基于51單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì).doc

《基于51單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、一設(shè)計(jì)要求及方案證2二系統(tǒng)基本方案選擇和論證22.1單片機(jī)芯片的選擇方案和論證22.2顯示模塊選擇方案和論證32.3時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證4三系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)53.1電路設(shè)計(jì)框圖53.2主要單元電路的設(shè)計(jì)53.2.1晶體振蕩電路53.2.2分頻器電路63.2.3時(shí)間計(jì)數(shù)器電路63.2.4內(nèi)部時(shí)鐘電路63.2.5復(fù)位電路73.2.6按鍵部分83.2.7聲光報(bào)警電路8四、電路原理分析94.1顯示原理94.2鍵盤(pán)及讀數(shù)原理94.3連擊功能的實(shí)現(xiàn)9五、程序設(shè)計(jì)思想和相關(guān)指令介紹95.1數(shù)據(jù)與代碼轉(zhuǎn)

2、換95.2計(jì)時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)與中斷服務(wù)程序105.3時(shí)間控制功能與比較指令10六、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)116.1主程序部分126.2計(jì)時(shí)顯示中斷子程序部分136.3調(diào)時(shí)功能流程圖146.4程序15七設(shè)計(jì)心得24一設(shè)計(jì)要求及方案證設(shè)計(jì)制作和調(diào)試一個(gè)由8051MCU單片機(jī)組成的數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)。通過(guò)這個(gè)過(guò)程學(xué)習(xí)熟悉鍵盤(pán)控制和七段數(shù)碼管得使用，掌握51系列單片機(jī)控制和測(cè)試的方法。設(shè)計(jì)以89S51單片機(jī)為核心，以LED為顯示方式的萬(wàn)年歷時(shí)鐘顯示，完成基本要求。1）數(shù)碼管顯示：年月日時(shí)分秒。2）鍵盤(pán)輸入修改時(shí)間、日期設(shè)

3、置。二系統(tǒng)基本方案選擇和論證2.1單片機(jī)芯片的選擇方案和論證方案一：采用89C51芯片作為硬件核心，其內(nèi)部采用FlashROM，具有4KBROM存儲(chǔ)空間,能于3V的超低壓工作，但運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備ISP在線編程技術(shù),燒入程序時(shí)需要專(zhuān)門(mén)的C編程器（當(dāng)前可用的實(shí)驗(yàn)燒寫(xiě)開(kāi)發(fā)板只支持具有ISP在線編程功能的AT89S＊＊系列的芯片），當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，更顯麻煩，并且增加了造價(jià)，方案二：采用89S51芯片作為主控模塊，AT89S51是MCS-51系列單片機(jī)目前運(yùn)用較多的一種芯片，采用Flas

4、hROM，內(nèi)部具有4KBROM存儲(chǔ)空間,能于3V的超低壓工作，而且具備ISP在線編程技術(shù)，方便對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試.但由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，對(duì)芯片的多次拔插會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞。針對(duì)該問(wèn)題，可采用易于插拔的芯片插槽，芯片的程序燒寫(xiě)用專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行燒寫(xiě)（當(dāng)前可用的實(shí)驗(yàn)燒寫(xiě)開(kāi)發(fā)板支持AT89S＊＊系列）.AT89S51單片機(jī)的功能引腳圖如下圖所示:AT89S51單片機(jī)的功能引腳圖所以選擇采用AT89S51作為主控制系統(tǒng).2.2顯示模塊選擇方案和論證方案一：采用LED液晶顯

5、示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見(jiàn),但是價(jià)格昂貴,需要的接口線多,所以在此設(shè)計(jì)中不采用LED液晶顯示屏.方案二：采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),且價(jià)格也相對(duì)較高,所以也不用此種作為顯示.方案三：采用LED數(shù)碼管進(jìn)行靜態(tài)顯示,LED數(shù)碼管價(jià)格適中,對(duì)于顯示數(shù)字最合適,而且采用靜態(tài)顯示法與單片機(jī)連接時(shí),占用的單片機(jī)口線少（采用十二小時(shí)制顯示，以P0、P1、P2口分別作為分、十分、小

6、時(shí)位顯示段碼輸出，而十小時(shí)位只需要顯示1或者不顯示，故只要用到P3口的兩個(gè)引腳P3.1和P3.2作為顯示段碼輸出即可）。共陽(yáng)極8段數(shù)碼管引腳圖所以采用了LED數(shù)碼管作為顯示。2.3時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證方案一：采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，精度也較高,工作電壓2.5V～5.5V范圍內(nèi)，功耗也較低，但價(jià)格比較貴，且目前市場(chǎng)上采購(gòu)不到方案二：直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)、分

7、、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案實(shí)現(xiàn)雖然有一定的時(shí)間誤差，但可減少少芯片的使用，節(jié)約成本，易于實(shí)現(xiàn)，符合初學(xué)者實(shí)驗(yàn)選用。所以采用方案二。綜上各方案所述,對(duì)此次作品的方案選定:采用AT89S51作為主控制系統(tǒng);通過(guò)軟件編程采用定時(shí)器定時(shí)實(shí)現(xiàn)秒.分.時(shí)計(jì)時(shí);LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示時(shí)間。三系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1電路設(shè)計(jì)框圖復(fù)位電路AT89S51主控制模塊LED數(shù)碼管顯示時(shí)間時(shí)鐘振蕩電路外部中斷校時(shí)＼校分電路電源電路3.2主要單元電路的設(shè)計(jì)3.2.1晶體振蕩電路晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的327

8、68Hz的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體蕩器電路。本設(shè)計(jì)中的震蕩電路如圖3.1所示圖3.1晶振電路3.2.2分頻器電路分頻器電路將高頻方波信號(hào)經(jīng)分頻后得到1Hz的方波信號(hào)供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。3.2.3時(shí)間計(jì)數(shù)器電路時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器，分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器及時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器，分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器為12進(jìn)制計(jì)