單片機(jī)課程論文設(shè)計-電子鐘設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　專 業(yè)： 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　題 目： 電子鐘 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師

2、： </p><p>　　2012年 6 月 6 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言……………………………………………………………………………………3</p><p>　　課程設(shè)計任務(wù)書………………………………………………………………………4<

3、/p><p>　　第一章 關(guān)于電子鐘…………………………………………………………………5</p><p>　　第二章 方案論證……………………………………………………………………6</p><p>　　2.1數(shù)字時鐘方案…………………………………………………………6</p><p>　　2.2 數(shù)碼管顯示方案……………………………………………

4、………6</p><p>　　第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………………7</p><p>　　3.1總體設(shè)計…………………………………………………………………7</p><p>　　3.2模塊設(shè)計…………………………………………………………………7</p><p>　　第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計…………………………

5、…………………………………18</p><p>　　第五章 系統(tǒng)仿真與測試…………………………………………………………19</p><p>　　5.1.系統(tǒng)仿真………………………………………………………………19</p><p>　　5.2 測試結(jié)果………………………………………………………………19</p><p>　　第六章 實驗心得

6、…………………………………………………………………21</p><p>　　第七章 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………22</p><p>　　附錄…………………………………………………………………………………23</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　我們生

7、活在一個信息時代，各種電子產(chǎn)品層出不窮，作為一個計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，了解這些電子產(chǎn)品的基本組成和設(shè)計基本原理是十分必要的，我們學(xué)習(xí)的是理論知識，而課程設(shè)計正是對我們學(xué)習(xí)的理論知識的實踐與鞏固。</p><p>　　單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。由于具有上述

8、優(yōu)點，在我國，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各個方面，本設(shè)計是基于單片機(jī)的定時鬧鐘設(shè)計。單片機(jī)是在一塊半導(dǎo)體芯片上集成了CPU、存儲器以及輸入和輸出接口電路的微型計算機(jī)；其集成度高、功能強(qiáng)、通用性好，特別是它具有體積小、重量輕、能耗低、價格便宜、抗擾、能力強(qiáng)和使用方便等特點。它不僅僅是一項技術(shù)性上的突破，同時也是對能源方面的有效節(jié)約與有效利用，因此深受國家有關(guān)技術(shù)部門和能

9、源部門的重視和支持。其組合而成的配件產(chǎn)品在日常生活的使用過程中非常方便、簡單且實用，深受著廣大消費者的喜愛，從而使單片機(jī)技術(shù)在社會中得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。目前，已成為測量控制應(yīng)用系統(tǒng)中的優(yōu)選機(jī)種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部件。特別是20世紀(jì)70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快，推廣率高，市場利潤率高。而51單片機(jī)是各</p><p>　　時鐘電路在計算機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作

10、用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時信號，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時時鐘，即定時時間，它通常有兩種實現(xiàn)方法：一是用軟件實現(xiàn)，即用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時/計數(shù)器來實現(xiàn)，但誤差很大，主要用在對時間精度要求不高的場合；二是用專門的時鐘芯片實現(xiàn)，在對時間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法，典型的時鐘芯片有

11、：DS1302，DS12887，X1203等都可以滿足高精度的要求。</p><p>　　本文主要介紹用單片機(jī)內(nèi)部的定時/計數(shù)器來實現(xiàn)電子時鐘的方法，本設(shè)計由單片機(jī)AT89S51芯片和LED數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了一個單片機(jī)電子時鐘。</p><p>　　安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院</p><p><b>　　本科課程設(shè)計任務(wù)書</b>&

12、lt;/p><p>　　2009 屆 機(jī)電學(xué)院 </p><p>　　計算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 專業(yè)</p><p>　?、?課程設(shè)計題目：</p><p><b>　　電子鐘</b></p><p><b>　?、?原始資料</b></p><p&g

13、t;<b>　　1、設(shè)計的主要內(nèi)容</b></p><p>　　設(shè)計一個電子鐘，利用四個數(shù)碼管，在其上顯示分、秒；用4個小鍵盤分別進(jìn)行分+1、分-1、秒+1、秒-1改變時間值。</p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　?、拧⒃O(shè)計實驗電路（要求利用實驗儀的硬件資源）</p><p

