電子時鐘的設(shè)計單片機(jī)課程設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-24 06:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 制程序轉(zhuǎn)向。并行輸入輸出(I/O)口：AT89C51共有4組8位I/O口(P0、 PP2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。中斷系統(tǒng)AT89C51具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。 AT89C51的引腳介紹AT89C51單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu),即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的. AT89C51有40條引腳, 這40條引腳可分為I/O接口線、電源線、控制線、外接晶體線4部分。 AT89C51單片機(jī)為雙列直插式封裝結(jié)構(gòu), 如圖22所示。圖22 AT89C51引腳分配圖AT89C51單片機(jī)的電源線有以下兩種：（1）VCC：+5V電源線。 （2）GND：接地線。AT89C51單片機(jī)的外接晶體引腳有以下兩種: （1）XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端和內(nèi)部時鐘工作的輸入端。采用內(nèi)部振蕩器時，它接外部石英晶體和微調(diào)電容的一個引腳。（2）XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。采用外部振蕩器時，該引腳懸空。外接晶體引腳。AT89C51單片機(jī)的控制線有以下幾種：（1）RST：復(fù)位輸入端，高電平有效。（2）ALE/PROG：地址鎖存允許/編程線。（3）PSEN：外部程序存儲器的讀選通線。（4）EA/Vpp：片外ROM允許訪問端/編程電源端。 單片機(jī)型號的選擇 通過對多種單片機(jī)性能的分析，最終認(rèn)為89C51是最理想的電子時鐘開發(fā)芯片。89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，而且它與MCS51兼容，且具有4K字節(jié)可編程閃爍存儲器和1000寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間為10年等特點，是最好的選擇。LED數(shù)碼管分共陽極與共陰極兩種，其工作特點是，當(dāng)筆段電極接低電平，公共陽極接高電平時，相應(yīng)筆段可以發(fā)光。共陰極LED數(shù)碼管則與之相反，它是將發(fā)光二極管的陰極(負(fù)極)短接后作為反映出半導(dǎo)體材料的特性。常見管芯材料有磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、磷砷化鎵(GaAsP)、氮化鎵(GaN)等，其中氮化鎵可發(fā)藍(lán)光。發(fā)光顏色不僅與管芯材料有關(guān)，還與所摻雜質(zhì)有關(guān)，因此用同一種管芯材料可以制成發(fā)出紅、橙、黃、綠等不同顏色的數(shù)碼管。其他顏色LED數(shù)碼管的光譜曲線形狀與之相似，僅入，值不同、LED數(shù)碼管等效于多只具有發(fā)光性能的PN結(jié)。當(dāng)PN結(jié)導(dǎo)通時，依靠少數(shù)載流子的注人及隨后的復(fù)合而輻射發(fā)光，其伏安特性與普通二極管相似。在正向?qū)ㄖ?，正向電流近似于零，筆段不發(fā)光。當(dāng)電壓超過開啟電壓時，電流就急劇上升，筆段發(fā)光。因此，LED數(shù)碼管屬于電流控制型器件，其發(fā)光亮度L(單位是cd／m2)與正向電流IF有關(guān)，用公式表示：L=KIF即亮度與正向電流成正比。LED的正向電壓U，則與正向電流以及管芯材料有關(guān)。使用LED數(shù)碼管時，工作電流一般選10mA左右／段，既保證亮度適中，又不會損壞器件。 第3章 設(shè)計方案根據(jù)設(shè)計要求和設(shè)計思路，硬件電路有兩部分組成，即單片機(jī)按鍵電路，LED顯示器電路。圖31為硬件電路設(shè)計框圖。 圖31實驗板結(jié)構(gòu)框圖 時鐘電路實驗板的時鐘振蕩源電路如圖32所示。其中JT 的晶振，改變兩電容CB的值即可對此晶振頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。該電路提供單片機(jī)工作所需的振蕩頻率，計算定時器初值即需此晶振頻率，在通信時也需知道晶振頻率，以對波特率進(jìn)行計算。圖32時鐘電路 復(fù)位電路當(dāng)MCS5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機(jī)器周期以上的高電平時，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電后，保持RST一段高電平時間。圖33復(fù)位電路 鍵盤電路如圖34所示為陣列按鍵電路，在該模塊中，采用四個按鍵作為電子時鐘的控制輸入，通過按鍵來實現(xiàn)時鐘的時間設(shè)置、定時、秒表功能。電路中將四個按鍵的一端接公共地，而單片機(jī)的P2口默認(rèn)為高電平，一旦按鍵被按下，則該按鍵對應(yīng)的額管腳被拉低，通過軟件掃描按鍵即可知道用戶所要實現(xiàn)的功能，調(diào)用相應(yīng)的按鍵子程序來完成該操作。按鍵的去抖動由軟件來實現(xiàn)。圖34按鍵電路 顯示電路時間顯示部分的電路也很簡單，由二個兩位的共陽8段數(shù)碼管、四盞Led燈。在顯示過程中，單片機(jī)將要顯示的數(shù)字傳遞給4511芯片，同時通過位選選通要顯示的數(shù)碼管。4511芯片實現(xiàn)將BCD碼數(shù)字轉(zhuǎn)換為七段數(shù)碼管段選碼通過其輸出端輸出，同時提供
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