基于51單片機(jī)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)計(jì)報(bào)告-在線瀏覽
2025-01-13 04:01本頁面
【正文】 秒為一分鐘，六十分鐘為一小時(shí)，滿二十四小時(shí)為一天。 關(guān)鍵字：單片機(jī)； LED 數(shù)碼管；定時(shí)； 子時(shí)鐘；鍵盤控制 5 第 1 章 設(shè)計(jì)要求 準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間 。 校正時(shí)間功能 ,即能隨意設(shè)定走時(shí)時(shí)間。 設(shè)計(jì) 5V直流電源，系統(tǒng)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。 可采用交直流供電電源，且能自動(dòng)切換。 設(shè)計(jì)基本環(huán)境條件 環(huán)境條件：電腦、軟件（ keil）、硬件（ proteus）組合設(shè)計(jì)系統(tǒng) Keil：它 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Proteus： 它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺 。 總設(shè)計(jì)原理框圖如下圖所示： 設(shè)計(jì)方案的選擇 方案 1：采用現(xiàn)成實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 使用一些實(shí)時(shí)時(shí)鐘集成電路，如 DS128 DS1288 DS1302 等。因此，在工業(yè)實(shí)時(shí)測控系統(tǒng)中多采用這類專用芯片來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。 利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。缺點(diǎn)是程序設(shè)計(jì)相對微型控制器 時(shí)鐘電路 聲光報(bào)時(shí) 校時(shí)輸入 數(shù)據(jù)顯示 7 較為復(fù)雜，精確度不高，同時(shí)還可能會(huì)和延時(shí)沖突，導(dǎo)致顯示效果不佳。通常 LED 顯示有兩種方式：動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。但占有 I/O 口線多，每一個(gè) LED 都要占有一個(gè) I/O 口，硬件開銷大，電路復(fù)雜。當(dāng)然當(dāng) LED 數(shù)量較多的時(shí)候，可以使用單片機(jī)的串行口通過移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫比較麻煩。 本系統(tǒng)需要采用 6 位 LED 數(shù)碼管來分別顯示時(shí)、分、秒，因數(shù)碼管個(gè)數(shù)較多，故本系統(tǒng)選 擇動(dòng)態(tài)顯示方式。 89C51 是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)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(chǔ)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。 51單片機(jī)中其主要資源有： 8位 CPU、片內(nèi)帶震蕩器及時(shí)鐘電路、 128B 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、 4K片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ 8031 無）、 21B 特殊功能寄存器、 4個(gè) 8位的 IO 口、一個(gè)全雙工串行接口、兩個(gè) 16位定時(shí)器、中斷系統(tǒng)有 5 個(gè)中斷源、 111 條指令。 圖 31 9 單片機(jī)單片機(jī)的封裝及引腳 89C51 單片機(jī)是由深圳宏晶公司代理銷 售的一款 MCU，是由美國設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8kbytes 的可反復(fù)寫的 FlashROM和 128bytes 的 RAM， 2 個(gè) 16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器 [5]。這些部件通過內(nèi)部總線聯(lián)接起來，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。 89C51單片機(jī)管腳結(jié)構(gòu) 圖 VCC：電源。 P0口： P0 口為一個(gè) 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程 序數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 10 器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3口也可作為 89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： P3口的位 第二功能 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出） INT0（外部中斷 0 輸入） INT1（外部中斷 1 輸入 ） T0（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0的外部輸入） T1（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1的外部輸入） WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫允許） RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀允許） RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)（ 0000HFFFFH），不管是否有 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。對于本課設(shè)所使用的 89C51 來講，其最小系統(tǒng)為 89C51 單片機(jī)芯片、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，器仿真原理圖如圖所示。有兩種類型，一種是共陽型，一種是共陰型。共陰型就是把多個(gè) LED 顯示段的陰極接在一起，即為公共商。通常的數(shù)碼管又分為 8 段，即 8 個(gè) LED 顯示段，這是為工程應(yīng)用方便如設(shè)計(jì)的，分別為 A、B、 C、 D、 E、 F、 G、 DP，其中 DP 是小數(shù)點(diǎn)位段。即，所有的 A段都會(huì)連在一起，其它的段也是如此，這是實(shí)際最常用的用法。靜態(tài)顯示就是數(shù) 碼管的 8段輸入及其公共端電平一直有效。利用人眼的視覺暫留性，依次給出各個(gè)數(shù)碼管公共端加有效信號，在此同時(shí)給出該數(shù)碼管加有效的數(shù)據(jù)信號，當(dāng)全段掃描速度大于視覺暫留速度時(shí)，顯示就會(huì)清晰顯示出來。 8255A 模塊 8255A 是一種可編程的 I/O接口芯片，可以與
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