放查询 , 键释放自动转调时MOVR0,#7CHLCALLADD1MOVA,R3CLRCCJNEA,#60H,HHN1HHN1:JC SEETN1LCALLCLR0JMPSEETN1SET6:INC R5J闹钟时调整SEET6:LCALL DISPLAYJB P1.7,SEET6SEETNH1: LCALL DDLJBP1.7,SETFMOVR0,#7EHLCALL ADD1 MOV A,R3 CLR CCJNE A,#24H,HOUU1HOUU1: JC SEETNH1LCALL CLR0JMP SE

21、ETNH1SETF:LCALLDISPLAYJBP1.7,SETFLCALLDDLJNBP1.7,SETOUT ;短按调时 , 长按退出CLRET0CLRTR0MOV70H,#00H ;设定后的时间从 00 秒开始走时MOV71H,#00HINCR5SET3:LCALLDISPLAYJBP1.7,SET3SETMM:LCALLDDLJB P1.7,SET4MOV R0,#77HLCALL ADD1MOVA,R3CLRCCJNEA,#60H,MMHMMH:JC SETMMLCALLCLR0AJMPSETMMSET4:INC R5SEET4:LCALLDISPLAYJBP1.7,SEET4SETH

22、H:LCALLDDLJBP1.7,SETOUT1MOVR0,#79HLCALL ADD1MOVA,R3CLRCCJNEA,#24H,HOUUHOUU:JCSETHHLCALL CLR0AJMPSETHHSETOUT1: SETBET0SETBTR0 ;计时开始SETOUT:MOVR5,#00H ;清设置类型闪烁标志CLRTR1 ;关闭 T1CLRET1 ;关 T1 中断MOV66H,#1SETOUT2: LCALLDISPLAYJNBP1.7,SETOUT2LJMPSTART1J延时 1 秒钟JDDL: MOV18H,#36DDL0:MOV17H,#239DDL1:LCALLDISPLAYDJ

23、NZ 17H,DDL1DJNZ 18H,DDL0RETT0 中断程序 INTT0: PUSH ACC ;打包PUSH PSWCLR ET0CLR TR0MOV A,#0B7HADD A,TL0MOV TL0,AMOV A,#3CHADDC A,TH0MOV TH0,ASETB TR0DJNZ R4, OUTT0;20ADDSS: MOV R4,#14H;20MOV R0,#71H;ACALL ADD1;MOV A,R3 ; CLR C ;CJNE A,#60H,ADDMMADDMM: JC OUTT01 ;ACALL CLR0MOV R0,#77HACALL ADD1MOV A,R3CLR C

24、CJNE A,#60H,ADDHH次中断未到中断退出次中断到（ 1 秒）重赋初值 指向秒计时单元（ 70-71H） 调用加 1程序（加 1 秒操作） 秒数据放入A （R3为2位十进制数组合） 清进位标志小于 60 秒退出等于或大于 60秒清 0 指向分计时单元（ 76H-77H）ADDHH: JC OUTT0ACALL CLR0MOV R0,#79H;指向小时计时单元（ 78H-79H）ACALL ADD1MOV A,R3CLR CCJNE A,#24H,HOURHOUR: JC OUTT0ACALL CLR0OUTT0: MOV A,66H; 查询标志CJNE A,#1,OUTT01MOV

25、72H,76H ;中断退出时将分、时计时单元数据移入对应显示单元MOV 73H,77HMOV 74H,78HMOV 75H,79HOUTT01:POP PSW; 出栈POP ACCSETB ET0 ;开放 T0RETI;中断返回J加 1 程序 ;ADD1: MOVA,R0;取当前计时单元数据到 ADECR0;指向前一地址SWAPA;A中数据高四位与低四位交换ORLA,R0;前一地址中数据放入 A中低四位ADDA,#01H;A加1 操作DAA;十进制调整MOVR3,A;移入R3寄存器ANLA,#0FH;高四位变 0MOVR0,A;放回前一地址单元MOVA,R3;取回R3中暂存数据INCR0;指向

26、当前地址单元SWAPA;A中数据高四位与低四位交换ANLA,#0FH;高四位变 0MOVR0,A;数据放入当削地址单元中RETCLR0: CLRCCLRA;清累加器MOVR0,A;清当前地址单元DECR0;指向前一地址MOV R0,A ; 前一地址单元清 0RET ; 子程序返回; 调时闪烁程序 INTT1: PUSH ACCPUSH PSWMOV TL1,#0B0HMOV TH1,#3CHDJNZ R2,INTT1OUT ;0.3MOV R2,#06H ;CPL 02H;0.3JB 02H,FLASH1 ;02HMOV A,R5CJNE A,#01H,NLJMP NNN1NL:CJNE A,

27、#02H,NL1LJMP NNN1NL1:CJNE A,#03H,NL2LJMP NLLNL2:CJNE A,#04H,INTT1OUTLJMP NLLNLL:MOV 72H,76HMOV 73H,77HMOV 74H,78HMOV 75H,79HAJMP INTT1OUTNNN1:MOV 72H,7BHMOV 73H,7CHMOV 74H,7DHMOV 75H,7EHINTT1OUT:POP PSWPOP ACCRETI ;FLASH1:MOV A,R5CJNE A,#01H,MLLJMP MNN1ML:CJNE A,#02H,ML1LJMP MNN2ML1:CJNE A,#03H,MNLJ

28、MP MLLMN:CJNE A,#04H,INTT1OUTLJMP MHLMLL:MOV 72H,7AHMOV 73H,7AH ;MOV 74H,78HMOV 75H,79HAJMP INTT1OUTMHL:MOV 72H,76HMOV 73H,77HMOV 74H,7AH ;MOV 75H,7AHAJMP INTT1OUTMNN1:MOV 72H,7AHMOV 73H,7AH ;MOV 74H,7DHMOV 75H,7EHAJMP INTT1OUTMNN2:MOV 72H,7BHMOV 73H,7CH秒未到退出中断（50MS中断6次）重装 0.3 秒定时用初值 秒定时到对闪烁标志取反 位为

29、1 时显示单元 "熄灭 " 恢复现场中断退出显示单元（ 72-73H） ，将不显示分数据显示单元（74-75H）,小时数据将不显示显示单元（ 72-73H） ，将不显示闹钟分数据MOVMOV74H,7AH75H,7AH;显示单元（ 74-75H ），闹钟小时数据将不显示AJMPINTT1OUTJ显示 ;DISPLAY:MOV DPTR,#DISDATAMOVA,70HMOVCA,A+DPTRMOVP3,ACLRP1.0NOPNOPNOPSETBP1.0MOVA,71HMOVCA,A+DPTRMOVP3,ACLRP1.1NOPNOPNOPSETBP1.1MOVA,72HMOVCA,A+DPTRMOVP3,ACLRP1.2NOPNOPNOPSETBP1.2MOVA,73HMOVCA,A+DPTRMOVP3,A