课程设计单片机电子时钟样本.doc
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1、班 级:08级电气自动化技术3班 姓 名: 学 号: 指引教师: 年 06 月 05 日课程设计(论文)任务书年级专业学生姓名学 号题目名称电子时钟设计时间-6.87.2课程名称单片机原理及接口技术课程编号设计地点单片机实验室一、 课程设计(论文)目通过课程设计,使学生巩固和加深对单片机基本知识理解,学会查寻资料、方案设计、方案比较,以及单元电路设计计算等环节,进一步提高学生综合运用所学知识能力,提高分析解决实际问题能力。锻炼分析、解决电子电路问题实际本领,通过此综合训练,为后来毕业设计打下一定基本。二、 已知技术参数和条件(1)8031集成定期器 (2)LED七段数码显示屏 (3)89C51
2、多功能接口芯片(4)0.125W、8欧姆扬声器(5) 电阻箱,5V电源,电阻若干 ,导线若干(6)KEIL 软件(7)THKSCM-1型单片机实验系统三、 任务和规定1. 设计一种基于单片机电子时钟,并且可以实现时分秒现实和调节。2. 设计出硬件电路; 3. 设计出软件编程办法,并写出源代码;4. 用PROTEUS进行仿真;5用汇编语言编实现程序设计。6运用查表,中断等方式实现目。7系统各各功能模块要清晰,有序。8程序运营时有和谐顾客界面.四、参照文献1、李朝青.单片机原理及接口技术(简要修订版).杭州:北京航空航天大学出版社,19982、THKSCM-1型单片机实验系统实验指引书、KEIL
3、软件,WAVE 软件3、数字控制与PLC实验室”THKSCM-1型单片机实验系统”。4、李光才. 单片机课程设计 实例指引. 北京 北京航空航天大学出版社 五、进度安排6月8日-14日:收集和课程设计关于资料,熟悉课题任务何规定6月15日-16日:总体方案设计6月17日-19日:硬件电路设计6月20日-23日:软件设计6月24日-25日:系统调试改进6月26日-28日:整顿书写设计阐明书6月29日-7月1日:答辩六、教研室审批意见教研室主任(签字): 年 月 日七|、主管教学主任意见 主管主任(签字): 年 月 日八、备注指引教师(签字): 学生(签字): 课程设计(论文)评阅表学生姓名 学
4、号 系 别 电气工程系 专业班级 题目名称 电子时钟 课程名称 单片机原理与接口技术 一、学生自我总结 通过这次单片机课程设计,我感觉到自己知识严重局限性。诸多方面都没能较好掌握,在制作过程中,经常遇到自己不理解问题,固然,在同窗协助下,我还是把那些疑难问题给解决啦。 在这次学习中,让我更深刻理解啦AT89C51芯片在电气控制方面广泛运用和重大作用,因此咱们一定要认真。夯实。进一步理解。掌握好AT89C51芯片。 学生签名: 7 月2 日二、指引教师评估评分项目平时成绩论文答辩综合成绩权 重304030单项成绩指引教师评语: 指引教师(签名): 年 月 日目录单片机电子时钟设计摘 要单片机自2
5、0世纪70年代问世以来,以其极高性能价格比,受到人们注重和关注,应用很广、发展不久。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境规定不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具备上述长处,在国内,单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面,而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性一种。这次毕业设计通过对它学习、应用,以AT89S51芯片为核心,辅以必要电路,设计了一种简易电子时钟,它由4.5V直流电源供电,通过数码管可以精确显示时间,调节时间,从而到达学习、设计、开发软、硬件能力。Design of the single
6、chip electronics clockAbstractSingle slice machine from published in 70s for 20 centuries,is compare with its very high function price,is value by people and pay attention to,apply very widely,develop very quickly. Single slice the machine physical volume is small,the weight is light,the anti- inter
7、ference ability is strong,the environment havent high request,the price is cheap,the credibility is high,vivid good,develop more easy. In order to having an above-mentioned advantage,at the our country,single slice the machine is broadly applied already to turn an equipment at industrial automation