14、><b>　　⑵、分析實驗原理</b></p><p><b>　　⑶、列出實驗接線表</b></p><p>　　⑷、采用匯編語言編寫實驗程序</p><p>　　⑸、通過實驗驗證功能的實現(xiàn)</p><p>　　⑹、編寫課程設(shè)計說明書</p><p><b>

15、;　　2、設(shè)計參考</b></p><p>　　本程序設(shè)計中有幾個要點：</p><p>　　A、設(shè)計一個1s時鐘，作為時間的基準(zhǔn)。可通過定時器來實現(xiàn)，由于定時限制，我們可以設(shè)定定時時鐘為50ms中斷一次，然后用一個計數(shù)器計數(shù)20次，即50ms*20=1000ms=1s。</p><p>　　B、分與時都可采用軟件計數(shù)器來實現(xiàn)。60秒為1分，60分為1小

16、時。</p><p>　　C、由于實際應(yīng)用中要求顯示為十進(jìn)制數(shù)，而在程序中處理的數(shù)據(jù)都為十六進(jìn)制，因此在程序中要對顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整。</p><p><b>　　指導(dǎo)教師（簽字）</b></p><p>　　完成日期 年 月 日</p><p>　　接受任務(wù)書學(xué)生（簽字）</p>

17、;<p>　　關(guān)于電子時鐘 </p><p>　　1957年,Ventura發(fā)明了世界上第一個電子表，從而奠定了電子時鐘的基礎(chǔ)，電子時鐘開始迅速發(fā)展起來。現(xiàn)代的電子時鐘是基于單片機(jī)的一種計時工具，采用延時程序產(chǎn)生一定的時間中斷，用于一秒的定義，通過計數(shù)方式進(jìn)行滿六十秒分鐘進(jìn)一，滿六十分小時進(jìn)一，滿二十四小時小時清零。從而達(dá)

18、到計時的功能，是人民日常生活補(bǔ)課缺少的工具。 </p><p>　　現(xiàn)在高精度的計時工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、石英鐘、石英表都采用了石英技術(shù)，因此走時精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)試，數(shù)字式電子鐘用集成電路計時時，譯碼代替機(jī)械式傳動，用LED顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時、分、秒顯示時間

19、的功能，還可以進(jìn)行時和分的校對，片選的靈活性好。 </p><p>　　該電子時鐘由AT89S51，，六段數(shù)碼管等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動電路，由延時程序和循環(huán)程序產(chǎn)生的一秒定時，達(dá)到時分秒的計時，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時，滿二十四小時為一天。而電路中唯一的一個控制鍵卻擁有多種不同的功能，按下又松開，可以實現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能，達(dá)到省電的目的；直接按下不松開，則可以通過

20、按鍵實現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而連續(xù)兩次按下按鍵不放松，則可實現(xiàn)小時的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時加一。</p><p><b>　　方案論證</b></p><p><b>　　2.1數(shù)字時鐘方案</b></p><p>　　本方案完全用軟件實現(xiàn)數(shù)字時鐘。原理為：在單片機(jī)內(nèi)部存儲器設(shè)三個字節(jié)分別存放時鐘的時、分、秒信息

21、。利用定時器與軟件結(jié)合實現(xiàn)1秒定時中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器內(nèi)相應(yīng)的秒值加1；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時字節(jié)值加1；若時值達(dá)到24，則將十字節(jié)清零。該方案具有硬件電路簡單的特點。但由于每次執(zhí)行程序時，定時器都要重新賦初值，所以該時鐘精度不高。而且，由于是軟件實現(xiàn)，當(dāng)單片機(jī)不上電，程序不執(zhí)行時，時鐘將不工作。</p><p>　　2.2 數(shù)碼管顯示方

22、案</p><p>　　動態(tài)顯示。所謂動態(tài)顯示就是一位一位的輪流點亮各個位，對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也于點亮?xí)r間與間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(tài)顯示節(jié)省了I/O口，降低了能耗。</p><p><b>　　硬件系統(tǒng)設(shè)計<

23、;/b></p><p><b>　　3.1總體設(shè)計</b></p><p><b>　　計時方案</b></p><p>　　利用AT89S51單片機(jī)內(nèi)部的定時/計數(shù)器進(jìn)行中斷時，配合軟件延時實現(xiàn)時、分、秒的計時。該方案節(jié)省硬件成本，且能使讀者在定時/計數(shù)器的使用、中斷及程序設(shè)計方面得到鍛煉與提高，對單片機(jī)的指令系

