单片机课设模板1.docx

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单片机课设模板1

辽宁工业大学

单片机原理与应用课程设计

题目：

数字电子钟设计

院（系）：

软件学院

专业班级：

汽车电子技术091班

学号：

091408023

学生姓名：

王舒卫

指导教师：

肖立萍

教师职称：

助教

起止时间：

10.12.02－10.12.12

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：

软件学院教研室：

嵌入教研室

学号

091408023

学生姓名

王舒卫

专业班级

汽车电子技术091班

课程设计（论文）题目

数字电子钟

课程设计（论文）任务

本次课程设计的主要任务就是让学生全面掌握单片机以及外围电路，接口芯片的使用方法。

进一步巩固所学的单片机原理与应用课程。

设计完成后，要交上课程设计说明书与图纸若干份。

所写内容包括：

1．所用芯片与元器件的使用说明

2．设计思路

3．用PROTEL画出原理图并打印

4．根据原理图编写相关程序

5．心得体会

指导教师评语及成绩

成绩：

指导教师签字：

年月日

目录

第1章课程设计的目的与要求1

1.1课程设计的目的2

1.2课程设计的预备知识2

1.3课程设计要求2第2章课程设计的内容3

2.13

2.24

2.35

.

.

.

第3章总结3

参考文献8

第1章

课程设计的目的与要求

1.1课程设计的目的

1.使学生熟练掌握单片机基本的硬件和软件技术；

2.帮助学生深入了解MCS-51单片机的结构特点及工作原理，掌握汇编语言程序设计的方法和技巧，熟悉I/O系统的应用及编程方法，

3.通过本课程设计的训练，锻炼学生应用单片机技术的实践动手能力，具备实际微机应用系统的初步设计开发技能，培养理论联系实际的科学作风及创新精神，为在今后的专业技术工作中应用微机技术打下坚实的基础。

1.2课程设计的预备知识

单片机的基本知识。

1.3课程设计要求

本课设要求学生在掌握有关单片机基本知识的基础上，设计由单片机为控制核心的相关控制系统。

学生能够独立查找有关资料并选择合理的设计方案；研究并掌握给定电路图的功能和使用方法；使用汇编语言，完成主程序和子模块的功能划分并绘制程序流程图；编写程序并上机调试；程序运行安全、稳定并符合设计要求。

第2章

课程设计的内容

2.1DS12887的功能特点

   DS12887是美国达拉斯半导体公司最新推出的时钟芯片，采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部，同时它与目前IBMAT计算机常用的时钟芯片MC146818B和DS1287管脚兼容，可直接替换。

采用DS12887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。

DS12887芯片具有微轼耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中。

其主要功能如下：

（1）内含一个锂电池，断电情况运行十年以上不丢失数据。

（2）计秒、分、时、天、星期、日、月、年，并有闰年补偿功能。

   （3）二进制数码或BCD码表示时间、日历和定闹。

   （4）12小时或24小时制，12小时时钟模式带有PWM和AM指导，有夏令时功能。

   （5）MOTOROLA5和INATAEL总线时序选择。

   （6）有128个RAM单元与软件音响器，其中14个作为字节时钟和控制寄存器，114字节为通用RAM，所有ARAM单元数据都具有掉电保护功能。

   （7）可编程方波信号输出。

   （8）中断信号输出（IRQ）和总线兼容，定闹中断、周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测试。

2.2DS12887的原理及管脚说明

DS12887内部原理如图1所示，由振荡电路、分频电路、周期中断/方波选择电路、14字节时钟和控制单元、114字节用户非易失RAM、十进制/二进制计加器、总线接口电路、电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。

