單片機電子時鐘畢業(yè)論文設(shè)計7175113

1、【精品】單片機電子時鐘畢業(yè)論文設(shè)計7175113畢業(yè)設(shè)計論文報告題 目 單片機電子時鐘 系 別 尚德光伏學(xué)院 專 業(yè) 微電子技術(shù) 班 級 0902 學(xué)生姓名 吳春輝 學(xué) 號 090350 指導(dǎo)教師 郭素萍 2021年 4 月摘要：單片單片機自20世紀(jì)70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、開展很快。單片機體積小、重量輕、抗干擾能力強、環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。由于具有上述優(yōu)點，在我國，單片機已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機電一體化設(shè)備等各個方面，而51單片機是各單片機中最為典型和最有代表

2、性的一種。這次畢業(yè)設(shè)計通過對它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，以AT89S51芯片為核心，輔以必要的電路，設(shè)計了一個簡易的電子時鐘，它由4.5V直流電源供電，通過數(shù)碼管能夠準(zhǔn)確顯示時間，調(diào)整時間，從而到達學(xué)習(xí)、設(shè)計、開發(fā)軟、硬件的能力。關(guān)鍵詞：單片機ABSTRACT:A monolithic computer is single chip microcomputer. By RAM, ROM, CUP, timing, counting and multiple interfaces and the integration of the micro controller. He has the advantag

3、es of small volume, low cost, strong function, widely used in smart industries, and industrial automation. And 51 Series SCM is the most typical and the most representative one. The graduation design through the study, application, to achieve the study, design ability.This design mainly involves a A

4、T89C51 microcontroller based on the electronic clock. And in digital tube display the corresponding time. And through a control key is used to realize the time regulated and whether to enter power-saving mode conversion.Since the 1970 s chip since the advent, with its high cost performance and atten

5、tion by people and attention, it is widely used and fast development. SCM small volume, light weight, strong anti-jamming capability, environmental demand is not high, low cost, high reliability, flexibility is good, development more easy. Because of the above features, in our country, the microcont

6、roller is widely used in industrial automation control, automatic detection, intelligent instrument and apparatus, household appliances, power electronics, mechanical and electrical equipment, and other aspects, and 51 SCM is the most typical chip and most representative one. The graduation design t

7、hrough to its study, application to AT89S51 chips as the core, with the necessary circuit, design of a simple electronic clock, it by 4.5 V dc power supply, through the digital tube can show time, adjust the time, thus to learning, the design, the development of software and hardware in the ability.

8、Key word: Single-chip microcomputer AT89S目 錄前 言1第一章 原理3第二章 方案第三章系統(tǒng)設(shè)計3.1 總體設(shè)計3.1.1系統(tǒng)說明3.2 模塊設(shè)計43.2.1電源局部43.2.2復(fù)位電路3.3.3程序下載接口3.3.4位選局部3.3.5數(shù)碼管的連接電路63.3.6控制局部第四章 原理圖.13第五章 軟件設(shè)計. 145.1 程序流程圖45.2 源程序1第六章 總結(jié).21參考文獻References：2前 言單片機系統(tǒng)被定義為：以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為根底，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、本錢、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。實際上單片機系

9、統(tǒng)是計算機的一種應(yīng)用形式，是將先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，具有軟件代碼小、高度自動化、響應(yīng)速度快等特點。因此它是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。特別適合于要求實時的和多任務(wù)的系統(tǒng)。如今單片機系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，那么單片機系統(tǒng)應(yīng)用緣何能在近年來的信息技術(shù)應(yīng)用中脫穎而出，成為眾多商家角逐的對象。其實原因很簡單，因為這里面蘊藏著巨大的市場，巨大的商業(yè)利益，單就電視應(yīng)用而言，目前全球有2億多有線電視用戶，中國也有8000多萬戶，而且每年還在以600萬的速度遞增。如今，在這塊領(lǐng)域里，還沒有一家公司有成熟的產(chǎn)品，也沒有標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)

10、，更沒有一個可以主導(dǎo)市場的壟斷者。在這種局勢下，雖然競爭將異常劇烈，但突圍的可能性也較大，只要能夠培養(yǎng)出自己的技術(shù)能力和市場開拓能力，是有可能取得巨大成功的。電子時鐘原理該電子時鐘有89C51，BUTTON,六段數(shù)碼管等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動電路，由延時程序和循環(huán)程序產(chǎn)生的一秒定時，到達時分秒的計時，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時，滿二十四小時為一天。而電路中唯一的一個控制鍵卻擁有多種不同的功能，按下又松開，可以實現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能，到達省電的目的；直接按下不松開，那么可以通過按鍵實現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而連續(xù)兩次按下按鍵不松，那么可以實現(xiàn)小時的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時加一。