24、統(tǒng)能有更深入的了解，從而對學(xué)好單片機(jī)技術(shù)這門課程起到一定的作用。</p><p><b>　　控制方案</b></p><p>　　AT89S51的P0口和P2口外接由八個LED數(shù)碼管(LED8～LED1)構(gòu)成的顯示器，用P0口作LED的段碼輸出口，P2口作八個LED數(shù)碼管的位控輸出線，P1口外接四個按鍵A、B、C構(gòu)成鍵盤電路。</p><p>

25、;　　AT89S51 是一種低功耗，高性能的CMOS 8位微型計算機(jī)。它帶有8K Flash 可編程和擦除的只讀存儲器（EPROM），該器件采用ATMEL的高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的80C51和80C52的指令系統(tǒng)及引腳兼容，片內(nèi)Flash 集成在一個芯片上，可用與解決復(fù)雜的問題，且成本較低。簡易電子鐘的功能不復(fù)雜，采用其現(xiàn)有的I/O便可完成，所以本設(shè)計中采用此的設(shè)計方案。</p><p>　　

26、3.13具體設(shè)計分析</p><p>　　利用單片機(jī)（AT89S51）制作簡易電子時鐘，由六個LED數(shù)碼管分別顯示小時十位、小時個位、分鐘十位、分鐘個位、秒鐘十位、秒鐘個位。結(jié)合本設(shè)計實驗來說，要求顯示的時間為時，分，秒，并且都用兩位數(shù)碼管來實現(xiàn)顯示。因此，具體設(shè)計程序時，應(yīng)盡可能多用一些子程序與數(shù)據(jù)暫寄存器單元。本程序設(shè)計中，在主程序之外，可以設(shè)置時間值處理子程序，時間值顯示前的處理子程序，按鍵情況掃描子程序，

27、1S定時中斷子程序以及5ms延時消除按鍵抖動子程序等多個小型的子程序。另外，可以設(shè)置一些數(shù)據(jù)單元作為數(shù)據(jù)寄存器。用28H，2AH,2BH和2CH地址單元分別作為顯示位數(shù)的掃描指針值寄存器，時寄存器，</p><p>　　分寄存器和秒寄存器，再用20H地址單元作為顯示寄存器</p><p><b>　　系統(tǒng)框圖</b></p><p><b

28、>　　3.2模塊設(shè)計</b></p><p><b>　　硬件資源</b></p><p>　　AT89S51芯片說明</p><p>　　AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件

29、采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51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存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。</p><p>　　AT89S51具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向

30、輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 </p><p>　　此外，AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e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。同時該芯片還具

31、有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。</p><p>　　選用的AT89S51與同系列的AT89C51在功能上有明顯的提高，最突出是的可以實現(xiàn)在線的編程。用于實現(xiàn)系統(tǒng)的總的控制。其主要功能列舉如下：</p><p>　　AT89S51引腳圖</p><p>　　1、為一般控制應(yīng)用的 8 位單片機(jī)</p><p>

32、;　　2、晶片內(nèi)部具有時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 33MHz）</p><p>　　3、內(nèi)部程式存儲器（ROM）為 4KB</p><p>　　4、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）為 128B</p><p>　　5、外部程序存儲器可擴(kuò)充至 64KB</p><p>　　6、外部數(shù)據(jù)存儲器可擴(kuò)充至 64KB</p><p&g

33、t;　　7、32 條雙向輸入輸出線，且每條均可以單 獨做 I/O 的控制</p><p>　　8、5 個中斷向量源</p><p>　　9、2 組獨立的 16 位定時器</p><p>　　10、1 個全雙工串行通信端口</p><p>　　11、8751 及 8752 單芯片具有數(shù)據(jù)保密的功能</p><

34、p>　　12、單芯片提供位邏輯運(yùn)算指令</p><p>　　AT89S51各引腳功能介紹：</p><p><b>　　VCC：</b></p><p>　　ATAT89S51 電源正端輸入，接+5V。</p><p><b>　　VSS：</b></p><p>&l

35、t;b>　　電源地端。</b></p><p><b>　　XTAL1：</b></p><p>　　單芯片系統(tǒng)時鐘的反向放大器輸入端。</p><p><b>　　XTAL2：</b></p><p>　　系統(tǒng)時鐘的反向放大器輸出端，一般在設(shè)計上只要在 XTAL1 和 XTAL2

