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基于at89c2051單片機(jī)的電子鐘設(shè)計(留存版)

2026-01-15 03:55上一頁面

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【正文】 8 位數(shù)據(jù)總線 D0D7,和 RS、 R/W、 EN三個控制端口,工作電壓為 5V,并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)和背光。 由單片語音錄放芯片來做比較方便簡單。按鍵閉合過程在相應(yīng)的 I/O 端口形成一個負(fù)脈沖。只要Vcc 的上升時間不超過 1ms,就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。而計數(shù) 20 次可以用軟件實現(xiàn)。 LCD_init()。 //設(shè)置完成后顯示修改后的小時部分 LCD_write_char(0,timereg[4]%10+0x30)。 Time0Count++。由于 DS1302 在芯片本身已經(jīng)集成了 6pF 的電容,所以,為了獲得穩(wěn)定可靠的時鐘,必須選用具有 6pF 負(fù)載電容的晶振。這就是說,系統(tǒng)的誤差跟每秒中斷次數(shù)和個人計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)時長的乘積(即中斷總次數(shù))成正比。 這 告訴我,自己的 c 語言功夫還不夠,具體地說差得好遠(yuǎn)。同時也顯示了對軟件支持的強(qiáng)烈要求。畢業(yè)設(shè)計是我們在學(xué)校的最后一個環(huán)節(jié),也是最后一次考驗我們在校學(xué)習(xí)的理論知道是否扎實,從中提高我們的設(shè)計、掌握技術(shù)知識的能力。 設(shè)計是一個漫長而充滿挑戰(zhàn)的過程,在發(fā)現(xiàn)錯誤與解決錯誤的過程中我發(fā)現(xiàn)自己的能力得到了很大的提高。多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)的硬件模塊組成。由于表 51 的數(shù)據(jù)本身是肉眼估出來的,本身就帶有很大的誤差,實際運(yùn)用可用精密儀器得到表 51 的數(shù)據(jù),則系統(tǒng)參數(shù)可以更進(jìn)一步接近實用值。它放寬了 DS1302 在使用中對晶振的條件要求,增強(qiáng)了 DS1302 在工作中的穩(wěn)定性,對 DS1302 更廣泛地應(yīng)用具有積極的意義。通過實驗我們發(fā)現(xiàn):當(dāng)外接晶振電路振蕩時, DS1302 計時正確;當(dāng)外接晶振電路停振時, DS1302 計時停止。程序中的中斷流程框圖如圖 44 所示。等修改成功后繼續(xù)顯示。 //對 DS1302 寫數(shù)據(jù) initTimer()。 系統(tǒng)軟件采用 C 語言編寫。 上電復(fù)位:上電復(fù)位電路是 — 種簡單的復(fù)位電路,只要在 RST 復(fù)位引腳接一個電容到 VCC,接一個電阻到地就可以了。通過變壓器變壓,使得 220V電壓變?yōu)?12 V,在通過橋式整流,電容的濾波 作用,穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓作用,可輸出 5V的穩(wěn)定電壓。本充電器就是采用 4 位數(shù)據(jù)傳送方式; BLA: LED 背光正極。其工作過程可概括為:首先系統(tǒng) RST 引腳驅(qū)動至高電平,然后在作用于 SCLK 時鐘脈沖的作用下,通過 I/O 引腳向 DS1302 輸入地址 /命令字節(jié),隨后再在 SCLK 時鐘脈沖的配合下,從 I/O 引腳寫入或讀 出 相應(yīng)的數(shù)據(jù)字節(jié)。 AT89S51單片機(jī)內(nèi)部有 4KB 可反復(fù)擦寫 1000 次以上的程序存儲器,因此要把 EA 接 +5V高電平,讓單片機(jī)運(yùn)行內(nèi)部的程序,這樣就可以通過反復(fù)燒寫來驗證程序了。 (4) 時鐘電路與時序 時鐘電路用于產(chǎn)生 MCS51 單片機(jī)工作時所必需的時鐘信號。也就是 說 不論教科書上采用的單片機(jī)是 8051 還是 89C51 還是 MCS51 等等 。 主要功能特性 為 : 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) ; 4k 可反復(fù)擦寫 (1000 次) ISP Flash ROM; 32 個雙向 I/O 口 ; ; 2 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器 ; 時鐘頻率 033MHz; 全雙工 UART 串行中斷口線 ; 128x8bit 內(nèi)部 RAM; 2 個外部中斷源 ; 低功耗空閑和省電模式 ; 中斷喚醒省電模式 ; 看門狗( WDT)電路 ; 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 ; 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 。 時間對人們來說總是那么寶貴,工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時間。這些兼容機(jī)與 8051 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(主要是指令系統(tǒng))相同,采用 CMOS工藝,因而,常用 80C51 系列來稱呼所有具有 8051 指令系統(tǒng)的單片機(jī),它們對 8051單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充,更有 特點(diǎn)。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計論文 III 主要參考文獻(xiàn) [1] 張專成 趙懷勛 .單片機(jī)測控系統(tǒng)中的監(jiān)視定時器 [M].