51單片機電子時鐘課程設(shè)計(已修改)
2025-09-06 17:14 本頁面
【正文】 一、設(shè)計要求 準(zhǔn)確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間 。 小時以 24 小時計時形式，分秒計時為 60 進(jìn)位 。 校正時間功能 ,即能隨意設(shè)定走時時間。 鬧鐘功能，一旦走時到該時間，能以聲或光的形式告警提示 。 設(shè)計 5V直流電源，系統(tǒng)時鐘電路、復(fù)位電路。 能指示秒節(jié)奏，即秒提示。 可采用交直流供電電源，且能自動切換。 二、設(shè)計方案和論證 本次設(shè)計時鐘電路，使用了 ATC89C51 單片機芯片控制電路，單片機控制電路簡單且省去了很多復(fù)雜的線路，使得電路簡明易懂，使用鍵盤鍵上的按鍵來調(diào)整時鐘的時 、分、秒，用一揚聲器來進(jìn)行定時提醒，同時使用匯編語言程序來控制整個時鐘顯示，使得編程變得更容易，這樣通過四個模塊：鍵盤、芯片、揚聲器、 LED 顯示即可滿足設(shè)計要求。 、 總設(shè)計原理框圖 如下圖所示： 、 設(shè)計方案的選擇 方案 1：采用實時時鐘芯片 現(xiàn)在市場上有很多實時時鐘集成電路，如 DS128 DS1288 DS1302 等。微型控制器 時鐘電路 聲光報時 校時輸入 數(shù)據(jù)顯示 這些實時時鐘芯片具備年、月、日、時、分、秒計時功能和多點定時功能，計時數(shù)據(jù)的更新每秒自動進(jìn)行一次， 不需要程序干預(yù)。因此，在工業(yè)實時測控系統(tǒng)中多采用這一類專用芯片來實現(xiàn)實時時鐘功能。 方案 2：使用單片機內(nèi)部的可編程定時器。 利用單片機內(nèi)部的定時計數(shù)器進(jìn)行中端定時，配合軟件延時實現(xiàn)時、分、秒的計時。該方案節(jié)省硬件成本，但程序設(shè)計較為復(fù)雜。 對于實時時鐘而言，顯示顯然是另一個重要的環(huán)節(jié)。通常 LED 顯示有兩種方式：動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。 靜態(tài)顯示的優(yōu)點是程序簡單、顯示亮度有保證、單片機 CPU 的開銷小，節(jié)約 CPU 的工作時間。但占有 I/O口線多，每一個 LED 都要占有一個 I/O口，硬件開銷大，電路復(fù)雜 。需要幾個 LED就必須占有幾個并行口，比較適用于LED 數(shù)量較少的場合。當(dāng)然當(dāng) LED 數(shù)量較多的時候，可以使用單片機的串行口通過移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫比較麻煩。 LED 動態(tài)顯示硬件連接簡單，但動態(tài)掃描的顯示方式需要占有 CPU 較多的時間，在單片機沒有太多實時測控任務(wù)的情況下可以采用。 本系統(tǒng)需要采用 6位 LED 數(shù)碼管來分別顯示時、分、秒，因數(shù)碼管個數(shù)較多，故本系統(tǒng)選擇動態(tài)顯示方式。 STC89C51 單片機介紹 STC89C51 單片機是由深圳宏晶公司代理銷售的一款 MCU，是由美國設(shè)計生產(chǎn)的一種低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8kbytes 的可反復(fù)寫的 FlashROM 和 128bytes 的 RAM， 2 個 16 位定時計數(shù)器 [5]。 STC89C51 單片機內(nèi)部主要包括累加器 ACC(有時也簡稱為 A)、程序狀態(tài)字 PSW、地址指示器 DPTR、只讀存儲器 ROM、隨機存取存儲器 RAM、寄存器、并行 I/O 接口 P0~P定時器 /計數(shù)器、串行 I/O接口以及定時控制邏輯電路等。這些部件通過內(nèi)部總線聯(lián)接起來，構(gòu)成一個完整的微型計算機。其管腳圖如圖所示。 STC89C51單片機管腳結(jié)構(gòu)圖 VCC： 電源 。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程 序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作 輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi) 部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻 拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存 儲器 進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi) 容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3
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