36、 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了，此外可以在兩個引腳與地之間加入一個 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。</p><p><b>　　RESET：</b></p><p>　　AT89S51的重置引腳，高電平動作，當(dāng)要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機(jī)器周期以上的時間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)

37、部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。</p><p><b>　　EA/Vpp：</b></p><p>　　"EA"為英文"External Access"的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會取用外部的程序代碼（存于外部EPROM

38、中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因為其內(nèi)部無程序存儲器空間。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。</p><p><b>　　ALE/PROG：</b></p><p>　　ALE是英文"Address L

39、atch Enable"的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。ATAT89S51可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因為ATAT89S51是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時在程序執(zhí)行時ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動其他周邊晶片的時基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。</p>&

40、lt;p><b>　　PSEN：</b></p><p>　　此為"Program Store Enable"的縮寫，其意為程序儲存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時（EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。ATAT89S51可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲

41、器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。</p><p>　　PORT0（P0.0～P0.7）：</p><p>　　端口0是一個8位寬的開路電極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)作I/O用時可以推動8個LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低

42、電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器），P0就以多工方式提供地址總線（A0～A7）及數(shù)據(jù)總線（D0～D7）。設(shè)計者必須外加一個鎖存器將端口0送出的地址鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一組完整的16位地址總線，而定位地址到64K的外部存儲器空間。</p><p>　　PORT2（P2.0～P2.7）：</p><p>　　端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每

43、一個引腳可以推動4個LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)作一般I/O端口使用外，若是在ATAT89S51擴(kuò)充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個時候P2便不能當(dāng)作I/O來使用了。</p><p>　　PORT1（P1.0～P1.7）：</p><p>　　端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出

44、緩沖器可以推動4個LS TTL負(fù)載，同樣地，若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)作定時器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)引腳。</p><p>　　PORT3（P3.0～P3.7）：</p><p>　　端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負(fù)載，同時

45、還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋?lt;/p><p><b>　　其引腳分配如下：</b></p><p>　　P3.0：RXD，串行通信輸入。</p><p>　　P3.1：TXD，串行通信輸出。</p><p>　　P3.2：INT0，外部

46、中斷0輸入。</p><p>　　P3.3：INT1，外部中斷1輸入。</p><p>　　P3.4：T0，計時計數(shù)器0輸入。</p><p>　　P3.5：T1，計時計數(shù)器1輸入。</p><p>　　P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。</p><p>　　P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。</

47、p><p><b>　　74LS47芯片</b></p><p><b>　　74LS47芯片</b></p><p>　　74LS47是BCD-7段數(shù)碼管譯碼器/驅(qū)動器， 74LS47的功能用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過它解碼， 可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字， 從而簡化了程序。</p><

48、;p>　　74LS47譯碼器原理：譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過來。實現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用，</p><p>　　下表列出了74LS47的真值表，表示出了它與數(shù)碼管之間的關(guān)系。</p><p>　　輸 入 輸 出 顯示數(shù)字符號 </p&g

49、t;<p>　　LT RBI A3 A2 A1 A0 BI RBO a b c d e f g1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1

50、 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 1 0 0

51、1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 1 0 </p><p><b>　　74LS138芯片</b></p><p><b>　　74LS138</b></p><p>　　74HC138:74LS138 為3 線－8

52、 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其74LS138工作原理如下當(dāng)一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。</p><p>　　74LS138的作用:利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可級聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴(kuò)展成 3

53、2 線譯碼器。 若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器</p><p>　　無論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS138的八個輸出引腳，任何時刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平0，其余7個輸 出引腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個輸出引腳同時為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。</p><p>　　71LS138有三個附加的控制端、和。

54、當(dāng)、時，輸出為高電平（S＝1），譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表3.3.5所示。這三個控制端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來以擴(kuò)展譯碼器的功能。 </p><p>　　用與非門組成的3線-8線譯碼器74LS138</p><p>　　帶控制輸入端的譯碼器又是一個完整的數(shù)據(jù)分配器。在下圖電路中如果把作為“數(shù)據(jù)”輸入端（同時），而將