武警技術(shù)學(xué)院 .Mar1997:286354. [2] 張景元 .基于單片機(jī)的多用途定時器的設(shè)計與實現(xiàn) [J].電子工程師 2020 年第 8 期 . [3] 李洪濤 .一種單片機(jī)控制的定時打鈴器 [J].電子世界 .1990 年第 2 期 . [4] 何業(yè)軍 李超 .基于單片機(jī)控制的高精度定時打鈴器的設(shè)計 [J].電子技術(shù) .2020 年第 7 期 . [5] 關(guān)宗安 仲叢久 .基于單片機(jī)實現(xiàn)的多路定時控制器的設(shè)計 [J].沈陽航空 工業(yè)學(xué)院學(xué)報 .2020 年 6 月 .第21 卷第 3 期 . [6] 范立南 .單片微機(jī)接口與控制技術(shù) [M].沈陽:遼寧大學(xué)出版社 .1996:78206. [7] 張友德 .單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實踐 [M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社 .1992:347468. [8]李華 .MCS51 系列單片機(jī)實用接口技術(shù) [M],北京:北京航空航天大學(xué)出版社 .1993:138248. [9]何希慶 ,高偉 .MCS51 單片機(jī)原理、實驗、實例 [M].山東 :山東大學(xué)出版社 .1989:242298. [10]張毅剛 ,彭喜源,潭曉昀 .MCS51單 片機(jī)應(yīng)用設(shè)計 [M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .1997:442648. 進(jìn)度安排 序號 設(shè)計(論文) 各 階段任務(wù) 起 至 日 期 1 單片機(jī)的選擇 2020 年 3 月 1 日至 3 月 2 日 2 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計 2020 年 3 月 3 日至 3 月 4 日 3 數(shù)字鐘的外圍電路設(shè)計 2020 年 3 月 5 日至 3 月 6 日 4 LCD 顯示電路 2020 年 3 月 7 日至 3 月 8 日 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計內(nèi)容 2020 年 3 月 9 日至 3 月 10 日 6 主程序編寫 2020 年 3月 11 日至 3月 12日 7 硬件的調(diào)試 2020 年 3 月 13 日至 3 月 14 日 8 結(jié)論 2020年 3月 15 日至 3月 16日 9 論文撰寫 2020年 3月 17 日至 3月 18日 10 裝訂及答辯準(zhǔn)備 2020年 3月 19 日至 3月 20日 11 答辯 2020年 3月 23 日至 3月 26日 合計 26 天 注: 此表一設(shè)三份,系部、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一 份。 設(shè)計(論文 )的主要內(nèi)容 通過多功能數(shù)字鐘的設(shè)計思路,詳細(xì)敘述了系統(tǒng)硬件、軟件的具體實現(xiàn)過程。并且通過對比實際的時鐘,查找出了誤差的來源,確定了調(diào)整誤差的方法,盡可能的減少誤差,使得系統(tǒng)可以達(dá)到實際數(shù)字鐘的允許誤差范圍內(nèi)。 課題意義 在日常生活和工作中,我們常常用到定時控制,如擴(kuò)印過程中的曝光定時等。 本章小結(jié) 本章主要介紹了單片機(jī)的歷史發(fā)展過程,單片機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展給人們帶來了來那些影響。51 構(gòu)架已經(jīng)誕生很多年了,到目前依然有著 強(qiáng)大的生命力和實用性,從 1976 年 51構(gòu)架成功面市, 多少年 過去了,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。 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) AT89S51 單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)主要包括了以下主要部件: (1) 控制器 控制器是單片機(jī)的指揮控制部件,控制器的主要任務(wù)是識別指令,并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件,從而保證單片機(jī)各部分能自動而協(xié)調(diào)地工作。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計論文 7 第 3 章 數(shù)字鐘的硬件設(shè) 計 最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機(jī)要正常運(yùn)行,必須具備一定的硬件條件,其中最主要的就是三個基本條件:( 1)電源正常;( 2)時鐘正常; ( 3)復(fù)位正常。本文用的是內(nèi)部時鐘方式。 該模塊也可以只用 D4D7 作為四位數(shù)據(jù)分兩次傳送。 ISD2500 芯片,可以錄放時間 60 秒。閉合和釋放過程都要經(jīng)過一定的過程才能達(dá)到穩(wěn)定,這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài),稱為抖動。 本章小結(jié) 本章介紹了多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)的硬件模塊組成。秒計時是采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)的累積,計滿 20 次,即得到秒計時。 LCD_write_string(0,0,Welle to xnkd)。 } 在時間修改功能中要用到 1 個數(shù)字加減的問題,把它做成 1 個子程序,流程如圖43 所示。 } /************************************************************/ *Function: 定時器 1 中斷服 務(wù)子程序 *parameter: *Return: *Modify: LCD 顯示子程序 LCD 顯示子程序 可對 DS1302 的時間進(jìn)行設(shè)置和讀取 DS1302 內(nèi)部的時間 、 連續(xù)的讀寫操作、 RAM 的應(yīng)用 、 充電部分的應(yīng)用 、 寫保護(hù)、抗干擾等可以實現(xiàn)上述功能 。然而,許多人在選用晶振時僅僅注意了晶振的額定頻率值,而忽視了晶振的負(fù)載電容大小,甚至連許多經(jīng) 銷商也不能提供所售晶振的負(fù)載電容。也就是說,每次中斷計時的時間誤差是一個常數(shù)。提醒自己要努力。本章介紹了本設(shè)計的軟件設(shè)計,所有的功能在流程圖里清晰的表現(xiàn)了出來。為我們踏上社會奠定扎實的基礎(chǔ)。 在設(shè)計電路的連接圖中出錯的主要原因都是接線和芯片的接觸不良以及接線的錯誤所引起的 。 AT89S51 單片機(jī)最小系統(tǒng)的架構(gòu)與實驗。末兩行是根據(jù)前面參數(shù)規(guī)律稍做改動得到的 , 與公式( 52)有一定出入 , 但與個人計算機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時間已經(jīng)相當(dāng)接近。 以上方法經(jīng)多次使用,證明確實有效。從圖中可以看出, DS1302 的外部電路十分簡單,惟一外接的元件是 32768Hz 的晶振。中斷地址如表 41 所示。修改的部分以修改的為準(zhǔn),沒有修改的通過中斷保護(hù)起來。 //ds1302_write_time()。按下數(shù)字“ +” 鍵和數(shù)字“ ”鍵可在當(dāng)前校對的數(shù)字上相應(yīng)加上 1 或者減去 1。復(fù)位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連,斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲,在每個機(jī)器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次,然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。 電源電路 電源電路包括變壓器、橋式整流器、電容和穩(wěn)壓器。如果 MCU的 I/O 口資源緊張的話,該模塊也可以只使用 4 位數(shù)據(jù)線 D4- D7 接口傳送數(shù)據(jù)。 DS1302 與單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送依靠 RST,I/O, SCLK 三根端線即可完成。 表 31 復(fù)位寄存器狀態(tài)表 寄存器 狀態(tài) 寄 存器 狀態(tài) PC 000H TC0N 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0—P3 FFH SCON 00H IP XXX00000H SBUF 不確定 IE OXX00000H PCON 0XXX0000H TMOD 00H (4) 控制引腳 EA 接法 EA/VPP(31 腳 )為內(nèi)外程序存儲器選擇控制引腳,當(dāng) EA 為低電位時單片機(jī)從外部程序存儲器取指令;當(dāng) EA 接高電平時單片機(jī)從內(nèi) 部程序存儲器取指令。由于它們在結(jié)構(gòu)上有一些差異,故各口的性質(zhì)和功能有一些差異。比如 805 89C51等產(chǎn)品。空閑模式下, CPU暫停工作,而 RAM 定時計數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。另外數(shù)字鐘還具備秒表和鬧鐘的功能,且鬧鐘鈴聲可自選,使一款電子鐘具備了多媒體的色彩。這些廠家生產(chǎn)的芯片是 MCS51 系列的兼容產(chǎn)品,準(zhǔn)確地說是與 MCS51 指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。 ( 6)給出全部電路及源程序。論文重點(diǎn)需闡述了數(shù)字鐘硬件中 MCU 模塊、語音模塊、時鐘模塊和相關(guān)控制模塊等的模塊化設(shè)計與制作;軟件同樣采用模塊化的設(shè)計,包括中斷模塊、鬧鐘模塊、語音模塊、時間調(diào)整模塊設(shè)計,并采用簡單流通性強(qiáng)的 C 語言編寫實現(xiàn)。 關(guān)鍵詞 : AT89S51 單片機(jī);數(shù)字鐘 ;語音播報 ;子程序;定時器中斷;數(shù)碼管;設(shè)計;時制。早期常用的一些時間控制單元都使用模擬電路設(shè)計制作的,其定時準(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)性能價格比的不斷提高,新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛,大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng),南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動控制系畢業(yè)設(shè)計論文 2 完成復(fù)雜的控制功能。以及數(shù)字鐘在日常生活中的具體應(yīng)用給日常生活帶來的方便。使用 51 單片機(jī)能夠有效的控制智能產(chǎn)品整機(jī)的成本, 51 系列還是有著無法替代的重要地位。單片機(jī)執(zhí)行指令是在控制器的控制下進(jìn)行的。 AT89S51 的引腳如圖 31 所示 。 電路設(shè)計如圖 32 所示。這樣的話可以節(jié)省 MCU的I/O 口資源??梢詽M足本設(shè)計的要求,性能良好所以選用。抖動持續(xù)時間的常長短與開關(guān)的機(jī)械特性有 關(guān),一般在 510ms 之間。
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