基于单片机并行口的电子钟的设计.docx
- 文档编号:1072068
- 上传时间:2022-10-16
- 格式:DOCX
- 页数:33
- 大小:358.99KB
基于单片机并行口的电子钟的设计.docx
《基于单片机并行口的电子钟的设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机并行口的电子钟的设计.docx(33页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于单片机并行口的电子钟的设计
湖南工学院(筹)
单片机课程设计说明书
基于单片机并行口的电子钟的设计
系别:
电气与信息工程系
专业:
电气自动化
班级:
0301班
姓名:
赵九富
学号:
40030111
指导老师:
王韧
设计时间:
2005年12月
湖南工学院(筹)
课程设计任务书
课程:
单片机技术
课程设计题目:
基于单片机并行口的电子钟的设计
适用班级:
电气0301
时间:
2005~2006学年第一学期
指导教师:
王韧
《单片机技术》课程设计任务书
一、设计题目:
基于单片机并行口的电子钟的设计
二、适用班级:
电气0301
三、指导教师:
王韧
四、任务与要求:
在智能化仪器仪表中,控制核心均为微处理器,而单片机以其高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠而得到广泛应用,是设计智能化仪器仪表的首选微控制器,单片机结合简单的接口电路即可构成电子钟,它可广泛应用于工业、农业、日常生活等领域,与传统钟表相比较,它具有高精度、高可靠性、操作方便、价格便宜、智能化等特点,是钟表的一个发展方向,具有一定的实用价值。
1、本课题任务如下:
设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;再次按电子钟启动/调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
2、本课题要求如下:
(1)在AT89S51的P0口和P2口外接由六个LED数码管(LED5~LED0)构成的显示器,用P0口作LED的段码输出口(P0.0~P0.7对应于LED的a~dp),P2.5~P2.0作LED的位控输出线(P2.5~P2.0对应于LED5~LED0),P1口外接四个按键A、B、C、D(对应于P1.0~P1.3)。
(2)、利用六个LED显示当前时间。
(3)、四个按键的功能:
A键用于电子钟启动/调整;B键用于调时,范围0-23,0为24点,每按一次时加1;C键用于调分,范围0-59,0为60分,每按一次分加1;D键用于调秒,范围0-59,0为60秒,每按一次秒加1。
(4)、单片机采用AT89S51,fosc=6MHZ。
(5)、电子钟供电电源电路的设计。
(6)、电子钟时钟电路,复位电路的设计。
(7)、编写系统监控程序、键扫子程序、显示子程序及其它所需子程序、功能程序和中断服务程序。
(8)、计算机输出课程设计说明书一份。
(9)、设计时间:
二周
(10)、制作电子钟实物。
五、课程设计说明书主要内容
1、课程设计说明书封面;
2、课程设计任务书封面及课程设计任务书;
3、前言;
4、课程设计说明书目录;
5、电子钟功能说明及总体方案介绍;
6、详细介绍电子钟的工作原理;
7、绘制电子钟整机电路框图、整机电路原理图、电源电路原理图及PCB图各1份;
8、列出电子钟元器件清单;
9、详细介绍电子钟单元电路工作原理(包括电源电路、时钟电路、复位电路、键盘/显示接口电路及所用主要芯片);
10、单片机硬件资源的使用分配情况;
11、画出电子钟软件系统监控程序、各子程序、中断服务程序及各功能程序的流程框图;
12、列出电子钟软件系统程序清单;
13、写出电子钟的使用说明;
14、设计体会,谈谈本设计的重点、难点及精妙之处,是否存在不足之点及改进意见;
15、提出《单片机技术》课程教学建议;
16、参考资料。
六、课程设计说明书书写格式
参照“课程设计说明书书写格式”文件。
七、参考资料
1、曹巧媛,单片机原理及应用[M],北京:
电子工业出版社,1997.7。
2、赵秀珍,单永磊,单片微型计算机原理及其应用[M],北京:
中国水利水电出版社,2001.8。
3、张毅刚,修林成,胡振江,MCS-51单片机应用设计[M],哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社,1990.8。
4、张洪润,兰清华,单片机应用技术教程[M],北京:
清华大学出版社,1997.11。
5、李华,MCS-51系列单片机实用接口技术[M],北京:
北京航空航天大学出版社,1993.8。
6、陈景初,单片机应用系统设计与实践[M],北京:
北京航空航天大学出版社。
7、马家辰,MCS-51单片机原理与接口技术[M],哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社。
8、刘守义,单片机应用技术[M],西安:
西安电子科技大学出版社。
电气自动化教研室
2005年9月10日
1、简易电子钟总体方案的选择1
1.1、计时方案1
1.2、键盘/显示方案1
2、简易电子钟的工作原理2
2.1、实现时钟计时的基本方法2
2.2、简易电子钟的时间显示3
2.3、简易电子钟的启、停及时间调整3
3、部分电路及芯片介绍3
3.1、电源的设计3
3.1.1、各部分简介3
3.1.2、电源的设计4
3.1.3、器件的介绍6
3.2、AT89S52芯片6
3.2.1、AT89S52的结构框图6
3.2.2、AT89S52单片机的特点7
3.2.3、管脚、引线与功能7
3.2.4、总线结构9
3.2.5、电源电路介绍10
3.3、复位电路10
3.3.1、复位电路图11
3.3.2、复位电路工作原理11
3.4、时钟电路12
3.4.1、时钟振荡电路图12
3.4.2、时钟信号的产生12
3.5、键盘接口电路和显示电路12
3.5.1、键盘电路12
3.5.2、显示电路13
3.6、74LS244芯片15
4、简易电子钟元件清单16
5、软件设计17
5.1、电子钟程序流程框图17
5.1.1、主程序流程框图17
5.1.2、键扫子程序和调整运行程序流程框图17
5.1.3、中断服务程序流程框图19
