單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘

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1、目錄目錄目錄1第一章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求分析11.1課程設(shè)計(jì)內(nèi)容11.2課程設(shè)計(jì)要求分析1第二章課程設(shè)計(jì)原理2第三章課程設(shè)計(jì)步驟3課程設(shè)計(jì)總結(jié)15參考文獻(xiàn)17評(píng)語及成績(jī)18第一章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求分析第一章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求分析1.1課程設(shè)計(jì)內(nèi)容該課程設(shè)計(jì)是利用80C51單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)／計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)和LED顯示器等部件，設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘。設(shè)計(jì)的數(shù)字時(shí)鐘通過數(shù)碼管顯示。采用共陽極LED的動(dòng)態(tài)顯示方式，用擴(kuò)展74LS164的并行輸出做段選，74LS164的CLK接P1.3，數(shù)據(jù)輸入端接P1.2，通過軟件編程，用P1.2、P1.3模擬

2、移位寄存器工作方式。P1.4～P1.7作位選。1.2課程設(shè)計(jì)要求分析功能要求：時(shí)間以24小時(shí)進(jìn)制，時(shí)間誤差小于2秒，保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。原理及方法：結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)時(shí)硬件電路、原理、方法、說明（初始化、存儲(chǔ)分配、工作方式）等。程序設(shè)計(jì)：計(jì)時(shí)、比較、顯示。調(diào)試：遇到的問題、解決方法。最小計(jì)時(shí)單位是秒，獲得1s的定時(shí)時(shí)間，可設(shè)置定時(shí)器工作在方式1，最大定時(shí)時(shí)間也只能131ms?？蓪⒍〞r(shí)器的定時(shí)時(shí)間定為5ms，中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)的累計(jì)，計(jì)滿20次，即得秒計(jì)時(shí)。而計(jì)數(shù)20次可用循環(huán)程序的方法實(shí)現(xiàn)。從秒到分，從

3、分到時(shí)是通過軟件累加并比較來實(shí)現(xiàn)。要求每滿1秒，則“秒”單元32H中的內(nèi)容加1；“秒”單元滿60，則“分”單元31H中的內(nèi)容加1；“分”單元滿60，則將32H、31H的內(nèi)容全部清“0”。19第二章課程設(shè)計(jì)原理第二章課程設(shè)計(jì)原理1.利用MCS-51系列單片機(jī)的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)初值計(jì)算:把定時(shí)器設(shè)為工作方式1，定時(shí)時(shí)間為5ms，則計(jì)數(shù)溢出20次即得時(shí)鐘計(jì)時(shí)最小單位秒，而20次計(jì)數(shù)可用軟件方法實(shí)現(xiàn)。假設(shè)使用T/C0，方式1，5ms定時(shí)，fosc=12MHz。則初值X滿足（65536-X）×12/12MHz×100

4、Ms=55536μsX=55536→11000→EC78H采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)累計(jì),計(jì)滿10次為秒計(jì)時(shí)（1秒）；從秒到分和從分到時(shí)的計(jì)時(shí)是通過累加和數(shù)值比較實(shí)現(xiàn)。2.硬件原理圖采用共陽極LED的動(dòng)態(tài)顯示方式，用擴(kuò)展74LS164的并行輸出做段選，74LS164的CLK接P1.3，數(shù)據(jù)輸入端接P1.2，通過軟件編程，用P1.2、P1.3模擬移位寄存器工作方式。P1.4～P1.7作位選。如圖1所示。圖1硬件電路原理圖19第三章課程設(shè)計(jì)步驟第三章課程設(shè)計(jì)步驟一、設(shè)計(jì)方案的選擇1.計(jì)時(shí)方案方案1：采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片現(xiàn)在市場(chǎng)上有很多實(shí)時(shí)時(shí)鐘集成電

5、路，如DS1287、DS12887、DS1302等。這些實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片具備年、月、日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能和多點(diǎn)定時(shí)功能，計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的更新每秒自動(dòng)進(jìn)行一次，不需要程序干預(yù)。因此，在工業(yè)實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)中多采用這一類專用芯片來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。方案2：使用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí)器。利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行中端定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。該方案節(jié)省硬件成本，但程序設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。2.顯示方案對(duì)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘而言，顯示顯然是另一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。通常LED顯示有兩種方式：動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是程序簡(jiǎn)單、顯示亮度有保證、單片機(jī)CPU的

6、開銷小，節(jié)約CPU的工作時(shí)間。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。需要幾個(gè)LED就必須占有幾個(gè)并行口，比較適用于LED數(shù)量較少的場(chǎng)合。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。LED動(dòng)態(tài)顯示硬件連接簡(jiǎn)單，但動(dòng)態(tài)掃描的顯示方式需要占有CPU較多的時(shí)間，在單片機(jī)沒有太多實(shí)時(shí)測(cè)控任務(wù)的情況下可以采用。本系統(tǒng)需要采用4位LED數(shù)碼管來分別顯示分、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。19第三章課程設(shè)計(jì)步驟二、硬件部分1、STC89C51單片

7、機(jī)介紹STC89C51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CMOS8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。STC89C51單片機(jī)內(nèi)部主要包括累加器ACC(有時(shí)也簡(jiǎn)稱為A)、程序狀態(tài)字PSW、地址指示器DPTR、只讀存儲(chǔ)器ROM、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM、寄存器、并行I/O接口P0~P3、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行I/O接口以及定時(shí)控制邏輯電路等。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)。其管腳圖如圖所示。STC89C51單

8、片機(jī)管腳結(jié)構(gòu)圖VCC：電源。GND：接地。19第三章課程設(shè)計(jì)步驟P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用