55、作為“地址”輸入端，那么從送來的數(shù)據(jù)只能通過所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當(dāng)＝101時，門的輸入端除了接至輸出端的一個以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會被送到其他任何一個輸出端上。</p><p>　　3線-8線譯碼器74LS138的功能表</p><p><b>　　晶振電路</b></p><

56、;p>　　下圖所示為時鐘電路原理圖，在AT89S51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。而在芯片內(nèi)部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后，才成為單片機(jī)的時鐘脈沖信號。</p><p><b>　　晶振電路</b></p><

57、p><b>　　復(fù)位電路</b></p><p>　　單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使RST/VPD 或RST引（9）加上持續(xù)兩個機(jī)器周期（即24個振蕩周期）的高電平。例如，若時鐘頻率為12 MHz，每機(jī)器周期為1μs，則只需2μs以上時間的高電平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。單片機(jī)常見的復(fù)位如圖所示。電路為上電復(fù)位電路，它是利用電容充電來實現(xiàn)的。在接電瞬間，RESET

58、端的電位與VCC相同，隨著充電電流的減少，RESET的電位逐漸下降。只要保證RESET為高電平的時間大于兩個機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。該電路除具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只需按圖中的RESET鍵，此時電源VCC經(jīng)電阻R1、R2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個復(fù)位高電平。</p><p><b>　　單片機(jī)復(fù)位電路</b></p><p><b>　　數(shù)碼顯示模塊

59、設(shè)計</b></p><p><b>　　數(shù)碼顯像管</b></p><p>　　數(shù)碼管是一種把多個LED顯示段集成在一起的顯示設(shè)備。有兩種類型，一種是共陽型，一種是共陰型。共陽型就是把多個LED顯示段的陽極接在一起，又稱為公共端。共陰型就是把多個LED顯示段的陰極接在一起，即為公共商。陽極即為二極管的正極，又稱為正極，陰極即為二極管的負(fù)極，又稱為負(fù)極。通

60、常的數(shù)碼管又分為8段，即8個LED顯示段，這是為工程應(yīng)用方便如設(shè)計的，分別為A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP 是小數(shù)點位段。而多位數(shù)碼管，除某一位的公共端會連接在一起，不同位的數(shù)碼管的相同端也會連接在一起。即，所有的A段都會連在一起，其它的段也是如此，這是實際最常用的用法。數(shù)碼管顯示方法可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。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。動態(tài)顯示的原理是，各個數(shù)碼管的相同段連接在一起，共同占用8

61、位段引管線；每位數(shù)碼管的陽極連在一起組成公共端。利用人眼的視覺暫留性，依次給出各個數(shù)碼管公共端加有效信號，在此同時給出該數(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，顯示就會清晰顯示出來。</p><p><b>　　共陰數(shù)碼管</b></p><p>　　系統(tǒng)采用動態(tài)顯示方式，用P0口來控制LED數(shù)碼管的段控線，而用P2口來控制其位控線。動態(tài)顯示通常都是

62、采用動態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，即循環(huán)點亮每一個數(shù)碼管，這樣雖然在任何時刻都只有一位數(shù)碼管被點亮，但由于人眼存在視覺殘留效應(yīng)，只要每位數(shù)碼管間隔時間足夠短，就可以給人以同時顯示的感覺。</p><p><b>　　數(shù)碼管的引腳圖</b></p><p><b>　　按鍵模塊</b></p><p>　　時間計數(shù)電路由秒個位和秒

63、十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器、時個位和時十位計數(shù)器及星期計數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器為60進(jìn)制計數(shù)器，時個位和時十位計數(shù)器為24進(jìn)制計數(shù)器。</p><p>　　按鍵模塊電路原理圖。</p><p>　　第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　基本的程序流程應(yīng)該是：在主程序中檢測各個時間按鈕是否有動作若有，就儲存并修改相關(guān)的

64、的時間寄存器的值，若沒有，就繼續(xù)檢測。在計時子程序中將各時間寄存器的值逐個加1，每加一次就要檢查是否已超過顯示的上限值，這樣在后面就便于處理，在掃描顯示子程序中，將掃描位數(shù)指針與20H相加，從而得到相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)；然后按照顯示的位數(shù)加顯示數(shù)就的格式，將數(shù)據(jù)從P1口輸出到數(shù)碼管上去顯示，當(dāng)然還有定時中斷子程序，在這里，它實現(xiàn)計時1S的時間延時。</p><p>　　第五章 系統(tǒng)仿真與實驗測試</p>

