課程設(shè)計--基于51單片機的數(shù)字秒表設(shè)計-文庫吧
2025-10-06 00:58 本頁面
【正文】 的輸出端。是外接晶體的另一端。當采用外部振蕩器時，此引腳接外部振蕩源。 圖 8051 單片機引腳圖 控制或與其它電源復用引腳 RST/VPD， ALE/PROG ， PSEN 和 EA /Vpp 輸入 /輸出引腳 ， ， ， 。 ① P0 口（ ）是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，在訪問外部存儲器 5 時，它是分時傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線， P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動八個 LSTTL負載。 ② P1 口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準雙 向 I/O 口。能驅(qū)動 (吸收或輸出電流 )四個 LSTTL 負載。 ③ P2 口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的 8位準雙向 I/O 口，在訪問外部存儲器時，它輸出高 8位地址。 P2口可以驅(qū)動 (吸收或輸出電流 )四個 LSTTL 負載。 ④ P3 口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準雙向 I/O 口。能驅(qū)動 (吸收或輸出電流 )四個 LSTTL 負載。 （ 1） 運算器 運算器的功能是進行算術(shù)運算和邏輯運算。可以對半字節(jié)（ 4位）、單字節(jié)等數(shù)據(jù)進行操作。 （ 2） 程序計數(shù)器 PC 程序計數(shù)器 PC用來存放即將要 執(zhí)行的指令地址，共 16 位，可對 64K 程序存儲器直接尋址。執(zhí)行指令時， PC 內(nèi)容的低 8位經(jīng) P0 口輸出，高 8 位經(jīng) P2口輸出。 （ 3） 令寄存器 指令寄存器中存放指令代碼。 CPU 執(zhí)行指令時，由程序存儲器中讀取的指令代碼送入指令寄存器，經(jīng)譯碼后由定時與控制電路發(fā)出相應的控制信號，完成指令功能。 顯示電路的選擇與設(shè)計 對于數(shù)字顯示電路，通常采用液晶顯示或數(shù)碼管顯示。本設(shè)計的顯示電路采用 7 段數(shù)碼管作為顯示介質(zhì)。 數(shù)碼管顯示可以分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。由于本設(shè)計需要采用五位數(shù)碼管顯示時間，如果靜態(tài)顯示則 占用的口 線多，硬件電路復雜。所以采用動態(tài)顯示。 S T C 8 9 C 5 2單 片 機8 位 數(shù) 碼 管數(shù) 碼 管 位驅(qū) 動 電 路數(shù) 碼 管 段驅(qū) 動 電 路 圖 顯示電路基本原理圖 6 動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位 數(shù)碼管 ，這種逐位點亮顯示器的方式稱為位掃描。通常各位 數(shù)碼管 的段選線相應并聯(lián)在一起，由一個 8位的 I/O 口控制；各位的公共陰極位選線由另外的 I/O口線控制。動態(tài)方式顯示時，各 數(shù)碼管 分時輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式，即在某一時刻只選通一位 數(shù)碼管 ，并 送出相應的段碼，在另一時刻選通另一位 數(shù)碼管 ，并送出相應的段碼，依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位 數(shù)碼管 顯示將要顯示的字符，雖然這些字符是在不同的時刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人 同時顯示的感覺。 數(shù)碼顯示管分為共陽數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管兩種 共陽極數(shù)碼管的 8個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起，如圖 （ b），通常，公共陽極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時，要求段驅(qū)動電路能吸收額定的段導通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻。 圖 （ a）數(shù)碼管引腳圖 （ b）共陽極內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 （ c）共陰極內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 最大 4 、 按 鍵電路的選擇與設(shè)計 本設(shè)計中有四個按鍵，分別實現(xiàn)開始、暫停、復位和 計次 功能。這四個鍵可以采用中斷的方法，也可以采用查詢的方法來識別。對于復位鍵和查看鍵，主要功能在于數(shù)值復位和對上次計時時間的查看，對于時間的要求不是很嚴格，而開始和暫停鍵主要用于時間的鎖定，需要比較準確的控制。因此可以考慮，對復位鍵和查看鍵采用查詢的方式， 7 而對于開始和暫停鍵采用外部中斷。四個按鍵均采用低電平有效，具體電路連接圖如圖 所示。 時鐘電路的選擇與設(shè)計 單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)各種微操作的時間基準， 8051 片內(nèi)設(shè)有 一個由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路， XTAL1 和 XTAL2 分別為振蕩電路的輸入和輸出端， 8051單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式與外部振蕩方式。外部方式的時鐘很少用，若要用時，只要將 XTAL1 接地， XTAL2 接外部振蕩器就行。對外部振蕩信號無特殊要求，只要保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 的方波信號。 圖中，電容器 C1 、 C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，電容值一般為 5～ 33pF。但在時鐘電路的實際應用中一定要注意正確選擇其大小，并保證電路的對稱性，盡可能匹配，選用正 牌的瓷片或云母電容，如果可能的話，溫度系數(shù)盡可能低。本設(shè)計中采用大小為 30pF 的電容和 的晶振。 圖 內(nèi)部振蕩電路 復位電路的選擇與設(shè)計 當 8051 單片機的復位引腳 RST（全稱 RESET）出現(xiàn) 2個機器周期以上的高電平時，單片機就完成了復位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序。因此要求單片機復位后能脫離復位狀態(tài)。而本系統(tǒng)選用的是 的晶振，因此一個機器周期為 ，那么復位脈沖寬度最小應為 。 在實際應用系 統(tǒng)中，考慮到電源的穩(wěn)定時間，參數(shù)漂移，晶振穩(wěn)定時間以及復位的可靠性等因素，必須有足夠的余量 。 根據(jù)應用的要求，復位操作通常有兩種基本形式：上電復位、手動復位。
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