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1、课程设计说明书 名称 基于单片机的电脑钟的设计 2011年 6 月 13 日至 2011年 6月 19日共 1 周院 系 班 级 姓 名 学 号 系主任 教研室主任 指导教师 目录目录2第一章 绪论31.1 AT89C51的单片机结构及原理31.2 WAVE 的简单介绍61.3 Protues 简介71.3.1 工作界面81.3.2 Protues 基本操作8第二章 电脑钟硬件设计92.1基本原理如下92.2 实现时钟计时的基本方法92.3原理图102.3.元器清单11第三章 软件设计123.1设计流程图123.2 设计程序123.3程序的调试过程17第四章 实验心得18参考文献19 第一章
2、绪论 本次实训使用的是TA89C51控制的，用WAVE软件编程，用protues仿真的。下面简单介绍各个软件。1.1 AT89C51的单片机结构及原理AT89C51单片机引脚图如下：1-1 AT89C51引脚图MCS-51单片机是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，其各引脚功能如下：VCC：+5V电源。VSS：接地。RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用完成单片机的复位初始化操作。XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。P3口也可作为AT89C51的一些
3、特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）振荡器特性: XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉
4、冲的高低电平要求的宽度。七段数码管介绍1-2七段数码管1-3七段数码管引脚图数码管使用条件：a、段及小数点上加限流电阻b、使用电压：段：根据发光颜色决定； 小数点：根据发光颜色决定c、使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 4-5mA 峰值电流 100mA上面这个只是七段数码管引脚图，其中共阳极数码管引脚图和共阴极的是一样的，4位数码管引脚图请在本站搜索我也提供了数码管使用注意事项说明：（）数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角；（）焊接温度：度；焊接时间：（）表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来。 XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大
5、器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。1.2 WAVE 的简单介绍编辑、编译、下载、调试全部集中在一个环境下。多种仿真器，多类CPU仿真全部集成在一个环境下。可仿真51系列，196系列，PIC系列，飞利蒲公司的552、LPC764、DALLAS320，华邦438等51增强型CPU。为了跟上形势，现在很多工程师需要面对和掌握不同和项目管理器、编辑器、编译器。他们由不同的厂家开发，相互不兼容，使用不同的界面。学习使用都很吃力
6、。伟福 WINDOWS调试软件为您提供了一个全集成环境，统一的界面，包含一个项目管理器，一个功能强大的编辑器，汇编Make、Build和调试工具并提供一个与第三方编译器的接口。1.3 Protues 简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器
7、、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。本章介绍Proteus ISIS软件的工作环境和一些基
8、本操作。1.3.1 工作界面1.3-1 Protues工作界面1.3.2 Protues 基本操作包括以下几个1.对图形编辑窗口的操作2.对预览窗口的操作3对.对象选择器窗口的操作第二章 电脑钟硬件设计2.1基本原理如下软时钟是利用单片机内部的定时器计数器来实现的，它的处理过程如下：首先设定单片机内部的一个定时器计数器工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间，然后用另一个定时器计数器或软件计数的方法对基准时间计数形成秒，秒计60次形成分，分计60次形成小时，小时计24次则计满一天。然后通过数码管把它们的内容在相应位置显示出来即可。数码管显示一般采用动态显示方式。动态显示方法线路相对简单，但需
9、动态扫描，扫描频率要大于人眼视觉暂留频率，信息看起来才稳定。译码方式可分为软件译码和硬件译码，软件译码通过译码程序查得显示信息的字段码；硬件译码通过硬件译码器得到显示信息的字段码，实际中通常采用软件译码。在具体处理时，定时器计数器采用中断方式工作，对时钟的形成在中断服务程序中实现。在主程序中只需对定时器计数器初始化、调用显示子程序和控制子程序。另外，为了使用方便，设计了简单的按键，可以通过按键实现时、分的调整，这样在主程序中就加入了键盘设置子程序。时制式为24小时制。1采用LED数码管显示时、分，秒采用数字显示。2具有方便的时间调校功能。3计时稳定度高，可精确校正计时精度。2.2 实现时钟计时
10、的基本方法利用C51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计数。计数初值计算:把定时器设为工作方式1，定时时间为50ms，则计数溢出20次即得时钟计时最小单位秒，使用T0，方式1，50ms定时，fosc=12MHz。则初值X满足（216-X）1/12MHz12s =50000sX=1553600111100101100003CB0H(2) 采用中断方式进行溢出次数累计,计满20次为秒计时（1秒）；(3) 从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现电脑钟的protues原理图如下2.3原理图对原理图的分析实训使用At89C51控制，其中使用p2做输出，p3口做控制信号，使用外部