65、<p><b>　　5.1系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　運(yùn)用proteus軟件進(jìn)行仿真現(xiàn)在proteus軟件中建立一個新的文件，再根據(jù)自己的要求選擇所需的器件，把器件進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐盼缓筮M(jìn)行連接，連接后運(yùn)行軟件進(jìn)行仿真。</p><p><b>　　5.2實驗測試</b></p><p>　　電子時鐘主要的

66、設(shè)計要求是能夠?qū)崿F(xiàn)時鐘的一般功能，以及包括時間的調(diào)整功能，這個基于單片機(jī)的電子時鐘基本上實現(xiàn)了上述功能，能夠通過時間調(diào)整電路對時間進(jìn)行調(diào)整以及復(fù)位。下述為仿真圖：</p><p>　　12:00:00時刻的仿真效果圖</p><p><b>　　實驗心得</b></p><p>　　單片機(jī)作為我們主要的專業(yè)課程之一，我覺得單片機(jī)課程設(shè)計很有必要

67、，而且很有意義。但當(dāng)拿到題目時，確實不知道怎么著手，有些迷茫，上網(wǎng)查資料，問老師，在老師的幫助下，歷時兩個星期，解決一個又一個的困難，終于完成任務(wù)。</p><p>　　在這次課程設(shè)計中，運(yùn)用到了很多以前的專業(yè)知識，雖然過去從未獨立應(yīng)用過它們，但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計的一大收獲。另外，要做好一個課程設(shè)計，就必須做到：在設(shè)計程序之前，對所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知

68、道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個清晰的思路和一個完整的軟件流程圖；在設(shè)計程序時，不能妄想一次就將整個程序設(shè)計好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計課程過程中遇到問題是很正常的，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。課程設(shè)計結(jié)束了，但是從中學(xué)到的知識會讓我受益終身。

69、發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都會受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。設(shè)計過程，好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，但畢竟這是第一次做，難免會遇到各種各樣的問題。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，不能靈活運(yùn)用。通過這次設(shè)計，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性</p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我感覺收獲了很多：我逐步加深了對單片機(jī)系列知識及其系統(tǒng)的認(rèn)識。

70、這個設(shè)計題目并不怎么新穎，但從中體現(xiàn)到了個系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的過程，足以讓我們受益匪淺。讓我更進(jìn)一步的提高了動手能力，也重新復(fù)習(xí)了一次單片機(jī)的程序編程能力，在這期間，讓我更加深刻了體會到了匯編程序的思路，加強(qiáng)了對編程能力的理解和對相應(yīng)資料的查閱我學(xué)會對困難無所畏懼，以及對問題的一些很重要的思考方法。</p><p><b>　　第七章 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　

71、　1.安徽工程大學(xué)微型計算機(jī)及接口技術(shù)實驗指導(dǎo)書</p><p>　　2.賈金鈴 《微型計算機(jī)原理及應(yīng)用——理論、實驗、課程設(shè)計》</p><p><b>　　重慶大學(xué)出版社</b></p><p>　　3.殷代紅 《微型計算機(jī)原理及應(yīng)用實驗》 化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　4. 劉樂善 《微型計算機(jī)接

72、口技術(shù)及應(yīng)用》華中科技大學(xué)出版社</p><p>　　5. 李敬兆 《匯編語言程序設(shè)計》 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社</p><p>　　6.劉樂喜 微機(jī)計算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用[M].華中科技大學(xué)出版社.</p><p>　　7.石東海 單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)從入門到精通.[M].西安電子科技大學(xué)出版社.</p><p>　　8.

73、謝自美等 電子線路設(shè)計、實驗、測試.[M].華中科技大學(xué)出版社</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　源程序代碼</b></p><p>　　ORG 00H；主程序起始地址</p><p>　　JMP START；主程序START</p><

74、p>　　ORG 0BH；定時器T0中斷起始地址</p><p>　　JMP TIM0；定時器T0中斷子程序TIM0</p><p>　　START: MOV SP；#70H；設(shè)置堆棧指針</p><p>　　MOV 28H,#00；設(shè)置顯示位數(shù)掃描指針初值為0</p><p>　　MOV 2AH,#12H；設(shè)置時鐘顯示寄存器初值為12

