【正文】 S51指令系統(tǒng) ； 4k 可反復(fù)擦寫(xiě) (1000 次） ISP Flash ROM； 32 個(gè)雙向 I/O 口 ； 工作電壓 ； 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ； 時(shí)鐘頻率 033MHz； 全雙工 UART 串行中斷口線(xiàn) ； 128x8bit 內(nèi)部 RAM； 2 個(gè)外部中斷源 ； 低功耗空閑和省電模式 ； 中斷喚醒省電模式 ； 看門(mén)狗（ WDT）電路 ； 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁(yè)編程 ； 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 。 12 第 4 章 各單元硬件設(shè)計(jì)及計(jì)算方法 4． 1 硬件設(shè)計(jì) 4． 1． 1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) AT89C51 單片機(jī) 圖 41 AT89C51引腳圖 AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)介： AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī) 13 的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng) 用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。因此在正常使用中，為了保證發(fā)光二極管在電源電壓 V的作用下管子的工作電流不超過(guò)額定值，必須給發(fā)光二極管串聯(lián)一只限流電阻 R， R 的阻值可由下式算出： R＝（ VVF） /IF。主控器為一塊 AT80C51 單片機(jī)，分別用 ~ 六個(gè)功能按鍵， P20~P24在秒表中為開(kāi)始、計(jì)數(shù)、停止、查看成績(jī)的功能；在倒計(jì)時(shí)鐘表示為數(shù)位切換、數(shù)值加、減、倒計(jì)時(shí)開(kāi)始的功能；在時(shí)間調(diào)整中為數(shù)位切換、數(shù)值加、減、確定的功能。由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件，接口復(fù)雜一些。 2． 2 總體設(shè)計(jì)思路 主要設(shè)計(jì)思想是： 整個(gè) 系統(tǒng)用單片機(jī)為中央控制器，由單片機(jī)執(zhí)行采集時(shí)鐘芯片的時(shí)間信號(hào)并通過(guò)顯示模塊來(lái)輸出信號(hào)及相關(guān)的控制功能。 意義：在日常生活和工作中，我們常常用到定時(shí)控制，如擴(kuò)印過(guò)程中的曝光定時(shí)等。 1． 2 課題設(shè)計(jì)的目的和意義 目的：通過(guò)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)，加深了 解單片機(jī)的工作原理。 說(shuō) 明 書(shū) 格 式 1. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2. 目錄 3. 說(shuō)明書(shū)內(nèi)容 1）課題的設(shè)計(jì)要求、目的、意義 2）系統(tǒng)總體方案選擇與說(shuō)明 3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖與工作原理 4）各單元硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明及計(jì)算方法 5）軟件設(shè)計(jì)與說(shuō)明（包括流程圖） 6）調(diào)試結(jié)果與必要的調(diào)試 說(shuō)明 7）使用說(shuō)明 8）程序清單 9）總結(jié) 10）參考文獻(xiàn) 附錄 附錄 A 系統(tǒng)原理圖 附錄 B 程序清單 評(píng)分表 5 進(jìn) 度 安 排 設(shè)計(jì)時(shí)間為兩周 第一周 星期一、上午：布置課題任務(wù)，講課及課題介紹 下午：借閱有關(guān)資料，總體方案討論 星期二、確定總體設(shè)計(jì)方案 星期三、硬件模塊方案設(shè)計(jì) 星期四、軟件模塊方案設(shè)計(jì) 星期五、各硬件模塊設(shè)計(jì) 第二周 星期一、各硬件模塊設(shè)計(jì) 星期二、各軟件模塊設(shè)計(jì) 星期三、各軟件模塊設(shè)計(jì) 星期四、寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 星期五、上午：寫(xiě)說(shuō)明書(shū)，整理資料 下午：交設(shè)計(jì)資 料，答辯 參 考 文 獻(xiàn) [1]王迎旭 .《單片機(jī)原理與應(yīng)用》 .機(jī)械工業(yè)出版社 .2021年 7 月 [2]胡漢才 .《單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 .清華大學(xué)出版社 .2021年 1 月 [3]潘永雄 .《新編單片機(jī)原理與應(yīng)用》 .西安電子科技大學(xué)出版社 .2021 年 2 月 [4]張迎新 .《單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)》 .國(guó)防工業(yè)出版社 目 錄 6 第一章 概述 ......................................................................................... 7 1． 1 課題的設(shè)計(jì)要求 .................................................................. 7 1． 2 課題設(shè)計(jì)的目的和意義 ...................................................... 7 第二章 總體設(shè)計(jì)方案 ........................................................................ 8 2． 1 課題設(shè)計(jì)說(shuō)明 ...................................................................... 8 2． 2 總體設(shè)計(jì)思路 ...................................................................... 8 第三章 結(jié)構(gòu)框圖及工作原理 ............................................................ 9 3． 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖 .................................................................. 9 3． 2 電路組成及工作原理 .......................................................... 