11、中断1作调节小时，外部中断0作调节分钟，定时器1在计数模式作调节秒，定时器1在定时模式用于计数，而p0.0做总控开关的入口。其中黄灯显示是否在调节状态，当亮时为可调，当灭时不可调。2.3.元器清单单片机TA89C511个按键BUTTON1个电阻RES500/8个10K/5个电容CAP22UF/2个33pF/1个晶振CRYSTAL1个LED数码管7SEG-MPX8-CA-BLUE（CA：共阳，CC：共阴）1个地GRAND电源POWER第三章 软件设计 3.1设计流程图初始化键盘检测数据调整十进制并送缓冲区显示开始 T0中断现场保护1s?数据调整恢复现场返回3-1主流程图 3-2 T0中断程序流程
12、图3.2 设计程序org 0000h ljmp main org 0003h ljmp shi org 000bh ljmp jishi org 0013h ljmp fen org 001bh ljmp miao org 0030hmain:mov tmod ,#61h mov r4,#20 mov Th1,#255 mov tl1,#255 mov th0, #3ch mov tl0,#0b0h clr ex0 clr ex1 setb et0 clr et1 setb ea setb tr0 setb tr1 setb it0 setb it1 mov r0,#00h mov R1,#0
13、0h mov R5,#00h setb p0.1fanhui:mov dptr,#tab 显示模块 mov a,r0 mov b,#10 div ab movc a,a+dptr mov p2, a mov p1,#02h lcall delay mov p2,#0ffh mov a,b movc a,a+dptr mov p2,a mov P1,#01h lcall delay mov p2,#0ffh mov P1,#04h mov p2, #0bfh lcall delay mov p2,#0ffh mov a,r1 mov b,#10 div ab mov p1,#10h movc a
14、,a+dptr mov p2, a lcall delay mov p2,#0ffh mov p1,#08h mov a,b movc a,a+dptr mov p2,a lcall delay mov p2,#0ffh mov p1,#20h mov p2,#0bfh lcall delay mov p2,#0ffh jnb p0.0,zk mov p1,#80h mov a,r5 mov b,#10 div ab movc a,a+dptr mov p2, a lcall delay mov p2,#0ffh mov p1,#40h mov a,b movc a,a+dptr mov p2
15、,a lcall delay mov p2,#0ffh jnb p0.0,zk ljmp fanhui zk: cpl et1 cpl ex0 cpl ex1 cpl et0 cpl p0.1 ljmp fanhuijishi:mov th0,#3ch 定时自加程序 mov tl0,#0b0h djnz r4,loop mov r4,#20 inc r0 cjne r0,#60 ,loop mov r0,#00h inc r1 cjne r1,#60, loop mov r1,#00h inc r5 cjne r5,#24,loop mov r5,#00h loop:retidelay:mov
16、 r2,#10 zj:mov r3,20 延时程序 djnz r3,$ djnz r2,zj ret ret org 0200h 按键调节程序miao:clr ea inc r0 setb ea retifen:clr ea inc r1 setb ea retishi:clr ea inc r5 setb ea retiorg 0300htab:db 0c0h,0f9h,0a4h, 0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h end3.3程序的调试过程在PROTEUS中设计硬件PROTEUS软件使用过程如下：1）选择元器件2）放置元器件3）连线4）添加程序5）运行仿真2、在W
17、AVE中编写程序，编译、连接形成HEX文件。3、在PROTEUS中把HEX文件加载到单片机芯片上。即protues原理图中。4、运行仿真看结果。第四章 实验心得 经过一周的课程设计，我发现对于书本上很多知识还不能灵活运用，有很多知识还要我去学习。还有通过本次的课程设计我还学会了PROTEUS软件的用法。通过PROTEUS软件仿真可以形象的反应自己编程的效果，为本次设计提供不少帮助。本次的课程设计，我从中学到了一些很重要的东西：1.如何从理论到实践的转换化，将我所学到的知识运用到实践中去。2.如果编写较复杂的程序，最好将其分为若干模块，从简单程序入手将不同功能逐个实现。此次的的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础。在本次的设计中，非常感谢老师的指导，在老师的讲解下，我成功的解决了编程中的问题。也使我明白了编程也好，做事也罢，小小的细节马虎不得，必须要认认真真得做好一件事。参考文献 1 李朝青主编.单片机原理及接口技术 国防科技大学出版社2005.12李法春主编.单片机原理及接口技术案例教程 机械工业出版社2006.53王守中主编.51单片机开发入门与典型实例 人民邮电出版社2007.84陆子明主编.单片机设计与应用基础教程 国防工业出版社2005.15张迎新主编.单片机原理及应用 电子工业出版社 2009.1
