2019单片机课程基于ZG使用C语言编程的电子钟显示(有源代码).doc
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2、算机科学与技术班 级 姓 名 指导教师 2010年11月28日课程设计任务书学生姓名: 蛔队爸蝇猖彰哗召锦计藤花河渤伞骏鸿七妥奴绩坪烹倔中无幼类花煌拟莽撒从殴隅静耻保盘侗巩圭多紧哭沪芹任瘦祟俱娶烩秒晒蓬剂吕疡蜕杠叶陆翘罢觉狭幸牡绿吩含刺胃豆薯庸蠕哑琵搐围暂丙砒汹亢罐跨础屏昏佑紫酞爽释经喜柑离潭隶累包建辉凌汀赌梢股光征垣也呸晴颧拣茨溺乌熏辟块帮恤萍足葱迢疮跑粥掂丝汉拔售翼咏泰垛砚防持挖寿哨驳睹洛翅圃咬擅咏绕发嘴瞎渺乾寝巧靴戚市瑶拔醇熏啼松坠累傻栗舆碟戴质缸懈色拼跋托谅打怜士岸懒哥缺谣砍狡袁陨向檀拳明乱坪涅痕俐短滨闷钧匆叮曼闸倦软然呀哗茸派珍遵炙吏烤逸包褪藏较翘百倔蠕绕祥泪撬痹拔韧谰贮后起雹攻椅膛
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4、 计题 目实时时钟显示设计学 院计算机科学与技术专 业计算机科学与技术班 级 姓 名 指导教师 2010年11月28日课程设计任务书学生姓名: 专业班级: 指导教师: 工作单位: 题 目:实时时钟显示设计初始条件:1. 课程设计使用ZG211硬件综合实验平台(8051单片机),配有课程设计接口芯片和辅助芯片以及器件;2. ZG211有程序设计集成开发环境,程序设计语言为C语言;3. ZG211硬件综合实验平台使用说明书;要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,撰写说明书具体要求)1. 学习使用ZG211硬件综合实验平台,程序设计集成开发环境;2. 根据课程设计题目,进行需求分析
5、,搞清楚课程设计需要设计需求和需要解决的设计内容。3. 查阅和学习课程设计题目需要的接口芯片资料,掌握接口芯片的使用方法和编程要领。查阅和学习课程设计题目需要的辅助芯片以及器件资料。4. 设计接口芯片和辅助芯片以及器件与8051单片机连接硬件电路原理图。5. 设计与硬件电路原理图对应的C语言程序(或8051汇编语言)。给出程序流程图。在集成开发环境中调试程序。给出程序的详细注释。能够解释使用程序模拟电路时序信号和数据。6. 撰写课程设计报告,1)详细陈述以上的设计过程;2)详细陈述电路的调试过程。时间安排:第13周:1. 熟悉ZG211硬件综合实验平台,KEILC UVISION2 集成开发环
6、境;查阅接口芯片资料,熟悉接口芯片和它的使用方法。2. 设计硬件电路原理图。第14周:1. 使用C语言或汇编语言设计和调试接口程序。2. 撰写计算机硬件综合设计报告。指导教师签名: 年 月 日系主任(或责任教师)签名: 年 月 日实时时钟显示设计1需求分析1.1实验目的1.掌握IO 口操作。2.掌握显示及键盘芯片的运用。3.了解中断的运用。4.了解I2C 总线操作。1.2实验设备1. PC 机一台;ZG-211 单片机系统实验板一块;实验连接线若干。2.芯片:CH451,89S52,CD4052,PCF8563。3.配套并口编程线一根。4.配套电源一个。1.2.1 CH451芯片(1)概述CH
7、451 是一个整合了数码管显示驱动和键盘扫描控制以及P 监控的多功能外围芯片。CH451 内置RC 振荡电路,可以动态驱动8 位数码管或者64 位LED,具有BCD 译码、闪烁、移位等功能;同时还可以进行64 键的键盘扫描;CH451 通过可以级联的串行接口与单片机等交换数据;并且提供上电复位和看门狗等监控功能。(2)特点1. 显示驱动 内置大电流驱动级,段电流不小于30mA,字电流不小于160mA。 动态显示扫描控制,直接驱动8 位数码管或者64 位发光管LED。 可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者BCD 译码方式。 字数据左移、右移、左循环、右循环。 各数字独立闪烁控制。 通过占
