电子表设计.docx

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电子表设计

第一章电子表设计..................................................2

课题名称

电子表设计

课题

工作

内容

1）要用DS1302芯片；

2）数码管显示“时：

分”；

3）完成系统电路设计；

4）完成系统软件设计；

5）完成系统Proteus下的仿真。

6）完成课程设计报告。

指标

要求

数码管显示“时：

分”

进程

安排

第一天：

下达任务、理解课题要求、收集和消化相关资料；第二天：

方案论证和制定，元器件采购；第三～四天：

硬件制作、调试第五～八天：

软件设计、调试第九天：

根据设计内容，撰写设计报告第十天：

作品演示、答辩考核

主要

参考

文献

《单片机应用系统设计技术》张齐著电子工业出版社《单片机原理及应用技术》范力旻电子工业出版社《例说8051》谢亮、陈敌北、张义和人民邮电出版社《单片机C语言应用100例》王东锋王会良电子工业出版社《51系列单片机设计实例》楼然苗李光飞北航出版社

地点

秋白楼

起止日期

2012.6.10-6.23

第一章电子表设计

1.1课程设计的目的：

（1）在学习了《数字电子技术》和《单片机原理及接口技术》课程后，为了加深对理论

知识的理解，学习理论知识在实际中的运用，培养动手能力和解决实际问题的能力。

（2）熟悉Ptoteus及Keil软件的调试和仿真。

（3）通过实验提高对单片机的认识。

（4）通过实验提高焊接、布局、电路检查能力。

（5）通过实验提高软件调试能力。

（6）进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。

（7）通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解电路参数

的计算方法。

（8）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

（9）通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发一单片

机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。

1.2课程设计要求：

1、熟悉组成系统中的实验模块原理，画出实验原理图。

2、写出完整的设计任务书：

课题的名称、系统的功能、硬件原理图、软件框图、元件清单、程序清单、参考文献。

3、数码管显示分、时。

第二章设计方案

2.1系统主要功能

该电子钟可以显示时和分。

2.2系统硬件构成及功能

基于AT89C52单片机来制作电子时钟，其最大的好处就是可最大的调整时钟使其的准确度更高。

其可归结如下：

表一

2.2.1STC89C52单片机及其说明

STC89C52为8位通用微处理器

图2.PDIP封装的AT89C52引脚图

采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。

功能包括对会聚主IC内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。

主要管脚有：

XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz晶振。

RST/Vpd（9脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。

VCC（40脚）和VSS（20脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。

P0~P3为可编程通用I/O脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0端口（32~39脚）被定义为N1功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13脚定义为IR输入端，10脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12脚、27脚及28脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。

P0口

　　P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。

作为输出口用时，每位能吸收电流的

　　方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。

　　在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。

　　在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。

P1口

　　P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑

门电路。

对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。

作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。

Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。

P2口

　　P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑

　　门电路。

对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。

　　在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。

在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。

　　Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。

P3口

　　P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。

此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。

　　P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能

　　P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

RST

　　复位输入。

当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

ALE/

　　当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。

一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。

要注意的是：

每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

　　对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。

　　如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。

该位置位后，只有一条

　　MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。

此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。

　　程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。

在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。

/VPP

　　外部访问允许。

欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），EA端必须保持低电平（接

　　地）。

需注意的是：

如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。

　　如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。

　　Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。

XTAL1

　　振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。

XTAL2

振荡器反相放大器的输出端。

特殊功能寄存器

　　在STC89C52片内存储器中，80H-FFH共128个单元为特殊功能寄存器（SFE），SFR的地址空间映象如表2所示。

　　并非所有的地址都被定义，从80H—FFH共128个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。

对没有定义的

　　单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。

　　不应将数据“1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。

　　STC89C52除了与STC89C51所有的定时/计数器0和定时/计数器1外，还增加了一个定时/计数器2。

定时/计数器2的控制和状态位位于T2CON、T2MOD，寄存器对（RCAO2H、RCAP2L）是定时器2在16位捕获方式或16位

　　自动重装载方式下的捕获/自动重装载寄存器。

数据存储器

　　AT89C52有256个字节的内部RAM，80H-FFH高128个字节与特殊功能寄存器（SFR）地址是重叠的，也就是高128字节的RAM和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它们是分开的。

　　当一条指令访问7FH以上的内部地址单元时，指令中使用的寻址方式是不同的，也即寻址方式决定是访问高128字节

　　RAM还是访问特殊功能寄存器。

如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。

间接寻址指令访问高128字节RAM，堆栈操作也是间接寻址方式，所以，高128位数据RAM亦可作为堆栈区使用。

2.2.2时钟芯片电路设计

在本系统中，我们所采用的时钟芯片是DS1302，我们通过单片机对DS1302特定寄存器数据的读取，就可以读出实时时间。

当单片机工作时，有外部给时钟芯片供电；当单片机不工作时，由时钟芯片电路里的纽扣电池给时钟芯片供电。

第三章仿真图

软件仿真：

我们在进行硬件制作前我们都对我们的制作进行了软件仿真，本次我们用了proteus7.0进行了软件的仿真仿真图如下图，根据仿真图的显示结果我的电路设计已经达到了课题的基本要求。

第四章问题与总结

4.1问题

（1）在绘制电路图时电路出现错误，经过观察和调整，得以原理图成功制出。

（2）在编写程序时程序也出现了问题，出现许多提示错误，经过和同学讨论，最后程序才成功编写完成，仿真效果也随之出来。

（3）本来以为仿真图出来，接下来就是简单的手工问题，可过程远比我想象的要复杂的多，第一次焊了一块板，差不多快完成时发现连线连成“蜘蛛网”，甚是难看，在同学的建议下我选择了重新焊，在第二次的焊板过程中发现第一次焊时有许多地方的引脚是错误，结果总不会如自己所意料的，第二次焊结束时所想要的效果还是没有出来，当时的心很失落，用电压表查电路、查看板有无虚焊，在焊完漏掉的线路后效果仍旧没出来，我的心更加失望，在快要绝望准备放弃时，我抱着试一试的心理重新烧了一下程序，结果出来了，心中的石头落下了。

4.2总结

本次的设计中利用STC89C52和DS1302完成电路的设计，来显示时和分。

通过这次课程设计，我进一步了解了DS1302的原理，在实际动手操作过程中，使我接触了许多我以前没接触过的元件，而且重新温习了刚学不久的C语言，使我学得了许多知识，使我获益匪浅。

这次课程设计，使我的动手能力得到了很大的提高，更使我们懂得理论知识的重要性，没有理论的指导一切实际行动都是盲目的，且实际操作是我们得到的理论知识得到验证，更能增加对理论知识的理解。

参考文献

1、《单片机应用系统设计技术》张齐著

2、电子工业出版社《单片机原理及应用技术》范力旻

3、电子工业出版社《例说8051》谢亮、陈敌北、张义

4、人民邮电出版社《单片机C语言应用100例》王东峰王会良

5、电子工业出版社《51系列单片机设计实例》楼然苗李光飞北航出版社

附录1：

元件清单

元件

数量

AT89S52

1

D