课程设计(论文)-基于单片机的电脑钟的设计.doc
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1、课课程程设设计计说说明明书书 名称 基于单片机的电脑钟的设计 2011 年 6 月 13 日至 2011 年 6 月 19 日共 1 周 院 系 班 级 姓 名 学 号 系 主 任 教研室主任 指导教师 第 2 页 共 19 页 目录目录 目录2 第一章 绪论3 1.1 AT89C51 的单片机结构及原理3 1.2 WAVE 的简单介绍.6 1.3 PROTUES 简介.7 1.3.1 工作界面.8 1.3.2 Protues 基本操作8 第二章 电脑钟硬件设计9 2.1 基本原理如下.9 2.2 实现时钟计时的基本方法9 2.3 原理图.10 2.3.元器清单.11 第三章 软件设计12 3
2、.1 设计流程图.12 3.2 设计程序12 3.3 程序的调试过程.17 第四章 实验心得18 参考文献19 第 3 页 共 19 页 第一章第一章 绪论绪论 本次实训使用的是 TA89C51 控制的,用 WAVE 软件编程,用 protues 仿真的。 下面简单介绍各个软件。 1.1 AT89C51 的单片机结构及原理 AT89C51 单片机引脚图如下: 1-1 AT89C51 引脚图 MCS-51 单片机是标准的 40 引脚双列直插式集成电路芯片,其各引脚功能 如下: VCC:+5V 电源。 VSS:接地。 RST:复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为 有效,用完
3、成单片机的复位初始化操作。 XTAL1 和 XTAL2:外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时,此二引线端用 第 4 页 共 19 页 于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,用于接外部时钟脉冲信号。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示: 口管脚 备选功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断 0) P3.3 /INT1(外部中断 1) P3.4 T0(记时器 0 外部输入) P3.5 T1(记时器 1 外部输入) P3.6 /WR(外部数据存储器写选通) P3.7 /RD(外部数据存储器读选通) 振荡器特
4、性: XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为 片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件, XTAL2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外 部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 七段数码管介绍 第 5 页 共 19 页 1-2 七段数码管 1-3七段数码管引脚图 数码管使用条件: a、段及小数点上加限流电阻 b、使用电压:段:根据发光颜色决定; 小数点:根据发光颜色决 定 c、使用电流:静态:总电流 80mA(每段 10mA) ;动态:平均电 流 4-5mA 峰值电流 100
5、mA 上面这个只是七段数码管引脚图,其中共阳极数码管引脚图和共阴 极的是一样的,4 位数码管引脚图请在本站搜索我也提供了数码管 第 6 页 共 19 页 使用注意事项说明: ()数码管表面不要用手触摸,不要用手去弄引角; ()焊接温度:度;焊接时间: ()表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来。 XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配 置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件, XTAL2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外 部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 1.2 W
6、AVE 的简单介绍 编辑、编译、下载、调试全部集中在一个环境下。 多种仿真器,多类 CPU 仿真全部集成在一个环境下。可仿真 51 系列,196 系列,PIC 系列,飞利蒲公司的 552、LPC764、DALLAS320,华邦 438 等 51 增强型 CPU。为了跟上 形势,现在很多工程师需要面对和掌握不同和项目管理器、编辑器、编译 器。他们由 不同的厂家开发,相互不兼容,使用不同的界面。学习使用都很吃力。伟 福 WINDOWS 调试软件为您提供了一个全集成环境,统一的界面,包含一个项目管理器, 一个功能 强大的编辑器,汇编 Make、Build 和调试工具并提供一个与第三方编译器 的接口。
7、 第 7 页 共 19 页 1.3 Protues 简介 Proteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它 运行于 Windows 操作系统上,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路, 该软件的特点是:实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。具有模拟电 路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232 动态 仿真、I2C 调试器、SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能;有各种虚拟仪器, 如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前 支持的单片机类型有:68000 系列、8051 系列
8、、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各种外围芯片。提供软件调试 功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观 察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这 些功能;同时支持第三方的软件编译和调试环境,如 Keil C51 uVision2 等软 件。具有强大的原理图绘制功能。总之,该软件是一款集单片机和 SPICE 分 析于一身的仿真软件,功能极其强大。本章介绍 Proteus ISIS 软件的工作环境 和一些基本操作。 第 8 页 共 19 页 1.3.1 工作界面 1.3-1
9、Protues 工作界面 1.3.2 Protues 基本操作 包括以下几个 1.对图形编辑窗口的操作 2.对预览窗口的操作 3 对.对象选择器窗口的操作 第 9 页 共 19 页 第二章第二章 电脑钟硬件设计电脑钟硬件设计 2.1 基本原理如下 软时钟是利用单片机内部的定时器计数器来实现的,它的处理过程如下: 首先设定单片机内部的一个定时器计数器工作于定时方式,对机器周期计数形 成基准时间,然后用另一个定时器计数器或软件计数的方法对基准时间计数形 成秒,秒计 60 次形成分,分计 60 次形成小时,小时计 24 次则计满一天。然后 通过数码管把它们的内容在相应位置显示出来即可。 数码管显示一
10、般采用动态显示方式。动态显示方法线路相对简单,但需动 态扫描,扫描频率要大于人眼视觉暂留频率,信息看起来才稳定。译码方式可 分为软件译码和硬件译码,软件译码通过译码程序查得显示信息的字段码;硬 件译码通过硬件译码器得到显示信息的字段码,实际中通常采用软件译码。 在具体处理时,定时器计数器采用中断方式工作,对时钟的形成在中断服 务程序中实现。在主程序中只需对定时器计数器初始化、调用显示子程序和控 制子程序。另外,为了使用方便,设计了简单的按键,可以通过按键实现时、 分的调整,这样在主程序中就加入了键盘设置子程序。 时制式为 24 小时制。 1 采用 LED 数码管显示时、分,秒采用数字显示。 2
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