8、空比设定提供16 级亮度控制。 支持段电流上限调整,可以省去所有限流电阻。 扫描极限控制,支持1 到8 个数码管,只为有效数码管分配扫描时间。2. 键盘控制 内置64 键键盘控制器,基于88 矩阵键盘扫描。 内置去抖动电路。 键盘中断,低电平有效输出。 提供按键释放标志位。3. 外部接口 高速的4 线串行接口,支持芯片级联,时钟速度从0 到10MHz。 串行接口中的DIN 和DCLK 信号线可以与其它接口电路共用。 完全内置RC 阻容振荡电路,根据需要可以外接阻容振荡。 内置上电复位和看门狗Watch-Dog,提供高电平有效和低电平有效复位输出。4. 其它杂项 可选多种封装:DIP28、SOP
9、28、DIP24S。 经过授权采用了2 项专利技术,低成本,简便易用。单片机MCU等CH451外围芯片8 位数码管或64 位发光管DCLKDOUTRSTRST#LOADDIN88 矩阵64 键键盘DIG7-0SEG7-01.2.2 89S52芯片(1)主要性能 与MCS-51单片机产品兼容。 8K字节在系统可编程Flash存储器。 1000次擦写周期。 全静态操作:0Hz33Hz。 三级加密程序存储器。 32个可编程I/O口线。 三个16位定时器/计数器。 八个中断源。 全双工UART串行通道。 低功耗空闲和掉电模式。11 掉电后中断可唤醒。12 看门狗定时器。13 双数据指针。14 掉电标识
10、符。(2)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。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。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
11、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。1.2.3 CD4052芯片(1)简要说明CC4052 是一个差分4 通道数字控制模拟开关,有A0、A1 两个二进制控制输入端和INH 输入,具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.520V 的数字信号可控制峰峰值至20V 的模拟信号。例如,若VDD5V,VSS0,VEE13.5V,则05V 的数字信号可控制13.54.5V 的
12、模拟信号。这些开关电路在整个VDDVSS 和VDDVEE 电源范围内具有极低的静态功耗,与控制信号的逻辑状态无关。当INH 输入端“1”时,所有的通道截止。二位二进制信号选通4通道中的一通道,可连接该输入端至输出。CC4052 提供了16 引线多层陶瓷双列直插(D)、熔封陶瓷双列直插(J)、塑料双列直插(P)和陶瓷片状载体(C)4 种封装形式。(2)推荐工作条件电源电压范围3V15V输入电压范围0VVDD(3)工作温度范围M类55125E 类.4085(4)极限值电源电压.0.5V18V输入电压0.5VVDD+0.5V输入电流.10mA储存温度65150(5)引出端符号A0A1 地址端1I0/
13、O01I3/O3 输入输出端2I0/O02I3/O3 输入输出端INH 禁止端1O/I 公共输出/输入端2O/I 公共输出/输入端VDD 正电源VEE 模拟信号地Vss 数字信号地(6)逻辑符号1.2.4 PCF8563芯片(1)概述PCF8563 是低功耗的CMOS 实时时钟日历芯片,它提供一个可编程时钟输出,一个中断输出和掉电检测器,所有的地址和数据通过I2C 总线接口串行传递。最大总线速度为400Kbits/s,每次读写数据后,内嵌的字地址寄存器会自动产生增量。(2)特性 低工作电流:典型值为0.25A(VDD=3.0V,Tamb=25时)。 世纪标志。 大工作电压范围:1.05.5。
14、低休眠电流;典型值为0.25A(VDD=3.0V,Tamb=25)。 400KHz 的I2C 总线接口(VDD=1.85.5V 时)。 可编程时钟输出频率为:32.768KHz,1024Hz,32Hz,1Hz。 报警和定时器。 掉电检测器。 内部集成的振荡器电容。 片内电源复位功能。11 I2C 总线从地址:读,0A3H;写,0A2H。12 开漏中断引脚。(3)应用 移动电话 便携仪器 传真机 电池电源产品(4)功能描述PCF8563 有16 个位寄存器:一个可自动增量的地址寄存器,一个内置32.768KHz 的振荡器(带有一个内部集成的电容),一个分频器(用于给实时时钟RTC 提供源时钟),
