自动控制原理 课程设计.docx

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自动控制原理课程设计

电子时钟的设计

摘要：

电子钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所。

本系统采用本系统以80C51为主控芯片，实现电子时钟的设计，并考虑节约系统的硬件，能用软件实现的功能尽量都用软件实现。

而且达到时钟功能为24小时的计时方式，显示时、分；具有快速校准时、分的功能；根据键盘输入调用相应键处理子程序，实现时间的调整；然后输出到8位的LED显示器显示出来。

关键词：

80C51、定时器、按键、数码管

Abstract：

ElectricclockhasbecomenecessaryinPeople'sDailylife,widelyusedinthefamily,station,wharf,theater,officeandotherplaces.ThesystemUSESthissystemtothe80C51formaincontrolchip,realizeelectronicdesign,andconsidertheclocktosavesystemhardware,canusesoftwaretorealizethefunctionwiththerealizationofsoftwareasfaraspossibleAndachievetheclockfunctionfor24hours,showshowtimeandminutes;Havefastcalibrationandminutesfunction;Accordingtothekeyboardcorrespondingkeyprocessingprocedurecalls,realizethetimetoadjust;AndthentheoutputtoeightLEDdisplayshowsout.

Keywords：

80C51,timer,buttons,digitaltube

第一章设计任务

1.1题目

8位LED数字时钟的设计

1.2技术指标及设计要求

1.2.1显示小时、分钟时间

1.2.2实现秒的量化显示

1.2.3具有调整时间功能

1.2.4开启复位显示及手动复位显示功能

第二章设计方案

2.1数码管介绍

数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。

共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极（COM）的数码管。

共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。

当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。

。

共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极（COM）的数码管。

共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。

当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

本设计采用共4联共阳数码管。

　　数码管的驱动方式

　　数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

　　静态显示驱动：

静态驱动也称直流驱动。

静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O端口来驱动，要知道一个89S52单片机可用的I/O端口才32个呢：

），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

动态显示驱动：

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。

通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。

在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

2.2单片机（80C51）介绍（如图1）

图1

单片机的40个引脚大致可分为4类：

电源、时钟、控制和I/O引脚。

2.2.1电源

VCC-芯片电源，接+5V；VSS-接地端；

2.2.2时钟

XTAL1、XTAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端。

2.2.3控制线:

控制线共有4根

ALE/PROG:

地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲，ALE功能：

用来锁存P0口送出的低8位地址，PROG功能：

片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

PSEN:

外ROM读选通信号。

RST/VPD:

复位/备用电源。

RST（Reset）功能：

复位信号输入端。

VPD功能：

在Vcc掉电情况下，接备用电源。

EA/Vpp:

内外ROM选择/片内EPROM编程电源。

EA功能：

内外ROM选择端。

Vpp功能：

片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。

2.2.4I/O线

80C51共有4个8位并行I/O端口：

P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。

P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。

P0口输入时需要接上拉电阻才能置1。

2.3软件设计

2.3.1软件设计基本思想

由单片机的定时器T0产生0.05s的时间基准，通过计数得到时钟的秒、分、时信号，由显示子程序送数码管显示器显示，键盘工作在扫描方式，当有键按下时，通过键处理程序完成时间的调整。

2.3.2程序流程图如下（如图2）

图2

第三章具体程序设计

3.1汇编程序

S_SETBITP1.0

M_SETBITP1.1

H_SETBITP1.2

SEQU30H

MEQU31H

HEQU32H

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

LJMPINT_T0

ORG0100H

MAIN:

MOVDPTR,#TAB

MOVH,#0

MOVM,#0

MOVS,#0

MOVR0,#0

MOVTMOD,#01H

MOVTH0,#3CH

MOVTL0,#0B0H

SETBTR0

SETBET0

SETBEA

A1:

ACALLDISPLAY

JNBS_SET,S1

JNBM_SET,S2

JNBH_SET,S3

LJMPA1

S1:

ACALLDEL

JBS_SET,A1

INCS

MOVA,S

CJNEA,#60,J0

MOVS,#0

DECS

S2:

