基于单片机的数字时钟的设计.docx

1、基于单片机的数字时钟的设计电子技术课程设计报告题 目： 数字时钟的设计专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 设计日期： 一 选题的内容和要求内容：使用单片机程序设计计数器要求：当外界发生冲信号（由单片机上的按键模拟）时，单片机内部发生一次计数。数码管显示一次，没发生一次脉冲，计数器加一，当加到200时，自动清零。若无需计到200时，亦可按k2键清零。以此实现0-200的计数。二 相关技术发展和应用功能特性描述：AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指

2、令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。引脚结构：图表 1 引脚结构VCC : 正常操作时接+5V电

3、源VSS: 接地P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流

4、（IIL）。P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3 口：P3 口是一

5、个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P3输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下图表1所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。表格 1引脚号第二功能P3.0RXD （串行输入）P3.1TXD （串行输出）P3.2(外部中断0)P3.3(外部中断1)P3.4T0 （定时器0外部输入）P3.5T1 （定时器1外部输入）P3.6 (外部数据存储器写信号)P3.7 (外部数据存储

6、器读信号)特殊功能寄存器：特殊功能寄存器(SFR) 并不是所有的地址都被定义了。片上没有定义的地址是不能用的。读这些地址，一般将得到一个随机数据；写入的数据将会无效。用户不应该给这些未定义的地址写入数据“1”。由于这些寄存器在将来可能被赋予新的功能，复位后，这些位都为“0”。定时器0 和定时器1：在AT89S52 中，定时器0 和定时器1是两个16位加1的计数器。T0有两个8位专用寄存器TH0和TL0。T1由TH1和TL1组成，由专用寄存器TMOD设置和TCON控制。RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。程序存储器：如果EA引脚接地，程序读取只从外部存

7、储器开始。对于89S52，如果EA 接VCC，程序读写先从内部存储器（地址为0000H1FFFH）开始，接着从外部寻址，寻址地址为：2000H-FFFFH。数据存储器：AT89S52 有256 字节片内数据存储器。高128 字节与特殊功能寄存器重叠。也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分开的。当一条指令访问高于7FH 的地址时，寻址方式决定CPU 访问高128 字节RAM 还是特殊功能寄存器空间。直接寻址方式访问特殊功能寄存器。中断：AT89S52 有6个中断源：两个外部中断（INT0 和INT1），三个定时中断（定时器（0、1、2）和一个串行中断。这些中断源都可以通过

8、置位或清除特殊寄存器IE 中的相关中断允许控制位分别使得中断源有效或无效(如表格4)。IE还包括一个中断允许总控制位EA，它能一次禁止所有中断。如表5所示，IE.6位是不可用的。对于AT89S52，IE.5位也是不能用的。用户不应给这些位写1。它们为AT89系列新产品预留。定时器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或逻辑触发。程序进入中断服务后，这些标志位都可以由硬件清0。实际上，中断服务程序必须判定是否是TF2 或EXF2激活中断，标志位也必须由软件清0。定时器0和定时器1标志位TF0 和TF1在计数溢出的那个周期的S5P2被置位。它们的值一直到下一个周期被电路捕捉下来。然而，定时

9、器2 的标志位TF2 在计数溢出的那个周期的S2P2被置位，在同一个周期被电路捕捉下来。表格 4 中断允许控制寄存器（IE）(MSB) (LSB)EAET2ESET1EX1ET0EX0中断允许控制位1，允许中断中断允许控制位0，禁止中断符号位地址功能EAIE.7中断总允许控制位。EA=0，中断总禁止；EA=1，各中断由各自的控制位设定IE.6预留ET2IE.5定时器2中断允许控制位ESIE.4串行口中断允许控制位ET1IE.3定时器1中断允许控制位EX1IE.2外部中断1允许控制位ET0IE.1定时器0中断允许控制位EX0IE.0外部中断1允许控制位三 解决问题的技术和关键1：准确掌握AT89

10、S52的各引脚的功能。开关与数码管所连的引脚位置，了解高低电平，准确判断电流走向。2：熟练使用keil uVision3编程器，灵活运用汇编指令。3：会使用中断和定时器功能。4：正确焊接电路板。四 拟选方案的工作原理图表2 电路原理图试验板案原理图表2焊接。从设计要求来看，需要四路抢答，只需一个数码管便可完成。对于7段数码管，占用7个I/O口，四路输入占用4个I/O口，喇叭与k1键共用一个I/O口，共占用P3.1-P3.4 、P0.0-P0.712个I/O口。数码管显示原理:P0.0-P0.7分别控制a,b,c,d,e,f,g,h,dp。对I/O口输入0时为亮，1时为灭。电阻用于限流。如下图3

11、图表 3数码管显示原理图实验板蜂鸣器电路原理：单片机的P3.0引脚外接蜂鸣器电路。当P3.0=1 高电平时，三极管截止，蜂鸣器不发声；当P3.0=0 低电平时，三极管导通，蜂鸣器发声。如下图4图表 4实验板蜂鸣器电路图实验板按键开关电路：单片机的P3端口引脚外接按键开关。开关闭合，输入低电平信号；开关断开，输入高电平信号。如图5。图表 5实验板按键开关电路复位电路：上电复位和手动复位的混合电路，可用于单片机接电启动和手动“重启”。如图表6。图表 6复位电路电路图五 方案设计1 程序流程：当主人开始按下k1键时，计数器加一一次，数码管显示数字1，以后每按一次按键，就实现一次计数。该设计可以应用于

12、点钞机内部的工作中。若要求的计数次数完成，可按K2按键清零.2 编写程序：使用keil uvision2写计数器程序。程序如下： ORG 0000H ; 开始START: MOV DPTR,#TAB ; (DPTR)=TAB,表格起始地址 MOV R1,#0 LOOP: MOV A,R1 MOV B,#100 DIV AB MOVC A , A+DPTR MOV P2,A MOV A,B MOV B,#10 DIV AB MOVC A , A+DPTR MOV P1,A MOV A,B MOVC A , A+DPTR MOV P0,A JB P3.0,NEXT ACALL DELAY JNB

13、P3.0,$ INC R1NEXT: JB P3.1,NEXT1 ACALL DELAY JNB P3.1,$ MOV R1,#0NEXT1: CJNE R1,#200,LOOP AJMP START ; 从头开始DELAY: MOV R7,#200 ; 延时子程序 DJNZ R7,$ RETTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H END ;结束3 烧写程序：使用下载线将程序写入AT89S52芯片。六 总结经过近两周的努力,在老师和同学的帮助下,我基本上完成了设计任务.通过这次课程设计,我充认识到了自学的重要性,以及学以致用的道理.我在图书馆查阅了大量的资料,同时也认识到了图书馆和网络的重要作用.在今后的学习过程中,应该多到图书馆看一些专业方面的书籍,以丰富自己的知识.也使我加深了对单片机技术的理解和应用.由于知识水平的局限,设计中可能会存在着一些不足,我真诚的接受老师和同学的批评和指正.附录：参考文献 刘心红 杨克远主编，单片机应用基础教程，大庆石油学院秦皇岛 王幸之等主编,单片机原理与接口技术,北京航天航空大学出版社,2004