15、一个可编程时钟输出,一个定时器,一个报警器,一个掉电检测器和一个400KHz I2C总线接口。所有16 个寄存器设计成可寻址的8 位并行寄存器,但不是所有位都有用。前两个寄存器(内存地址00H,01H)用于控制寄存器和状态寄存器,内存地址02H08H 用于时钟计数器(秒年计数器),地址09H0CH 用于报警寄存器(定义报警条件),地址0DH 控制CLKOUT 管脚的输出频率,地址0EH 和0FH 分别用于定时器控制寄存器和定时器寄存器。秒、分钟、小时、日、月、年、分钟报警、小时报警、日报警寄存器,编码格式为BCD,星期和星期报警寄存器不以BCD 格式编码。当一个RTC 寄存器被读时,所有计数器
16、的内容被锁存,因此,在传送条件下, 可以禁止对时钟日历芯片的错读。1.3实验板模块真实实验板示意图如下:2实验要求 能正常操作LED 数码显示。 能通过中断方式接收按键信息。 能通过I2C 总线方式与PCF8563 芯片交换数据。 能正确解释并显示从PCF8563 芯片取出的日期和时间数据。在应用所学计算机硬件相关课程中的知识的基础之上,使用C语音实现对接口的编程方法。熟悉51系列单片机原理,并口工作原理和编程方法。学习CH451和DS18B20芯片的引脚功能和编程方法。在PC机上安装Keilc51在线编程软件,编写“数字显示与键盘输入”程序。使用并口线把ZG211实验板与PC 机连接起来,仔
17、细检查无误后接通电源。PC机上C程序编译成功后,打开联机下载软件,将HEX 文件下载到89S52 单片机中去。观看下载程序在89S52 单片机中运行情况。如有问题,则在PC机上修改程序,然后再次下载运行。能正常操作LED 数码显示,通过中断方式接收按键信息。设计阶段,能够正确进行程序设计电路设计。课程设计实验阶段,能够正确连接电路;能够分析和解决在实验中碰见的问题;解决问题的思路和方法正确;实验结果满足课程设计要求。主要任务:1. 学习使用ZG211硬件综合实验平台,程序设计集成开发环境;2. 根据课程设计题目,进行需求分析,搞清楚课程设计需要设计需求和需要解决的设计内容。3. 查阅和学习课程
18、设计题目需要的接口芯片资料,掌握接口芯片的使用方法和编程要领。查阅和学习课程设计题目需要的辅助芯片以及器件资料。4. 设计接口芯片和辅助芯片以及器件与8051单片机连接硬件电路原理图。5. 设计与硬件电路原理图对应的C语言程序(或8051汇编语言)。给出程序流程图。在集成开发环境中调试程序。给出程序的详细注释。能够解释使用程序模拟电路时序信号和数据。6. 撰写课程设计报告,1)详细陈述以上的设计过程;2)详细陈述电路的调试过程。3实验原理在单片机应用系统中的实时时钟信号,一般都由专门的时钟芯片来提供,单片机只需要定期读取时钟芯片中固定地址中的时钟信息即可。本实验板采用的是PCF8563 时钟芯
19、片。PCF8563 芯片的引脚说明见表下表。符号管脚号描述OSCI1振荡器输入OSCO2振荡器输出 /INT3中断输出(开漏:低电平有效)VSS4地SDA5串行数据I/OSCL6串行时钟输入CLKOUT7时钟输出(开漏)VDD8正电源PCF8563 芯片在第一次运行时需要设置控制寄存器和状态寄存器,见表如下,一般均设置为0。地址位BIT符号描述007TEST1TEST1=0;普通模式TEST1=1;EXT_CLK 测试模式5STOPSTOP=0 ;芯片时钟运行 STOP=1 ;所有芯片分频器异步置逻辑0;芯片时钟停止运行, (CLKOUT 在32.768KHZ 时可用)3TESTCTESTC=
20、 0;电源复位功能失效 (普通模式时置逻辑0)TESTC=1; 电源复位功能有效6,4,2,1,00缺省值置逻辑0017,6,50缺省值置逻辑04TI/TFTI/TP=0: 当TF 有效时INT 有效 (取决于TIE 的状态)TI/TP=1:INT 脉冲有效(取决于TIE 的状态)注意:若AF 和AIE 都有效时,则INT 一直有效3AF当报警发生时,AF 被置逻辑1;在定时器倒计数结束时,TF 被置逻辑1,它们在被软件重写前一直保持原有值,若定时器和报警中断都请求时,中断源由AF 和TF 决定,若要使清除一个标志位而防止另一标志位被重写,应运用逻辑指令AND。2TF1AIE标志位AIE 和T
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