【正文】 XXX 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 課題名稱(chēng) ： 單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 ： 專(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 學(xué) 號(hào) ： 指導(dǎo)教師 ： 一 . 硬件設(shè)計(jì) ……………………………………………… ...5 …………………………………………… ..5 2 ……………………………………… ..6 ………………………………………………… ..8 二 . 軟件設(shè)計(jì) ……………………………………………… ...9 ……… ……………………………………… ..9 ……………………………………………… ..10 三 .結(jié)束語(yǔ) ………………………………………………… ..16 三 . 參考文獻(xiàn) ……………………………………………… ..16 3 前言 在信息技術(shù)急速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)科學(xué)日新月異。而單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，在微機(jī)控制領(lǐng)域得到長(zhǎng)足發(fā)展。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通訊方面是微機(jī)的天下；而在微控制領(lǐng)域，小到電子表，大到家用電器，到處都有單片機(jī)的用武之地 . 在當(dāng)代繁忙的工作與生活中，時(shí)間與我們每一個(gè)人都 有非常密切的關(guān)系，每個(gè)人都受到時(shí)間的影響。為了更好的利用我們自己的時(shí)間，我們必須對(duì)時(shí)間有一個(gè)度量，因此產(chǎn)生了鐘表。鐘表的發(fā)展是非常迅速的，從剛開(kāi)始的機(jī)械式鐘表到現(xiàn)在普遍用到的數(shù)字式鐘表，即使現(xiàn)在鐘表千奇百怪，但是它們都只是完成一種功能 —— 計(jì)時(shí)功能，只是工作原理不同而已，在人們的使用過(guò)程中，逐漸發(fā)現(xiàn)了鐘表的功能太單一，沒(méi)有更大程度上的滿(mǎn)足人們的需求。因此在這里，我想能不能把一些輔助功能加入鐘表中去。在此設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的鐘表不但具有普通鐘表的功能，它還能實(shí)現(xiàn)多個(gè)額外的功能：溫度測(cè)量、電網(wǎng)頻率測(cè)量，而且還能進(jìn)行遙控 止鬧。 本設(shè)計(jì)主要分為硬件電路設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)兩大部分。硬件電路設(shè)計(jì)采用模塊設(shè)計(jì)：中央處理電路、時(shí)鐘電路、電壓與電網(wǎng)頻率測(cè)量電路、 V/F 轉(zhuǎn)換電路、音樂(lè)鬧鐘電路、鍵盤(pán)電路和液晶顯示電路、指示燈電路、通信電路以及電源電路幾大部分；軟件采用匯編語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn) . 4 基于單片機(jī)數(shù)字鐘設(shè)計(jì) 摘 要： 數(shù)字鐘在日常生活中最常見(jiàn)，應(yīng)用也最廣泛。本文主要就是設(shè)計(jì)一款數(shù)字鐘，以 89C51 單片機(jī)為核心，配備液晶顯示模塊、時(shí)鐘芯片、等功能模塊。數(shù)字鐘采用 12/24 小時(shí)制方式顯示時(shí)間，定時(shí)信息， AM、 PM 提示以及年月日顯 示等功能。文章的核心主要從硬件設(shè)計(jì)和軟件編程兩個(gè)大的方面。硬件電路設(shè)計(jì)主要包括中央處理單元電路、時(shí)鐘電路、人機(jī)接口電路、信號(hào)處理電路、執(zhí)行電路等幾部分組成 ,為了用電池作電源，采用低功耗的 CMOS 芯片及液晶顯示器 .軟件用匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 液晶顯示器模塊 數(shù)字鐘 Abstract: digital clock in their daily lives the most mon, is the most widely applied. The main section is designed digital bell to Shanpianji 89C51 core, with LCD modules, clock chips, and other functional modules. 