图2显示了DS12887管脚排列图。

下面分别说明管脚功能：

GND，VCC：

直流电源+5V电压。

当5V电压在正常范围内时，数据可读写；当VCC低于4.25V，读写被禁止，计时功能仍继续；当VCC下降到3V以下时，RAM和计时器被切换到内部锂电池。

   MOT（模式选择）：

MOT管脚接到VCC时，选择MOTOROLA时序，当接到GFND时，选择INTEL时序。

   SQW（方波信号同）：

SQW管脚能从实时时钟内部15级分频器的13个抽头中选择一个作为输出信号，其输出频率可通过对寄存器A编程改变。

   AD0～AD7（双向地址/数据复用线）：

总线接口，可与MOTOROLA微机系列和INTEL微机系列接口。

   AS（地址选通输入）：

用于实现信号分离，在AD/ALE的下降沿把地址锁入DS12887。

   DS（数据选通或读输入）：

DS/RD客脚有两种操作模式，取决于MOT管脚的电平，当使用MOTOROLA时序时，DS是一正脉冲，出现在总线周期的后段，称为数据选通；在读周期，DS指示DS12887驱动双向总的时刻，在写周期，DS的后沿使DS12887锁存写数据。

选择INTEL时序时，DS称作（RD），RD与典型存贮器的允许信号（OE）的定义相同。

   R/W（读/写输入）：

R/W管脚也有两种操作模式。

选MOTOROLA时序时，R/W是一电平信号，指示当前周期是读或写周期，DSO为高电平时，R/W高电平指示读周期，R/W低电平指示写周期；选INTEL时序，R/W信号是一低电平信号，称为WR。