8、control,automatic examination,intelligence instrument appearance,home appliances,electric power electronics,the machine electricity integral whole etc. each aspect,but 51 machines is is a typical model most and have a representative most in each machine of a kind. This graduation design passes to it
9、s study and application,Take the AT89S51 chips as core,assist with the electric circuit of the necessity,design a simple electronics clock,it from the 4.5 V direct current power supply power supply,pass the figures tube can accurate manifestation time,adjust time。Arrive a study and design,develop th
10、us soft,the ability of the hardware .第一章 前言数字电子钟具备走时精确,一钟多用等特点,在生活中已经得到广泛应用。虽然当前市场上已有现成电子钟集成电路芯片,价格便宜、使用也以便,但是人们对电子产品应用规定越来越高,数字钟不但可以显示当前时间,并且可以显示期、农历 、以及星期等,给人们生活带来了以便。此外数字钟还具备秒表和闹钟功能,且闹钟铃声可自选,使一款电子钟具备了多媒体色彩。单片机具备体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列长处,不但已成为工业测控领域普遍采用智能化控制工具,并且已渗入到人们工作和和生活各个角落,有力地推动了各行业技术改造和产品更新换代,
11、应用前景辽阔。时钟电路在计算机系统中起着非常重要作用,是保证系统正常工作基本。在一种单片机应用系统中,时钟有两方面含义:一是指为保障系统正常工作基准振荡定期信号,重要由晶振和外围电路构成,晶振频率大小决定了单片机系统工作快慢;二是指系统原则定期时钟,即定期时间,它普通有两种实现办法:一是用软件实现,即用单片机内部可编程定期/计数器来实现,但误差很大,重要用在对时间精度规定不高场合;二是用专门时钟芯片实现,在对时间精度规定很高状况下,普通采用这种办法,典型时钟芯片有:DS1302,DS12887,X1203等都可以满足高精度规定。AT89S51是一种低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k
12、 Bytes ISP(In-system programmable)可重复擦写1000次Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司高密度、非易失性存储技术制造,兼容原则MCS-51指令系统及80C51引脚构造,芯片内集成了通用8位中央解决器和ISP Flash存储单元,功能强大微型计算机AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比解决方案。AT89S51具备如下特点:40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器,128 bytes随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定期计数器,2个全双工串行
13、通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。 此外,AT89S51设计和配备了振荡频率可为0Hz并可通过软件设立省电模式。空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定期计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM数据,停止芯片其他功能直至外中断激活或硬件复位。同步该芯片还具备PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品需求。本文重要简介用单片机内部定期/计数器来实现电子时钟办法,本设计由单片机AT89S51芯片和LED数码管为核心,辅以必要电路,构成了一种单片机电子时钟。第二章 关于电子时钟2.1电子时钟简介 1957年,Ventura创造了世界上第一种电子表
14、,从而奠定了电子时钟基本,电子时钟开始迅速发展起来。当代电子时钟是基于单片机一种计时工具,采用延时程序产生一定期间中断,用于一秒定义,通过计数方式进行满六十秒分钟进一,满六十分小时进一,满24小时小时清零。从而达到计时功能,是人民寻常生活补课缺少工具。2.2 电子时钟基本特点 当前高精度计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器,由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术,因而走时精度高,稳定性好,使用以便,不需要经常调试,数字式电子钟用集成电路计时时,译码代替机械式传动,用LED显示屏代替指针显示进而显示时间,减小了计时误差,这种表具备时、分、秒显示时间功能,还可以进行时和分校对,片选灵活性好。2
