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基于單片機的同步電子時鐘設計(留存版)

2024-10-30 17:45上一頁面

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【正文】 能 CMOS 8 位單片機,片內(nèi)含 8k bytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器( RAM),器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn),兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng),河南科技大學畢業(yè)設計(論文) 3 片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元,功能強大的 AT89C52 單片機可 提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。 系統(tǒng)軟件描述 系統(tǒng)程序實現(xiàn)三部分功能:一、實現(xiàn)年、月、日、時、分、秒的顯示和設置;二、實現(xiàn)鬧鐘部分的顯示和設置;三、實現(xiàn)主機和從機之間的時間同步。 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 作為輸出口用時,每位能吸收電流的方式驅動 8 個 TTL 邏輯門電路,對 端口 P0 寫 “1”時,可作為高阻抗輸入端用。此時,被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流( IIL)。需注意的是:如果加密位 LB1 被編程,復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。當 DCEN 置位時,定時器 2 既可向上計數(shù)也可向下計數(shù),這取決于 T2EX 引腳的值,參見圖 5,當 DCEN=0 時,定時器2 自動設置為向上計數(shù),在這種方式下, T2CON 中的 EXEN2 控制位有兩種選擇,若 EXEN2=0,定時器 2 為向上計數(shù)至 0FFFFH 溢出,置位TF2 激活中斷,同時把 16 位計數(shù)寄存器 RCAP2H 和 RCAP2L 重裝載,RCAP2H 和 RCAP2L 的值可由軟件預置。 河南科技大學畢業(yè)設計(論文) 13 定時器 2 作為波特率發(fā)生器使用的電路如圖 7 所示。 中斷 河南科技大學畢業(yè)設計(論文) 14 AT89C52 共有 6 個中斷向量:兩個外中斷( INT0 和 INT1), 3 個定時器中斷(定時器 0、 2)和串行口中斷。采用外部時鐘的電路如圖10 右圖所示。 DS1302 簡介 DS1302 的結構及工作原理 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路,它可以對年、月、日、周日、 時、分、秒進行計時,具有閏河南科技大學畢業(yè)設計(論文) 16 年補償功能,工作電壓為 ~ 。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 ),后面有詳細說明。 河南科技大學畢業(yè)設計(論文) 18 167。 通過按鍵選定、加、減鍵可對系統(tǒng)時間進行修改;當按下鬧鐘鍵,系統(tǒng)可調用鬧鐘程序,并可通過選定、加、減鍵對鬧鐘時間進行修改;當按 下同步鍵,主機系統(tǒng)可讀取從機系統(tǒng)的時間,并通過 LCD 顯示出來。例如:本設計是在單片機系統(tǒng)基礎上建立起米的,所以必須先確定單片機基礎電路能否正常工作。5. 仿真軟件的簡介 本電子鐘的設計用的 pretues 仿真軟件設計電路并仿真。 ① 鬧鐘 顯示鍵,該鍵接外部中斷零( 1NT0 引腳 )。設計不足:有些時間功能未能準確實現(xiàn) ; 由于時間比較緊迫,未能開發(fā)出更多的功能以體現(xiàn)單片機電子時鐘的優(yōu)越性。 sfr P3 = 0xB0。 sfr SCON = 0x98。 sbit TF0 = TCON^5。 sbit PX1 = IP^2。 sbit RB8 = SCON^2。 Copyright (c) 19882020 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc. 。 。 runtime routines must be set to zero. 。 Stack Space for reentrant functions in the COMPACT model. PBPSTACK EQU 0 。 Stack Space for reentrant functions in the LARGE model. XBPSTACK EQU 0 。 the length of PDATA memory in bytes. 。 。 sbit CP_RL2 = T2CON^0。 sbit SM1 = SCON^6。 河南科技大學畢業(yè)設計(論文) 33 sbit EX0 = IE^0。 sbit OV = PSW^2。 sfr TH0 = 0x8C。 最后感謝生 我育我的父母 !感謝你們一直以來對我的無私關愛和默默奉獻。本次設計有較大的進 展,取得了較好的效果,對單片機軟硬件資源和接日擴展都有深入的學習。 電子鐘系統(tǒng) PROTUES 仿真結果 按下同步按鍵前: 按下同步按鍵后 : 河南科技大學畢業(yè)設計(論文) 25 此仿真結果的主要實現(xiàn) ( 1)將其電源鍵打開,按下電源開關即開始常工作, LCD 液晶顯示屏顯示 年、月、日、時、分、秒。 2)程序下載到硬件上之后,在檢查過程中發(fā)現(xiàn)年歷中的日期中出現(xiàn)了 00日,所以軟件編程時出錯,經(jīng)過改正之后重新下載調試正確。如果電路出錯,可以在計算機上方便的修改電路,程序出錯可以重新編輯程序,這種方法節(jié)時、省力,經(jīng)濟、方便。 河南科技大學畢業(yè)設計(論文) 21 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 167。 167。當 RST 為高電平時,所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化,允許對 DS1302 進行操作。 5. 每對 Flash 存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位,加上一個 ALE/PROG 編程脈沖。對外接電容 C C2 雖然沒有十分嚴格的要求,但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性,如果使用石英晶體,我們推薦電容使用 30pF177。當設置定時 /計數(shù)器 2 為時鐘發(fā)生器時, C/T2( T2CON .1) =0, T2OE ( T) =1,必須由 TR2( )啟動或停止定時器。波特率發(fā)生器的方式與自動重裝載方式相仿,在此方式下, TH2 翻轉使定時器 2 的 寄存器用 RCAP2H 和 RCAP2L 中的 16 位數(shù)值重新裝載,該數(shù)值由軟件設置。由于識別 1 至 0 的跳變需要 2 個機器周期( 24 個振蕩周期),因此,最高計數(shù)速率為振蕩頻率的 1/24。 