75、H</p><p>　　MOV 2BH,#00；設(shè)置分鐘顯示寄存器初值為00H</p><p>　　MOV 2CH,#00；設(shè)置秒鐘顯示寄存器初值為00H</p><p>　　MOV TMOD,#01H；設(shè)置定時器T0工作在方式1</p><p>　　MOV TH0,#0F0H；定時4ms的初值，即0F060H</p><

76、p>　　MOV TL0,#60H；初值的低位</p><p>　　MOV IE,#82H；定時器T0中斷允許</p><p>　　MOV R4,#250；保證后面實現(xiàn)中斷250次，即1s的延時</p><p>　　SETB TR0；啟動定時器T0</p><p>　　LOOP: JB P0.0,N2；若秒沒有按鍵，就轉(zhuǎn)去下一步檢查分

77、</p><p>　　CALL DELAY；延時5ms消除抖動</p><p>　　MOV A,2CH；將秒寄存器的值載入累加器A </p><p>　　ADD A,#01H；A的內(nèi)容加1</p><p>　　DA A；十進(jìn)制調(diào)整</p><p>　　MOV 2CH,A；A 的值存入秒寄存器</p>&l

78、t;p>　　CJNE A,#60H,N1；看是否已經(jīng)是60秒，若不是就繼續(xù)檢查</p><p>　　MOV 2CH,#00；已經(jīng)是60秒，就清空秒寄存器的值</p><p>　　N1: JNB P0.0,$；秒按鍵還沒有放開就循環(huán)等待</p><p>　　CALL DELAY；延時5ms，消除抖動</p><p>　　N2:

79、 JB P0.1,N4；若分沒有按鍵，就轉(zhuǎn)去下一步檢查時鐘</p><p>　　CALL DELAY；延時5ms，消除抖動</p><p>　　MOV A,2BH；將分寄存器的值載入累加器A</p><p>　　ADD A,#01H；A的內(nèi)容加1</p><p>　　DA A；十進(jìn)制調(diào)整</p><p>　　MOV

80、 2BH,A；A的值存入分寄存器</p><p>　　CJNE A,#60H,N3；看是否已經(jīng)是60分</p><p>　　MOV 2BH,#00；已經(jīng)是60分，就清空秒寄存器的值</p><p>　　N3: JNB P0.1,$；分按鍵還沒有放開就循環(huán)等待</p><p>　　CALL DELAY；延時5ms，消除抖動</p&

81、gt;<p>　　N4: JB P0.2,LOOP；若時沒有按鍵，就轉(zhuǎn)回去繼續(xù)檢查看是否秒有按鍵</p><p>　　CALL DELAY；延時5ms，消除抖動</p><p>　　MOV A,2AH；將時寄存器的值載入累加器A</p><p>　　ADD A,#01H；A的內(nèi)容加1</p><p>　　DA A；十進(jìn)制

82、調(diào)整</p><p>　　MOV 2AH,A；A的值存入時寄存器</p><p>　　CJNE A,#24H,N5；看是否已經(jīng)是24時，若不是就繼續(xù)檢查</p><p>　　MOV 2AH,#00；已經(jīng)是24時，就清空寄存器的值</p><p>　　N5: JNB P0.2,$；時鐘按鍵還沒有放開就循環(huán)等待</p>&l

83、t;p>　　CALL DELAY；延時5ms，消除抖動</p><p>　　JMP LOOP；返回重新檢查看是否有按鍵</p><p>　　;*******定時器T0中斷子程序*******</p><p>　　TIM0: MOV TH0,#0F0H；定時初值重設(shè)</p><p>　　MOV TL0,#60H</p>

84、<p>　　PUSH ACC；將累加器A的值暫存于堆棧</p><p>　　PUSH PSW；將PSW的值暫存于堆棧</p><p>　　DJNZ R4,X2；計時中斷不滿1s就退出繼續(xù)中斷</p><p>　　MOV R4,#250；計時1s</p><p>　　CALL CLOCK；調(diào)用計時子程序CLOCK</p>

85、<p>　　CALL DISP；調(diào)用顯示子程序DISP</p><p>　　X2: CALL SCAN；調(diào)用掃描子程序SCAD</p><p>　　POP PSW；到堆棧取回PSW的值</p><p>　　POP ACC；到堆棧取回累加器ACC的值</p><p>　　RETI；返回主程序；</p><