12/24 hours using digital bell system display time, regular information, am, pm and the presentation ... shows, and other functions. The article primarily from the core hardware design and software programming two major aspects. Hardware circuit design include central processing units circuits, clock circuits, puter interface circuits, signal processing circuits, implementation of several ponents, such as circuits to batteries for power, the use of low consumption of CMOS chips and liquid crystal displays. Software used for the pilation of language. Keywords： Single chip puter。 liquid crystal display modules。 figures bell 在信息技術(shù)急速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)科學(xué)日新月異。而 單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，在微機(jī)控制領(lǐng)域得到長(zhǎng)足發(fā)展。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通訊方面是微機(jī)的天下；而在微控制領(lǐng)域，小到電子表，大到家用電器，到處都有單片機(jī)的用武之地 . 在當(dāng)代繁忙的工作與生活中，時(shí)間與我們每一個(gè)人都有非常密切的關(guān)系，每個(gè)人都受到時(shí)間的影響。為了更好的利用我們自己的時(shí)間，我們必須對(duì)時(shí)間有一個(gè)度量，因此產(chǎn)生了鐘表。鐘表的發(fā)展是非常迅速的，從剛開(kāi)始的機(jī)械式鐘表到現(xiàn)在普遍用到的數(shù)字式鐘表，即使現(xiàn)在鐘表千奇百怪，但是它們都只是完成一種功能 —— 計(jì)時(shí)功能，只是工作原理不同而已，在人們的使用過(guò)程中，逐 漸發(fā)現(xiàn)了鐘表的功能太單一，沒(méi)有 5 更大程度上的滿(mǎn)足人們的需求。因此在這里，我想能不能把一些輔助功能加入鐘表中去。在此設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的鐘表不但具有普通鐘表的功能，它還能實(shí)現(xiàn)多個(gè)額外的功能：溫度測(cè)量、電網(wǎng)頻率測(cè)量，而且還能進(jìn)行遙控止鬧。 本設(shè)計(jì)主要分為硬件電路設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)兩大部分。硬件電路設(shè)計(jì)采用模塊設(shè)計(jì)：中央處理電路、時(shí)鐘電路、電壓與電網(wǎng)頻率測(cè)量電路、 V/F 轉(zhuǎn)換電路、音樂(lè)鬧鐘電路、鍵盤(pán)電路和液晶顯示電路、指示燈電路、通信電路以及電源電路幾大部分；軟件采用匯編語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn) . 圖 一 .硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中用到 89C51 單片機(jī)的部分功能 :包括內(nèi)部定時(shí)器 ,鍵盤(pán)擴(kuò)展 ,程序中斷 ,口通信等。用一個(gè)四聯(lián)體的共陰極八段顯示器 ,可通過(guò)一個(gè)輸入／輸出口作為顯示器數(shù)據(jù)發(fā)送端 。另一個(gè)輸入／輸出口的四位作為顯示器各位的片選信號(hào) ,另四位作為鍵盤(pán)擴(kuò)展口使用。采用一個(gè)頻率為 KHz 的晶振構(gòu)成時(shí)鐘電路。系統(tǒng)原理圖如圖 1： DS181320 溫度傳感器 液晶顯示 鍵盤(pán)輸入與控制 8051 DS12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 鬧鈴指示 門(mén)控電 路 波形整形 電 源 基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器 6 圖 2. 系統(tǒng)原理圖 圖 顯示器 單 片 機(jī) 串口 鍵盤(pán) 7 其功能為 : 功能說(shuō)明 (1).內(nèi)定時(shí)間為 12 點(diǎn) 00分 00 秒 ,提供新產(chǎn)品或換電池時(shí)使用 .如里沒(méi)有內(nèi)定時(shí)間在首次 開(kāi)機(jī)進(jìn) ,會(huì)造成時(shí)間亂碼 ,至于開(kāi)機(jī)時(shí)是使用內(nèi)定時(shí)間還是 RTC 內(nèi)部時(shí)間由 RTC 使用者RAM 0E 地址的內(nèi)容來(lái)決定 ,其內(nèi)容為 1 表示 RTC 內(nèi)部已有時(shí)間值 ,讀取 RTC 內(nèi)部時(shí)間表示 ,非 1 則表示 RTC 內(nèi)部尚末有時(shí)間值 ,定入內(nèi)定時(shí)間并顯示 (2).時(shí)間調(diào)整 每按 (RXD)一次加 1 秒 每按 (RXD)一次加 1 分 每按 (RXD)一次加 1 時(shí) (3).