11、第二章 方案顯示方案 方案：動態(tài)顯示。所謂動態(tài)顯示就是一位一位的輪流點亮各個位，對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也于點亮?xí)r間與間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(tài)顯示節(jié)省了I/O口，降低了能耗。系統(tǒng)設(shè)計利用單片機AT89S51制作簡易電子時鐘，由六個LED數(shù)碼管分別顯示小時十位、小時個位、分鐘十位、分鐘個位、秒鐘十位、秒鐘個位。6個PNP管9012分別控制六個數(shù)碼管的亮滅，一個按鍵用于時間調(diào)整。模塊設(shè)計電源局部圖3-如圖3-所示，復(fù)位電路圖3-如圖3-

12、所示，復(fù)位電路主要由型號為1N4148的二極管，型號為10UF/16V的電解電容，型號為104的瓷片電容，10K的電阻以及按鍵S1構(gòu)成，S1接芯片的相應(yīng)引腳RST，當(dāng)開關(guān)按下時引腳RST為高電平1，斷開時引腳為低電平0。3. 程序下載接口圖如圖3-所示，由AT89S ISP構(gòu)成的兩排十針下載口，板圖上有一個小方框，為1號引角；下載線的凸口為正方向，凸口的右側(cè)邊的第一個插孔為1號引角。4. 位選局部 圖3-圖3-5為位選電路，三極管的集電極接數(shù)碼管的公共端，當(dāng)P2口對應(yīng)的引腳輸出高電平時三極管導(dǎo)通，對應(yīng)的數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。這樣，在同一時刻，6位LED中只有選通的那1位顯示出字符，而其他5位那么是熄

13、滅的。同樣，在下一時刻，只讓下一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他個位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，那么同一時刻，只有選通位顯示出相應(yīng)的字符，而其他各位那么是熄滅的。如此循環(huán)下去，就可以使各位顯示出將要顯示的字符。雖然這些字符是在不同時刻出現(xiàn)的，而在同一時刻，只有一位顯示，其他各位熄滅，但由于LED的余輝和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，那么可以造成多位同時亮的假象，到達同時顯示的效果。5. 數(shù)碼管的連接電路圖3-圖圖3-數(shù)碼管的引腳圖圖3-為數(shù)碼管的引腳圖，每位的段碼線a,b,c,d,e,f,g,dp分別與1個8位的鎖存器輸出相連據(jù)，如令其顯示1那么b,c圖

14、3-為數(shù)碼管的引腳圖，每位的段碼線a,b,c,d,e,f,g,dp分別與1個8位的鎖存器輸出相連，由AT89S51控制組合09十個數(shù)據(jù)，如令其顯示1那么b,c引腳即2，3引腳送高電平，此時數(shù)碼管顯示1。由于各位的段碼線并聯(lián)，8位I/O口輸出段碼對各個顯示位來說都是相同的6. 控制局部圖3-AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4K bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4K字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，3

15、2I/O口線，看門狗WDT，兩個數(shù)據(jù)指針，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。如圖3-7所示，AT89S51有40引腳，雙列直插DIP封裝，所用引腳功能如下：VCC GND 接地XTAL1 振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端XTAL2 振蕩器反相放大器的輸出端RST 復(fù)位輸入，高電平有效，在晶振工作時，在RST引腳上作用2個機器周期以上的高電平，將使單片機復(fù)位。WDT溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFT AUXR的DISRTO位地址8EH可翻開或關(guān)閉該功能。DISRTO位缺省為RESET輸出高電平翻開狀態(tài)。EA/VPP 片外程序存儲

16、器訪問允許信號。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器地址為0000H-FFFFH，EA端必須保持低電平接地，如果EA端為高電平接Vcc端，CPU那么執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。P1口,P2口P2.5口控制數(shù)碼管的位選，使六個數(shù)碼管輪流顯示數(shù)據(jù)，等于1時位選三極管導(dǎo)通，等于0 時位選三極管截止。無自鎖開關(guān)S2P3.7開關(guān)接相應(yīng)引腳P37，當(dāng)開關(guān)按下時，相應(yīng)引腳為低電平0，斷開時引腳為高電平1。I/O口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：? I/O口作為輸入口時有兩種工作方式即所謂的讀端口與讀引腳讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到端口鎖存器只有讀端口時才真正地把外部