在此模式下，R/W管脚与通用RAM的写允许信号（WE）的含义相同。

   CS（片选输入）：

在访问DS12887的总线周期内，片选信号必须保持为低。

   IRQ（中断申请输入）：

低电平有效，可作微处理的中断输入。

没有中断条件满足时，IRQ处于高阻态。

IRQ线是漏极开路输入，要求外接上接电阻。

   RESET（复位输出）：

当该脚保持低电平时间大于200ms，保证DS12887有效复位。

2.3DS12887的内部功能

2.3.1地址分配图

   DS12887的地下分配图如图3所示，由114字节的用户RAM，10字节的存放实时时钟时间。

日历和定闹RAM及用于控制和状态的4字节特殊寄存器组成，几乎所有的128个字节可直接读写。

2.3.2时间、日历和定闹单元

   时间和日历信息通过读相应的内存字节来获取，时间、日历和定闹通过写相应的内存字节设置或初始化，其字节内容可以是十进制或BCD形式。

时间可选择12小时制或24小时制，当选择12小时制时，小时字节搞位为逻辑“1”代表PM。

时间、日历和定闹字节是双缓冲的，总是可访问的。

每秒钟这10个字节走时1秒，检查一次定闹条件，如在更新时，读时间和日历可能引起错误。

三个字节的定闹字节有两种使用方法。

第一种，当定闹时间写入相应时、分、秒定闹单元，在定允许闹位置高的条件下，定闹中断每天准时起动一次。

第二种，在三个定闹字节中插入一个或多个不关心码。

不关心码是任意从C到FF的16进制数。

当小时字节的不关心码位置位时，定闹为小时发生一次由于相线小时和分钟定闹字节置不关心位时，每分钟定闹一次；当三个字节都置不关心位时，每秒中断一次。

2.3.3非易失RAM

   在DS12887中，114字节通用非易失RAM不专用于任何特殊功能，它们可被处理器程序用作非易失内存，。

在更新周期也可访问。

2.3.4中断

   RTC实时时钟加RAM向处理器提供三个独立的、自动的中断源。

定闹中断的发生率可编程，从每秒一次到每天一次，周期性中断的发生率可从500ms到122µs选择。

更新结束中断用于向程序指示一个更新周期完成。

中断控制和状态位在寄存器B和C中，本文的其它部分将详细描述每个中断发生条件。

2.3.5晶振控制位

   DS12887出厂时，其内部晶振被关掉，以防止锂电池在芯片装入系统前被消耗。

寄存器A的BIT4～BIT6为010时打开晶振，分频链复位，BIT4～BIT6的其它组合都是使晶振关闭。

2.3.6方波输出选择

   如图1原理图所示，15级分步抽着中的13个可用于15选1选择器，选择分频器抽头的目的是在SQW管脚产生一个方波信号，其频率由寄存器A的RS0～RS3位设置。

SQW频率选择与周期中断发生器共离15选1选择器，一旦频率选择好，通过用程序控制方波输出允许位SWQE来控制SQW管脚输出的开关。

2.3.7周期中断选择

   周期中断可在IRQ脚产生500ms一次到每122µs一次的中断，中断频率同样由寄存A确定，它的控制位为寄存器B中的PIE位。

2.3.8更新周期

   DS12887每秒执行一次更新周期还比较每一定闹字节与相应的时间字节，如果匹配枵三个字节都是不关心码，则产生一次定闹中断。

2.4数字电子钟的原理图和编译程序

2.4.1数字钟编译程序

下面为DS12887时钟芯片和80C31单片机的接口软件，假定采用每天24小时制的非夏令时，时间数据格式为BCD码，初始化时间为1996年1月1日9时00分00秒，1k方波输出。

时钟芯片每一秒种向单片机申请中断一次，一方面让单片机修改一次时钟显示，另一方面也给单片微机系统提供时间基准。

（1）DS12887时钟芯片的初始化写入程序

   MOVDPTR，#7F0AH；寄存器A地址

   MOV A，#70H：

DV2～DV0=111，分频复位

   MOVX @DPTR，AA

   INC DPTR：

到寄存器B地址

   MOV A，#8AH：

停止更新，允许更新中断，选BCD码，24小时制

   MOVX @DPRT，A

   MOV QPL，#00H，秒单元地址

   CLR A：

00秒

   MOVX @DPTR，A

   MOVDPL，#02H；分单元地址

   CLR A：

00分

   MOVX@DPTR，A

   MOVDPL，#04H；时单元地址

   MOV A，#09H；9时

   MOVX @DPTR，A

   MOV DPL#07H；日单元地址

   MOV A，@01H：

1日

   MOVX　＠DPTR，A

　　INC　DPTR：

到月单元地址

　　MOV　A，＃01H；1月

   MOVX @DPTR，A

   IC DPTR：

到年单元地址

   MOV A，#96H；1996年

   MOVX @DPTR，A

   INC DPTR；到寄存器A地址

   MOV A，#26H；DV2～DV0=010 RS3～RS0=0110

   MOVX @DPTR，A：

选周期中断率为976.5625µs，允许方波输出，频率1kHz

   INC DPTR：

到寄存器B

   MOV  A，#1AH；每秒更新一次，允许方波输出，24小时制

   MOVX @DPTR，A：

时钟开始运行

2.4.2数字钟原理图

第3章总结

参考文献

[1]徐亲知，陈淑华.石油经济学.第二版.哈尔滨：

黑龙江人民出版社，1988:

38-135

[2]米契尔·卡特，罗德尼·马多克.合理预期理论.余永定译.北京：

中国金融出版社，1988：

43-85

[3]张文中.论石油价格与石油工业发展.世界石油经济，1990

（2）:

14-21

[4]齐中英，叶元煦.对我国能源问题的回顾与思考.邱大雄.市场经济与中国能源发展战略论文集.北京：

原子能出版社，1992：

53-58

[5]黄良君.大庆地区经济发展战略研究.哈尔滨工业大学硕士学位论文.1994：

23-30

（此内容不打印）

课程设计（论文）报告的内容及其文本格式

1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，注意不要装订成册，

2、课程设计（论文）正文参考字数：

2000字

。

3、目录格式

①标题“目录”（三号、黑体、居中）

②章标题（四号字、黑体、居左）

③节标题（小四号子、宋体）

④页码（小四号子、宋体、居右）

4、正文格式

①页边距：

上2.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订；

②字体：

章标题，四号字、黑体、居左；节标题，小四号子、宋体；正文文字，小四号字、宋体；

③行距：

1.5倍行距；

④页码：

底部居中，五号；