硬件電路說(shuō)明 (a)8054ALR 為電位檢測(cè)器 ,引腳 1OUT,引腳 2VCC,引腳 3GND 當(dāng) VCC 大于 時(shí) ,OUT 為 HI,小于 為 L0 (b)當(dāng)外部電源存在時(shí) ,3906 三極管飽和 ,使 VB 約為 +5V,8054ALR 的 OUT 腳為 HI,由8051 的 控制 ML146818 的 KE 腳 ,=0 時(shí)使能 ,可進(jìn)行存取 (c)當(dāng)外部電源消失時(shí) ,3906 三極管截止 ,使 VB 由鎳鎘電池提供為 使 8054ALR 的OUT 腳為 L0,此時(shí) MC146818 的 KE 必為 HI,只進(jìn)行時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能及保留其內(nèi)部 RAM的數(shù)據(jù) (d)本電路 MC146818 OSC1 OSC2 時(shí)基脈沖輸入方式與個(gè)人電腦相同采用外部時(shí)基脈沖輸入 ,由 4069 10P 2M 組成時(shí)鐘 輸入 OSC1(OSC2 開(kāi)路 ) (e)8051 P1 口接 6 個(gè)七段顯示器分別顯示 時(shí) 分 秒 ,由 TIMER1 每 3ms 中斷一次執(zhí)行掃描顯示工作 (4).讀取 MC146818 時(shí)間 讀取 MC146818 的時(shí)鐘值有下列 3 種方法 : (a)檢查 A 寄存器的 UIP=0,表示未進(jìn)行周期更新 ,至少有 244us 的時(shí)間可讀取 . (b)更新周期結(jié)束中斷 (設(shè)定 B 寄存器 UIE=1),約有 1 秒的時(shí)間可讀取 . (c)周期性中斷法 (設(shè)定 B 寄存器 PIE=1),約有 1984+244us 的時(shí)間可讀 . 8 (5).本專(zhuān)題采用更新周期結(jié)束中斷時(shí) ,約有 1 秒 的時(shí)間可讀 MC146818 的時(shí)間值 ,其步驟如下 : (a)硬件 :MC146818 的 /IRQ 接 8051INT1,當(dāng)更新周期結(jié)束時(shí) ,由 /IRQ 產(chǎn)生低電平 ,對(duì)8051INT1 產(chǎn)生中斷 . (b)設(shè)定 MC146818B 寄存器的 UIE=1,更新周期結(jié)束中斷使能位 ,中斷時(shí)由 /IRQ 輸出低電平 . (c)產(chǎn)生中斷后 ,須讀取 MC146818C 寄存器一次 ,將 /RIQ 清除為 0,否則會(huì)產(chǎn)生中斷錯(cuò)誤 . (6).RTC 地址設(shè)置 : P27 P26 P25 P24 P23 P22 P20 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 X X X X X X 0 X X X X X X X X RTC EQU 0000。定義 MC146818 起始地址 =秒地址 各寄存器讀寫(xiě)地址如下 : RTC 秒 。 RTC+2 分 。 RTC+4 時(shí) 。 RTC+0AH A 寄存器 。 RTC+0BH B 寄存器 。 RTC+0CH C 寄存器 。 1. 溫度檢測(cè)方案選擇 采用集成溫度傳感器 DS18B20 。該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需外接電路，數(shù)據(jù)傳輸采用 onewire 總線，可用一根 I/O 數(shù)據(jù)線即供電又傳輸數(shù)據(jù)，在 10 ℃ +85℃ 范圍內(nèi)精度為 177?！?，完全能滿(mǎn)足題目 177。1 ℃ 的要求，且分辨率較高，重復(fù)性和可靠性好。 9 鬧鈴響及報(bào)警模塊 鬧鈴響采用帶音樂(lè)芯片的揚(yáng)聲器，過(guò)、欠壓報(bào)警采用不同聲音的蜂鳴器完成報(bào)警功能。 二 .軟件設(shè)計(jì) 1. 程序流程圖 圖 序流程圖 10 PTC EQU 0000H 。定義 MC146818 起始地址 =秒地址 TIME EQU 30H 。存放 時(shí)分秒 起始地址 30H~50H PTR EQU20H 。顯示器掃描指針 ORG 00H JMP START ORG 13H JMP EXET1 。INT1 中斷子程序 ORG 1BH JMP TIMER1 。TIMER1 中斷子程序 START: MOV SP,70H 。設(shè)置堆棧 MOV TMOD,10 MOV TL1,LOW(655363000)。3ms 中斷一次掃描七段顯示器 MOV TH1,HIGH(655363000) MOV PTR,00H 。顯示掃描指針為 0 MOV IE,8CH 。TIMER1 INT1 中斷使能 SETB TR1 。啟 動(dòng) TIMER1 MOV DPTR,RTC+0AH 。A 寄存器 DV2=0 DV1=1 DV0=0 MOV A,20H MOVX @DPTR,RTC+0BH。B 寄存器 SET=1 更新周期停止 ,進(jìn)行時(shí)鐘設(shè)定 MOV A,80H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,RTC+0EH 。讀取 RTC 0E 地址內(nèi)容判斷是否為 1? MOVX A,@DPTR CJNZ A,01H,START0 JMP START1 START0: 。不是則寫(xiě)入內(nèi)定時(shí)間 12:00:00 11 MOV DPTR,RTC 。秒地址 MOV A,00H 。00 秒 MOVX @DPTR,A MOV DPTR,RTC+2 。分地址 MOV A,00H 。00 分 MOVX @DPTR,A MOV DPTR,RTC+4 。時(shí)地址 MOV A,12H 。12 時(shí) MOVX @DPTR,A MOV DPTR,RTC+0