单片机51实习报告之电子钟文档格式.docx
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2、特点4
3、工作机制5
六、74HC595简介6
1.特点…………………………………………………………………….6
2、输出能力6
3、应用6
七、74LS138简介8
八、电子钟的显示设计9
1.主程序:
9
2.数码管显示模块:
11
3.定时器/计数器T0中断服务程序:
12
4.外部中断服务程序:
14
九.设计程序:
15
十程序调试及显示:
18
1.调试程序18
2.下载实验箱运行19
十一、实习心得20
十二、参考文献21
电子时钟设计
一、实习目的
1、学会看原理图,并根据原理图编写相应的程序完成相应的实习要求。
2、掌握51单片机的功能及用途,熟悉SPI总线和74HC595的应用。
3、熟练掌握C语言对SPI总线的写入。
4、正确应用中断程序的中断触发程序,掌握数码管显示的原理和控制方法。
5、掌握电子钟的基本程序设计和调试方法。
二、实习要求
1、用单片机完成在数码管上显示小时-分钟-秒。
2、编写程序实现电子钟,可以用按键对时间进行校正。
3、设计一个电子钟钟,可以对电子钟进行启动和停止,具有整点报时功能。
三、实习环境
1、上机利用编写,利用keil4进行调试。
2、编译通过后下载到DVCC-51/AVR-1试验箱进行验证。
四、.单片机
1、单片机的概述
人们过去把单片机微型计算机简称单片机,这个称谓一直延续至今。
但在国际上,单片机一词的英文表达式还是有一定的演变的。
最初单片机一词是源于“SingleChipMicrocomputer”,因此简称SCM。
随着SCM在技术上.体系结构上不断扩展其控制功能,单片机已不能用“单片微型计算机”来准确表达其内涵。
国际上逐渐采用MCU(MicroControllerUnit)来代替。
这就形成了日前单片机界公认的最终统一的名词。
2、单片机的基本结构
单片机是由8个大的部分组成的,这8个部分分别是中央处理器(CPU).数据存储器(RAM).程序存储器(ROM/EPROM).输入、输出接口(I/O),又分为P0口P1口P2口和P3口,可编程串行口,定时、计数器,中断系统及特殊功能寄存器。
(1)AT89C52单片机的结构
图2-1
图2-1是AT89S51单片机引脚配置图,40个引脚中,正电源和接地两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。
引脚说明如下:
①Pin20:
接地线
②Pin40:
正电源接脚。
正常工作或对片内EPROM烧写程序时,AT89S51可以接4.5~5.5V范围内的直流正电源,一般取代+5V作为电源使用
③Pin19:
时钟XTAL1脚,片内振荡电路的输入端
④Pin18:
时钟XTAL2脚,片内振荡电路的输出端
⑤输入/输出(I/O)引脚:
Pin39~Pin32为P0.0~P0.7输入/输出脚,Pin1~Pin8为P1.0~P1.7输入/输出脚,Pin21~Pin28为P2.0~P2.7输入/输出脚,Pin10~Pin17为P3.0~P3.7输入/输出脚。
⑥Pin9:
RST复用信号复用脚。
(当单片机通电后,时钟电路开始工作,在RST引脚上出现24个时钟周期以上的高电平,系统即初始复位。
初始化后,程序计数器PC指向0000H,P0~P3输出口全部为高电平,堆栈指针写入07H,其他专用寄存器被清“0”,RST由高电平变为低电平后,系统即从0000H地址开始执行程序。
⑦Pin30:
ALE/PROGALE,当访问外部程序存储器时,ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低字节,而访问内部程序存储器时,ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号,这个信号可以识别单片机是否在工作,也可以当作一个时钟周期向外输出;
还有一个特点,当访问外部程序存储器时,ALE会跳过一个脉冲。
如果单片机是EPROM在编程期间,PROG将用于输入编程脉冲。
⑧Pin29:
PESN,当访问外部程序存储器时,此引脚输出负脉冲选通信号,PC的16位地址数据将出现在P0和P3口上,外部程序存储器则把指令数据放到P0口上,由CPU读入并执行。
⑨Pin31:
EA/VPP,程序存储器的内外部选通线。
(2)AT89S51单片机的内部结构
AT89S51内部结构图
a、中央处理器(CPU):
主要由运算器和控制器构成;
运算器主要包括算术与逻辑运算部件ALU,累加器ACC,寄存器B,存器TMP1和TMP2,程序状态字寄存器PSW、布尔存储器和十进制调整电路等
b、存储器:
由片内程序存储器和片外程序存储器,片内数据存储器、片外数据存储器。
c、输入/输出(I/O)端口:
由并行I/O端口和串行I/O端口
d、定时/计数器
e、中断系统
五、SPI总线简介
1、概述.