5.1.4、显示子程序流程20
5.1.5、加一子程序流程框图21
5.2、电子钟总体程序清单22
6、简易电子钟的使用说明30
7、误差分析30
8、设计体会31
9、教学建议32
10、参考资料33
附录:
1、简易电子钟总体方案的选择
1.1计时方案
方案一:
采用日历时钟芯片
日历时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能,计时数据的更新每秒自动进行一次,不需程序干预。
计算机可通过中断或查询方式读取计时数据进行显示,因此计时功能的实现无需占用CPU的时间,程序简单。
此外,实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源,具备永不停止的计时功能;具有可编程方波输出功能,可用做实时测控系统的采样信号等;有的实时时钟芯片内部还带有非易失性RAM,可用来存放需长期保存但有时也需变更的数据。
由于功能完善,精度高,软件程序设计相对简单,且计时不占用CPU时间,因此,在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。
方案二:
软件控制
利用AT89S52单片机内部的定时/计数器进行中断定时,配合软件延时实现时、分、秒的计时。
该方案节省硬件成本,且能使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高,对单片机的指令系统能有更深入的了解,从而对学好单片机技术这门课程起到一定的作用。
因此,本系统设计采用此种软件控制方法来实现计时。
1.2键盘/显示方案
方案一:
采用串8155芯片扩展键盘/显示接口。
在单片机应用系统中,键盘和显示往往需要同时使用,为节省I/O口线,可将键盘和显示电路做在一起,构成实用的键盘、显示电路。
图1-1中,是采用8155的I/O口线。
8155芯片不仅具有两个8位的I/O端口(A口和B口)和一个6位的I/O端口(C口),而且还可以提供256B的静态RAM存储器和一个14位的定时/计数器,它和单片机的接口非常简单。
由于键盘与显示共用一个接口电路,因此,在软件设计中要综合考虑键盘查询与动态显示,编程比较复杂。
方案二:
采用AT89S52芯片键盘/显示。
AT89S52的P0口和P2口外接由六个LED数码管(LED5~LED0)构成的显示器,用P0口作LED的段码输出口,P2口作六个LED数码管的位控输出线,P1口外接四个按键A、B、C、D构成键盘电路。
AT89S52是一种低功耗,高性能的CMOS8位微型计算机。
它带有8KFlash可编程和擦除的只读存储器(EPROM),该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器技术制造,与工业上标准的80C51和80C52的指令系统及引脚兼容,片内Flash集成在一个芯片上,可用与解决复杂的问题,且成本较低。
AT89S52提供了8K字节Flash,256字节RAM,32线I/O口,3个16位定时器/计数器,6向量两极中断,一个双工串行口,片内根据振荡器和始终电路等标准功能。
此外,AT89S52设有静态逻辑,用与运行到零频率,并支持软件选择的两种节电运行方式、空闲方式使CPU停止工作,而允许RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统继续工作。
掉电方式下,片内振荡器停止工作,由于之中被冻结,一切功能都停止,只有片内RAM的内容被保存,直到硬件复位才恢复正常工作。
由于AT89S52具有上述的特点,且简易电子钟的功能不复杂,采用其现有的I/O便可完成,所以本书中采用此的设计方案,结构如图1-2如示。
2、简易电子钟的工作原理
2.1实现时钟计时的基本方法
利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计数。
(1)计数初值计算:
把定时器设为工作方式1,定时时间为50ms,则计数溢出20次即得时钟计时最小单位秒,而100次计数可用软件方法实现。
假设使用T/C0,方式1,50ms定时,fosc=12MHz。
则初值X满足(216-X)×1=50000
X=15536→0011110010110000→3CB0H
(2)采用中断方式进行溢出次数累计,计满20次为秒计时(1秒);
(3)从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现。
2.2简易电子钟的时间显示
简易电子钟的时钟时间在六位数码管上进行显示,因此,在内部RAM中设置显示缓冲区共6个单元。
LED5LED4LED3LED2LED1LED0
7EH7DH7CH7BH7AH79H
显示缓冲区从左至右依次存校时,分、秒的数值。
2.3简易电子钟的启、停及时间调整
简易电子钟设置4个按键通过程序控制来完成电子钟的启、停及时间调整。
A键控制电子钟的启、停;
B键调整时;
C键调整分;
D键调整秒。
3、部分电路及芯片介绍
3.1电源的设计
电源的稳压电路根据调整元件类型可分为电子管稳压电路、三极管稳压电路、可控硅稳压电路,集成稳压电路等;根据调整元件与向载连接方法,可分为并联型和串联型;根据调整元件工作状态不同,可分为线性和开关稳压电路。
该设计中采用了线性工作状态的线性集成稳压电源。
我们知道直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成,设计框图如图3-1所示:
3.1.1各部分简介
(1)电源变压器
电源变压器作用是将电网220V的变流电压V1变换成整流滤波电路所需的变流电压V2。
变压器副边与原边的功率比P2/P1=η,式中η为变压器的效率。
(2)整流滤波电路
整流电路将交流电压变成单向脉动的直流电压;滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成份,合之成为平滑的直流电压。
常用的整流电路有全波整流电路、单相半流整流电路、桥式整流电路、及倍压
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 并行口 电子钟 设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)