ACALLDEL

JBM_SET,A1

K1:

INCM

MOVA,M

CJNEA,#60,J1

MOVM,#0

DECM

S3:

ACALLDEL

JBH_SET,A1

K2:

INCH

MOVA,H

CJNEA,#24,J2

MOVH,#0

DECH

LJMPA1

J0:

JBS_SET,A1

ACALLDISPLAY

SJMPJ0

J1:

JBM_SET,A1

ACALLDISPLAY

SJMPJ1

J2:

JBH_SET,A1

ACALLDISPLAY

SJMPJ2

INT_T0:

MOVTH0,#3CH

MOVTL0,#0B0H

INCR0

MOVA,R0

CJNEA,#20,RETUNE

INCS

MOVR0,#0

MOVA,S

CJNEA,#60,RETUNE

INCM

MOVS,#0

MOVA,M

CJNEA,#60,RETUNE

INCH

MOVM,#0

MOVA,H

CJNEA,#24,RETUNE

MOVH,#0

MOVM,#0

MOVS,#0

MOVR0,#0

RETUNE:

RETI

DISPLAY:

MOVA,S

MOVB,#10

DIVAB

SETBP2.6

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

ACALLDEL

CLRP2.6

MOVA,B

SETBP2.7

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

ACALLDEL

CLRP2.7

SETBP2.5

MOVP0,#0FDH

ACALLDEL

CLRP2.5

MOVA,M

MOVB,#10

DIVAB

SETBP2.3

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

ACALLDEL

CLRP2.3

MOVA,B

SETBP2.4

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

ACALLDEL

CLRP2.4

SETBP2.2

MOVP0,#0FDH

ACALLDEL

CLRP2.2

MOVA,H

MOVB,#10

DIVAB

SETBP2.0

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

ACALLDEL

CLRP2.0

MOVA,B

SETBP2.1

MOVCA,@A+DPTR

MOVP0,A

ACALLDEL

CLRP2.1

RET

TAB:

DB03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H

DEL:

MOVR6,#10

LOOP1:

MOVR7,#100

LOOP2:

DJNZR7,LOOP2

DJNZR6,LOOP1

RET

END

3.1.1电路框图（如图3）

图3

第四章总结

通过这次的设计使我认识到我对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，有很多我们需要掌握的知识在等着我去学习，我会在以后的学习生活中弥补我所缺少的知识。

本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。

在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争。

我从中学到了很多东西，最重要的是做好一个设计的心态，也许在你拿到题目时会觉得困难，这个时候就要你有足够的耐心了。

经过老师的悉心指导还有同学们的无私帮助，对于数字逻辑一些基本知识有了更深的了解。

了解了很多集成门电路芯片的使用。

提高了自我的动手能力。

增强了面对困难勇于面对，勇于解决的信心。

参考文献

[1]《单片机基础》李广第，北京航空航天大学出版社，2009

[2]《单片机原理及其接口技术》胡汉才，清华大学出版社，2005

[3]《单片机项目设计教程》孙惠芹，电子工业出版社，2009

[4]《单片机程序设计实例》先锋工作室，清华大学出版社，2004

[5]《单片机c程序设计实例指导》李光飞，北京航空航天大学出版社，2005

目录

摘要1

关键词1

Abstract1

Keywords1

第一章设计任务2

1.1题目2

1.2技术指标及设计要求2

1.2.1显示小时、分钟时间2

1.2.2实现秒的量化显示2

1.2.3具有调整时间功能2

1.2.4开启复位显示及手动复位显示功能2

第二章设计方案2

2.1数码管介绍2

2.2单片机（80C51）介绍（如图1）3

2.2.1电源4

2.2.2时钟4

2.2.3控制线:

控制线共有4根4

2.2.4I/O线4

2.3软件设计4

2.3.1软件设计基本思想4

2.3.2程序流程图如下（如图2）5

第三章具体程序设计5

3.1汇编程序5

3.1.1电路框图（如图3）13

第四章总结14

参考文献15