15、.3 电子时钟原理 该电子时钟由89C51,BUTTON,六段数码管等构成,采用晶振电路作为驱动电路,由延时程序和循环程序产生一秒定期,达届时分秒计时,六十秒为一分钟,六十分钟为一小时,满24小时为一天。而电路中唯一一种控制键却拥有各种不同功能,按下又松开,可以实现屏蔽数码管显示功能,达到省电目;直接按下不松开,则可以通过按键实现分钟累加,每按一次分钟加一;而持续两次按下按键不放松,则可实现小时调节,同样每按一次小时加一。第三章 关于单片机 3.1 单片机简介 单片机全称为单片机微型计算机(Single Chip Microsoftcomputer)。从应用领域来看,单片机重要用来控制,因此又
16、称为微控制器(Microcontroller Unit)或嵌入式控制器。单片机是将计算机基本部件微型化并集成在一块芯片上微型计算机。3.2 单片机发展史1 . 4位单片机 1975年,美国德克萨斯仪器公司初次推出4位单片机TMS-1000;此后,各个计算机公司竞相推出四位单片机。日本松下公司MN1400系列,美国洛克威尔公司PPS/1系列等。四位单片机重要应用领域有:PC机输入装置,电池充电器,运动器材,带液晶显示音/视频产品控制器,普通家用电器控制及遥控器,电子玩具,钟表,计算器,多功能电话等。 2 . 8位单片机 1972年,美国Intel公司一方面推出8位微解决器8008,并于1976年
17、9月率先推出MCS-48系列单片机。在这后来,8位单片机纷纷面市。例如,莫斯特克和仙童公司合伙生产3870系列,摩托罗拉公司生产6801系列等。随着集成电路工艺水平提高,某些高性能8位单片机相继问世。例如,1978年摩托罗拉公司MC6801系列及齐洛格公司Z8系列,1979年NEC公司UPD78XX系列。此类单片机寻址能力达64KB,片内ROM容量达4-8KB,片内除带有并行IO口外,尚有串行IO口,甚至尚有AD转化器功能。8位单片机由于功能强,被广泛用于自动化装置、智能仪器仪表、智能接口、过程控制、通信、家用电器等各个领域。3 . 16位单片机 1983年后来,集成电路集成度可达几十万只管/
18、片,各系列16位单片机纷纷面市。这一阶段代表产品有1983年Intel公司推出MCS-96系列,1987年Intel推出了80C96,美国国家半导体公司推出HPC16040,NEC公司推出783XX系列等。16位单片机重要用于工业控制,智能仪器仪表,便携式设备等场合。4 . 32位单片机 随着高新技术只智能机器人,光盘驱动器,激光打印机,图像与数据实时解决,复杂实时控制,网络服务器等领域应用与发展,20世纪80年代末推出了32位单片机,如Motorlora公司MC683XX系列,Intel80960系列,以及近年来流行ARM系列单片机。32位单片机是单片机发展趋势,随着技术发展及开发成本和产品
19、价格下降,将会与8位单片机并驾齐驱。5 . 64位单片机 近年来,64位单片机在引擎控制,智能机器人,磁盘控制,语音图像通信,算法密集实时控制场合已有应用,如英国Inmos公司Transputer T800是高性能64位单片机。3.3单片机特点 1 . 单片机存储器ROM和RAM时严格区别。ROM称为程序存储器,只存储程序,固定常数,及数据表格。RAM则为数据存储器,用作工作区及存储顾客数据。 2 . 采用面向控制指令系统。为满足控制需要,单片机有更强逻辑控制能力,特别是单片机具备很强位解决能力。 3 . 单片机I/O口普通时多功能。由于单片机芯片上引脚数目有限,为理解决实际引脚数和需要信号线
20、矛盾,采用了引脚功能复用办法,引脚处在何种功能,可由指令来设立或由机器状态来区别。 4 . 单片机外部扩展能力很强。在内部各种功能部件不能满足应用需求时,均可在外部进行扩展,与许多通用微机接口芯片兼容,给应用系统设计带来了很大以便。第四章 方案论证与比较2.1数字时钟方案数字时钟是本设计最重要某些。依照需要,可运用两种方案实现。方案一:本方案采用Dallas公司专用时钟芯片DS12887A。该芯片内部采用石英晶体振荡器,其芯片精度不不不大于10ms/年,且具备完备时钟闹钟功能,因而,可直接对其以用于显示或设立,使得软件编程相对简朴。为保证时钟在电网电压局限性或突然掉电等突发状况下仍能正常工作,
21、芯片内部包括锂电池。当电网电压局限性或突然掉电时,系统自动转换到内部锂电池供电系统。并且虽然系统不上电,程序不执行时,锂电池也能保证芯片正常运营,以备随时提供对的时间。方案二:本方案完全用软件实现数字时钟。原理为:在单片机内部存储器设三个字节分别存储时钟时、分、秒信息。运用定期器与软件结合实现1秒定期中断,每产生一次中断,存储器内相应秒值加1;若秒值达到60,则将其清零,并将相应分字节值加1;若分值达到60,则清零分字节,并将时字节值加1;若时值达到24,则将十字节清零。该方案具备硬件电路简朴特点。但由于每次执行程序时,定期器都要重新赋初值,因此该时钟精度不高。并且,由于是软件实现,当单片机不
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