PSEN 程序儲存允許( PSEN)輸出是外部程序存儲器的讀選通信號,當 AT89C52 由外部程序存儲器取指令(或數(shù)據(jù))時,每個機器周期兩次 PSEN 有效,即輸出兩個脈沖。 Flash 編程或校驗時, P2 亦接收高位地址和一些控制信號。 RST/Vpd( 9 腳)為復位輸入端口,外接電阻電容組成的復位電路。 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 每按一下同步按鍵可以使主機與從機時間達到同步,按下鬧鈴鍵,在達到定時時間時有蜂鳴 器 報警,按下選定鍵可以選定年月日時分秒的每一位,再按加、減鍵,而達到調時效果 。 167。 系統(tǒng)軟硬件調試 .................................................................... 22 167。 設計要求 .................................................................................. 2 167。他體積小,成本低,功能強,廣泛應用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動化上。 設計流程和預期結果 ............................................................. 6 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路設計與實現(xiàn) ....................................................... 7 167。可以說時間的準確已成為各行各業(yè)安全運行的基礎,如果時間出現(xiàn)誤差而不能及時校正,會造成一系列嚴重的后果和經(jīng)濟損失。 液晶顯示模塊: 方案一:數(shù) 碼管顯示,優(yōu)點價格便宜,但是不能顯示復雜的英文,顯示出來很大,布線不易,不美觀。如圖 22所示: 圖 22 功能整體流程框圖 河南科技大學畢業(yè)設計(論文) 6 167。 時鐘頻率 024MHz 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時,這組口線分時轉換地址(低 8 位)和數(shù)據(jù)總線復用,在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外,更重要的用途是它的第二功能 。如 EA 端為高電平(接Vcc 端), CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序 存儲器中的指令。 河南科技大學畢業(yè)設計(論文) 12 若 EXEN2=1,定時器 2 的 16 位重裝載由溢出或外部輸入端 T2EX 從 1 至 0 的下降沿 觸發(fā)。 T2CON 中的RCLK 或 TCLK=1 時,波特率工作方式才有效。所有這些中斷源如圖 9 所示。這種情況下,外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端,即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端, XTAL2 則懸空。采用三線接口與 CPU 進行同步通信,并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的 時鐘信號 或 RAM 數(shù)據(jù)。 SCLK為時鐘輸入端。 電源部分 J1PHONEJACKC6100UFD2LEDD11N4007R21KGND 圖 31 穩(wěn)壓電源 如圖 所示,從外部引入 的直流電,為 時鐘芯片、 單片機、復位電路 等 提供電源。 167。為了正確顯示時間,接下來還要確定顯示電路能否正常工作。 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與 實物仿真軟件。通過中斷服務子程序來達到顯示 鬧鐘時間 的目的。 本系統(tǒng)上可實現(xiàn)的功能 : 日歷時鐘 功能; ,當所定的時間到時,產(chǎn)生斷續(xù)的蜂鳴聲; 間同步。 sfr PSW = 0xD0。 sfr SBUF = 0x99。 sbit TR0 = TCON^4。 sbit PT0 = IP^1。 sbit TI = SCON^1。 。 With the following EQU statements the initialization of memory 。 。 set to 1 if pact reentrant is used. PBPSTACKTOP EQU 0FFFFH+1。 。 the absolute startaddress of PDATA memory PDATALEN EQU 0H 。 BL51 your object file list, controls 。 sbit C_T2 = T2CON^1。 /* SCON */ sbit SM0 = SCON^7。 sbit ET0 = IE^1。 sbit RS0 = PSW^3。 sfr TL1 = 0x8B。在課題的討論和論文的撰寫過程中,與楊傳猛等同學有益討論使我受益匪淺。由于時間和日期都是通過特定的芯片來獲得的,單片機只起到控制和轉換的作用,在精度方面不受單片機性能和程序的限制,故容易保障其精度和效率。 167。 系統(tǒng)調試中遇到的問題及解 決的方法: 1)由于源程序的多處錯誤,使得仿真無法通過,后經(jīng)過單步調試,把存在的錯誤一一排除,通過了軟件仿真。 還有一種方式,即 應用仿真軟件搭建電路的軟件平臺,再 導入程序進行仿真調試。每按一下同步按鍵可以使主機與從機時間達到同步,按下鬧鈴鍵,在達到定時時間時有蜂鳴報警,按下選定鍵可以選定年月日時分秒的每一位,再按加、減鍵,而達到調時效果。 DS1302 與 RAM 相關的寄存器分為兩類:一類是單個 RAM 單元,共 31 個,每個單元組態(tài)為一個 8位的字節(jié),其命令控制字為 C0H~ FDH,其中奇數(shù)為讀操作,偶數(shù)為寫操作;另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器,此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié),命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 RST 輸入有兩種功能:首先, RST 接通控制邏輯,允許地址 /命令序列送入移位寄存器;其次, RST 提供終止 單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 4. 在高電壓編程方式時,將 EA/Vpp 端加上 +12V 編程電壓。外接石英晶體(或陶瓷諧振器)及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。當時鐘振蕩頻率為 16MHz 時,輸出時鐘頻率范圍為 61Hz—4MHz。若 RCLK 和 TCLK 置位,則定時器 2 工作于波特率發(fā)生器方式。若在第一個機器周期中采到的值為 1,而在下一個機器周 期中采到的值為 0,則在緊跟著的下一個周期的 S3P1 期間寄存器加 1。此外,該引腳會被微弱拉高,單片機執(zhí)行外 部程序時,應設置 ALE 禁止位無
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