17、的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線上面圖中的兩個三角形表示的就是輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作這是由硬件自動完成的不需要我們操心? 讀引腳時也就是把端口作為外部輸入線時首先要通過外部指令把端口鎖存器置1然后再實行讀引腳操作否那么就可能讀入出錯為什么看上面的圖如果不對端口置1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q為1加到場效應(yīng)管柵極的信號為1該場效應(yīng)管就導(dǎo)通對地呈現(xiàn)低阻抗,此時即使引腳上輸入的信號為1也會因端口的低阻抗而使信號變低使得外加的1信號讀入后不一定是1假設(shè)先執(zhí)行置1操作那么可以使場效應(yīng)管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實現(xiàn)正確的讀入由于在輸入操作時還必須

18、附加一個準(zhǔn)備動作所以這類I/O口被稱為準(zhǔn)雙向口89C51的P0/P1/P2/P3口作為輸入時都是準(zhǔn)雙向口接下來讓我們再看另一個問題從圖中可以看出這四個端口還有一個差異除了P1口外P0P2P3口都還有其他的功能?RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖

19、。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。?/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。?/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，那么在此期間外部程序存儲器0000H-FFFFH，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V

20、編程電源VPP。?XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。?XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。一單片機I/O口的輸出實驗1實驗程序程序如下ORG 0000HAJMP LOOPLOOP:MOV SP,#65H;/保護堆棧，養(yǎng)成習(xí)慣MOV P1,#0FFH ;LCALL DELAY ;MOV P1,#00H ;LCALL DELAY ;LJMP LOOP ;DELAY:MOV R7,#250 ;D1:MOV R6,#250 ;D2:DJNZ R6,D2 ;DJNZ R7,D1 ;RET ;END將以上寫入MEDWIN編譯軟件，源代碼編譯生成HEX文件，燒寫到實驗板看到了什么8只L

21、ED燈都在閃爍2程序分析二單片機I/O口的輸入實驗1實驗程序程序如下MAIN:MOV P3,#0FFH ;LOOP:MOV A,P3 ;MOV P1,A ;LJMP LOOP ;END同樣的方法把程序搞到單片機實驗板上按下第1個按鈕有一個LED燈亮了按下第2個按鈕另一個LED燈亮了松開按鈕相應(yīng)的燈就滅了是不是有點象工業(yè)控制中的點動控制原理分析一下這個程序3振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無

22、任何要求，但必須保證脈沖的上下電平要求的寬度。4芯片擦除：整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。原理圖圖4-1 軟件設(shè)計程序流程圖-二 源程序表5- P1口對應(yīng)段碼及數(shù)值顯示

23、數(shù)字P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.016進制代碼dpgfedcba0001111113FH10000011006H2010110115BH3010011114FH40110011066H5011011016DH6011111017DH70000011107H8011111117FH9011011116FH JMP START ORG 0BH JMP TIM0START: MOV SP,#70H MOV 28H,#00 MOV 2AH,#12H MOV 2BH,#00 MOV 2CH,#00 MOV TMOD,#00000001B MOV TH0,#HIGH 65

24、536-4000 MOV TL0,#LOW 65536-4000 MOV IE,#10000010B MOV R4,#250 SETB TR0LOOP: JB P0.0,N2 CALL DELAY MOV A,2CH ADD A,#01 DA A MOV 2CH,A CJNE A,#60H,N1 MOV 2CH,#00N1: JNB P0.0,$ CALL DELAY N2: JB P0.1,N4 CALL DELAY MOV A,2BH ADD A,#01 DA A MOV 2BH,A CJNE A,#60H,N3 MOV 2BH,#00N3: JNB P0.1,$ CALL DELAYN4

25、: JB P0.2,LOOP CALL DELAY MOV A,2AH ADD A,#01 DA A MOV 2AH,A CJNE A,#24H,N5 MOV 2AH,#00N5: JNB P0.2,$ CALL DELAY JMP LOOPTIM0: MOV TH0,#HIGH 65536-4000 MOV TL0,#LOW 65536-4000 PUSH ACC PUSH PSW DJNZ R4,X2 MOV R4,#250 CALL CLOCK CALL DISPX2: CALL SCAN POP PSW POP ACC RETISCAN: MOV R0,#28H INC R0 CJNE

26、 R0,#6,X3 MOV R0,#0X3: MOV A,R0 ADD A,#20H MOV R1,A MOV A,R0 SWAP A ORL A,R1 MOV P1,A RETCLOCK: MOV A,2CH ADD A,#1 DA A MOV 2CH,A CJNE A,#60H,X4 MOV 2CH,#00 MOV A,2BH ADD A,#1 DA A MOV 2BH,A CJNE A,#60H,X4 MOV 2BH,#00 MOV A,2AH ADD A,#1 DA A MOV 2AH,A CJNE A,#24H,X4 MOV 2AH,#00X4: RETDISP: MOV R1,#20H MOV A,2CH MOV B,#10H DIV AB MOV R1,B INC R1 MOV