單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)-文庫(kù)吧
2025-04-22 14:06 本頁(yè)面
【正文】 ..................................................................................... 35 第七章 致謝 ........................................................................................................... 36 單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘 第 4 頁(yè) 共 36 頁(yè) 第 一 章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ： 利用定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘，并設(shè)置一個(gè)啟動(dòng)鍵，當(dāng)按下該鍵時(shí)，數(shù)字時(shí)鐘從當(dāng)前設(shè)定值開(kāi)始走時(shí)，按秒刷新，要求在 LED屏上顯示。 設(shè)計(jì)要求 ： 要求學(xué)生掌握單片機(jī) I/O口和中斷等資源的使用；要求學(xué)生用所提供的元件來(lái)完成對(duì)數(shù)字時(shí)鐘的硬件設(shè)計(jì)；要求學(xué)生用所學(xué)語(yǔ)言（匯編語(yǔ)言或 C語(yǔ)言）來(lái)完成數(shù)字時(shí)鐘的軟件設(shè)計(jì)；要求學(xué)生掌握電路調(diào)試 的方法，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘 第 5 頁(yè) 共 36 頁(yè) 第 二 章 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘 proteus 原理圖 圖 數(shù)字時(shí)鐘 proteus 原理圖 AT89C2051 芯片 單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘 第 6 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 AT89C2051 封裝形式 AT89C2051 芯片介紹引腳功能介紹 VCC：電源電壓。 GND：地。 P1口： P1口是一個(gè) 8位雙向 I/O口。口引腳 ~ 提供內(nèi)部 上拉電阻 ， 。 的同相輸入 (ANI0)和反相輸入 (AIN1)。 P1口輸出緩沖器可吸收 20mA電流并能直接驅(qū)動(dòng) LED顯示。當(dāng) P1口引腳寫(xiě)入 “1” 時(shí)，其可用作輸入端，當(dāng)引腳 ~用作輸入并被外部拉低時(shí)，它們將因內(nèi)部的寫(xiě)入 “1” 時(shí)，其可用作輸入端。當(dāng)引腳 ~ 用作輸入并被外部拉低時(shí)，它們將因內(nèi)部的 上拉電阻 而流出電流。 P3口： P3口的 ~、 上拉電阻 的七個(gè)雙向 I/O口引腳。 比較器 的輸出信號(hào)并且它作為一通用 I/O引腳而不可訪問(wèn)。 P3口緩沖器可吸收 20mA電流。當(dāng) P3口寫(xiě)入 “1 ” 時(shí)，它們被內(nèi)部 上拉電阻拉高并可用作輸入端。用作輸入時(shí)，被外部拉低的 P3口腳將用 上拉電阻 而流出電流。 P3口還用于實(shí)現(xiàn) AT89C2051 的各種第二功能，如下表所列： 單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘 第 7 頁(yè) 共 36 頁(yè) 引腳口 功 能 P3.0 RXD串行輸入端口 P3.1 TXD串行輸出端口 P3.2 INT0 外中斷 0 P3.3 INT1 外中斷 1 P3.4 T0定時(shí)器 0外部輸入 P3.5 T1定時(shí)器 1外部輸入 P3口還接收一些用于 閃速存儲(chǔ)器 編程和程序校驗(yàn)的 控制信號(hào) 。 RST：復(fù)位輸入。 RST一旦變成高電平所有的 I/O引腳 就復(fù)位到 “1” 。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí)，持續(xù)給出 RST引腳 兩個(gè) 機(jī)器周期 的高電平便可完成復(fù)位。每一個(gè)機(jī)器周期 需 12個(gè)振蕩器或 時(shí)鐘周期 。 XTAL1：作為振蕩器反相器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。 XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。 系統(tǒng)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) X1， C1， C2組成震蕩電路，和內(nèi)部的振蕩電路共同構(gòu)成單片機(jī)的工作基準(zhǔn)時(shí)鐘電路。它含有單片機(jī)數(shù)字電路系統(tǒng)的工作基準(zhǔn)，為數(shù)字電路提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。 X1為晶體，它的標(biāo)稱(chēng)頻率越高，數(shù)字電路系統(tǒng)的工作頻率也就越高。本課設(shè)的系統(tǒng)時(shí)鐘電路如下圖所示： 單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘 第 8 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 晶振的作用與原理 晶振是石英振蕩器的簡(jiǎn)稱(chēng)，英文名為 Crystal，它是時(shí)鐘電路中最重要的部件，它的主要作用是向顯卡、網(wǎng)卡、主板等配件的各部分提供基準(zhǔn)頻率，它就像個(gè)標(biāo)尺，工作頻率不穩(wěn)定會(huì)造成相關(guān)設(shè)備工作頻率不穩(wěn)定，自然容易出現(xiàn)問(wèn)題。晶振還有個(gè)作用是在電路產(chǎn)生震蕩電流 ,發(fā)出時(shí)鐘信號(hào) . 晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩 ，晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各 單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘 第 9 頁(yè) 共 36 頁(yè) 部分保持同步 。 晶振，在電 氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng) 絡(luò) ， 晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶 振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路 ， 晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱(chēng)的諧振頻率。 一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般 IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。 一般的晶振的負(fù)載電容 為 15p或 ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè) 22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。 晶振與芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘功能原理 使用 AT98C2051芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)， XTAL1， XTAL2這兩個(gè)引腳上外接石英晶體和微調(diào)電容，當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)，本課設(shè)由給出的元器件 C1， C2， X1我們使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘。 內(nèi)部時(shí)鐘方式 ： 利用其內(nèi)部的振蕩電路在 XTAL1和 XTAL2引線上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩，用示波器可以觀察到 XTAL2 輸出的時(shí)鐘 信號(hào)。最常用的是在 XTAL1 和 XTAL2 之間連接晶體振蕩器與電容構(gòu)成穩(wěn)定的自激震蕩器，如圖 31所示。 晶體可在 ~12MHz 之間選擇。 MCS51 單片機(jī)在通常應(yīng)用情況下，
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