9 3． 2． 1 總體設(shè)計(jì)原理 ......................................................... 9 3． 2． 2 單機(jī)片的最小系統(tǒng)硬件電路原理圖 ................... 10 第 4 章 各單元硬件設(shè)計(jì)及計(jì)算方法 .............................................. 12 4． 1 硬件設(shè)計(jì) ............................................................................ 12 4． 1． 1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................................... 12 4． 1． 2 數(shù)字鐘外圍電路設(shè)計(jì) ........................................... 16 4． 2 計(jì)算方法 ............................................................................ 18 第五章 軟件設(shè)計(jì)及說(shuō)明 .................................................................. 20 1 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................ 20 5． 2 流程圖 ................................................................................ 21 第六章 調(diào)試結(jié)果與調(diào)試說(shuō)明 .......................................................... 22 6． 1 調(diào)試步驟 ............................................................................ 22 6． 2 調(diào)試結(jié)果 ............................................................................ 22 總 結(jié) ................................................................................................. 23 參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 24 附 錄 ............................................................................................... 25 程序原理圖 ............................................................................ 26 程序清單 ................................................................................ 26 7 第一章 概述 1． 1 課題的設(shè)計(jì)要求 本課題以單片機(jī)為核心，利用其定時(shí)器和 6 段 數(shù)碼管，設(shè)計(jì)一個(gè)電子時(shí)鐘。 有以下功能： 開(kāi)機(jī)時(shí)，顯示時(shí)鐘 ； 按下菜單鍵與選擇鍵時(shí)進(jìn)行時(shí)鐘 /秒表切換選擇； 能夠?qū)崿F(xiàn) 30 個(gè)秒表成績(jī)的記錄。 有復(fù)位電路。要求有以下功能： 開(kāi)機(jī)時(shí)，顯示 時(shí)鐘 ； 按下菜單鍵與選擇鍵能進(jìn)行時(shí)鐘與秒表的切換 。在教師指導(dǎo)下，運(yùn)用工程的方法，通過(guò)一個(gè)較簡(jiǎn)單 課題的設(shè)計(jì)練習(xí)，可使我們通過(guò)綜合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，熟悉設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)要求、完成的工作內(nèi)容和具體的設(shè)計(jì)方法，掌握必須提交的各項(xiàng)工程文件。早期常用的一些時(shí)間控制單元都使用模擬電路設(shè)計(jì)制作的， 其定時(shí)準(zhǔn)確性和重復(fù)精度都不是很理想，現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品，隨著單片機(jī)性能價(jià)格比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程 控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能。時(shí)鐘芯片產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)， 利用單片機(jī)的 I/O 口傳給單片機(jī)；并通過(guò) I/O口 實(shí)現(xiàn) LED的顯示?？紤]時(shí)鐘顯示只有 4 位，且系統(tǒng)沒(méi)有其他復(fù)雜的處理任務(wù)，所以決定采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) LED 的顯示。 P0 接口連接一個(gè) 6 段數(shù)共陰碼管 ，~P1~5 連接片選端，此數(shù)碼管用來(lái)顯示各種時(shí)間信息； P3 口連接圖 31 系統(tǒng)總體框架圖 10 一個(gè) 1 段共陰數(shù)碼管顯示功能選擇 ；另外在單片機(jī)上還連接了復(fù)位電路以應(yīng)對(duì)程序跑飛問(wèn)題。其中 V 11 為工作電源電壓， VF 為發(fā)光二極管的正 向 壓降， IF 為額定工作電流 。 AT89S51 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2層中斷嵌套中斷， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 AT89S51 單片機(jī)與其他品牌單片機(jī)相比有著性 價(jià)比高，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。 51 構(gòu)架已經(jīng)誕生很多年了，到目前依然有著強(qiáng)大的生命力和實(shí)用性，從 1976年 51 構(gòu)架成功面市， 多少年 過(guò)去了，從 90 年代初全新閃存結(jié)構(gòu)的AT89C51 要 90元一片，到現(xiàn)在 AT89S51 只要 5元多一片， 51 依然大量的使用著。 AT89S51 具有雙工 UART 串行通道 。 AT89S51 具有 全新的加密算法，這使得對(duì)于 89S51 的解密變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的