86、p>　　；****掃描子程序****</p><p>　　SCAN: MOV R0,#28H</p><p>　　INC @R0;顯示位數(shù)掃描值加1</p><p>　　CJNE @R0,#6,X3;掃描位數(shù)不為6就準(zhǔn)備控制輸出</p><p>　　MOV @R0,#0;掃描位數(shù)為6，就另其值為0</p><p&g

87、t;　　X3:MOV A,@R0;掃描位數(shù)載入A</p><p>　　ADD A,#20H;A加上20H（顯示寄存器地址）=各時間顯示區(qū)地址</p><p>　　MOV R1,A;各時間顯示區(qū)地址存入A</p><p>　　MOV A,@R0;掃描位數(shù)存入A</p><p>　　SWAP A;將A的高低4位交換（其高4位為掃描</p&g

88、t;<p>　??；的位數(shù)，低4位為顯示數(shù)據(jù)值）</p><p>　　ORL A,@R1;將掃描值與顯示數(shù)據(jù)組合</p><p>　　MOV P1,A;顯示輸出</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;******計時子程序******</p><p>　　C

89、LOCK: MOV A,2CH；秒寄存器值載入A</p><p>　　ADD A,#1；加1秒</p><p>　　DA A；十進(jìn)制調(diào)整</p><p>　　MOV 2CH,A；A的值存入秒寄存器</p><p>　　CJNE A,#60H,X4；A不等于60秒，就跳出程序去顯示</p><p>　　MOV 2CH,#

90、00；已經(jīng)是60秒，就清0</p><p>　　MOV A,2BH；分寄存器值載入A</p><p>　　ADD A,#1；加1分</p><p>　　DA A；十進(jìn)制調(diào)整</p><p>　　MOV 2BH,A；A的值存入分寄存器 </p><p>　　CJNE A,#60H,X4；A不等于60分，就跳出程序去顯示&

91、lt;/p><p>　　MOV 2BH,#00；已經(jīng)是60分就清0</p><p>　　MOV A,2AH；時寄存器值載入A</p><p>　　ADD A,#1；加1小時</p><p>　　DA A；十進(jìn)制調(diào)整</p><p>　　MOV 2AH,A；A的值存入是寄存器</p><p>　　CJ

92、NE A,#24H,X4；A不等于24時，就跳出程序去顯示</p><p>　　MOV 24H,#00；已經(jīng)是24時，就清0</p><p>　　X4: RET</p><p>　　;******顯示子程序******</p><p>　　DISP: MOV R1,20H；20H為顯示寄存器單元</p><p>

93、;　　MOV A,2CH；將秒寄存器的內(nèi)容存入A</p><p>　　MOV B,#10H；設(shè)B累加器的值為10H</p><p>　　DIV AB；A/B，商存入A（十位數(shù)），余數(shù)存入（個位數(shù)）</p><p>　　MOV @R1,B；將顯示的個位數(shù)存入20H顯示寄存器單元</p><p><b>　　INC R1</b&g

94、t;</p><p>　　MOV @R1,；A將顯示的十位數(shù)存入21H顯示寄存器單元</p><p><b>　　INC R1</b></p><p>　　MOV A,2BH；將分寄存器的內(nèi)容存入A</p><p>　　MOV B,#10H；設(shè)B累加器的值為10H</p><p>　　DIV AB

95、；A/B，商存入A（十位數(shù)），余數(shù)存入（個位數(shù)）</p><p>　　MOV @R1,B；將顯示的個位數(shù)存入22H顯示寄存器單元</p><p><b>　　INC R1</b></p><p>　　MOV @R1,A；將顯示的十位數(shù)存入23H顯示寄存器單元</p><p><b>　　INC R1</b

96、></p><p>　　MOV A,2AH；將時寄存器的內(nèi)容存入A</p><p>　　MOV B,#10H；設(shè)B累加器的值為10H</p><p>　　DIV AB；A/B，商存入A（十位數(shù)），余數(shù)存入（個位數(shù)）</p><p>　　MOV @R1,B；將顯示的個位數(shù)存入24H顯示寄存器單元</p><p>&

97、lt;b>　　INC R1</b></p><p>　　MOV @R1,A；將顯示的十位數(shù)存入25H顯示寄存器單元</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;******延時5ms消除抖動******</p><p>　　DELAY: MOV R6,#60</p>