SPI,SerialPerripheralInterface,串行外围设备接口,是Motorola公司推出的一种同步串行接口技术.SPI总线在物理上是通过接在外围设备微控制器(PICmicro)上面的微处理控制单元(MCU)上叫作同步串行端口(SynchronousSerialPort)的模块(Module)来实现的,它允许MCU以全双工的同步串行方式,与各种外围设备进行高速数据通信.
SPI主要应用在EEPROM,Flash,实时时钟(RTC),数模转换器(ADC),数字信号处理器(DSP)以及数字信号解码器之间.它在芯片中只占用四根管脚(Pin)用来控制以及数据传输,节约了芯片的pin数目,同时为PCB在布局上节省了空间.正是出于这种简单易用的特性,现在越来越多的芯片上都集成了SPI技术.
2、特点
(1)采用主-从模式(Master-Slave)的控制方式
SPI规定了两个SPI设备之间通信必须由主设备(Master)来控制次设备(Slave).一个Master设备可以通过提供Clock以及对Slave设备进行片选(SlaveSelect)来控制多个Slave设备,SPI协议还规定Slave设备的Clock由Master设备通过SCK管脚提供给Slave设备,Slave设备本身不能产生或控制Clock,没有Clock则Slave设备不能正常工作.
(
2)采用同步方式(Synchronous)传输数据
Master设备会根据将要交换的数据来产生相应的时钟脉冲(ClockPulse),时钟脉冲组成了时钟信号(ClockSignal),时钟信号通过时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)控制着两个SPI设备间何时数据交换以及何时对接收到的数据进行采样,来保证数据在两个设备之间是同步传输的.
3)数据交换(DataExchanges)
SPI设备间的数据传输之所以又被称为数据交换,是因为SPI协议规定一个SPI设备不能在数据通信过程中仅仅只充当一个"
发送者(Transmitter)"
或者"
接收者(Receiver)"
.在每个Clock周期内,SPI设备都会发送并接收一个bit大小的数据,相当于该设备有一个bit大小的数据被交换了.
一个Slave设备要想能够接收到Master发过来的控制信号,必须在此之前能够被Master设备进行访问(Access).所以,Master设备必须首先通过SS/CSpin对Slave设备进行片选,把想要访问的Slave设备选上.
在数据传输的过程中,
每次接收到的数据必须在下一次数据传输之前被采样.如果之前接收到的数据没有被读取,那么这些已经接收完成的数据将有可能会被丢弃,
导致SPI物理模块最终失效.因此,在程序中一般都会在SPI传输完数据后,去读取SPI设备里的数据,即使这些数据(DummyData)在我们的程序里是无用的.
3、工作机制
2011-03-1216:
22上传
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上图只是对SPI设备间通信的一个简单的描述,下面就来解释一下图中所示的几个组件(Module):
SSPBUF,SynchronousSerialPortBuffer,泛指SPI设备里面的内部缓冲区,一般在物理上是以FIFO的形式,保存传输过程中的临时数据;
SSPSR,SynchronousSerialPortRegister,泛指SPI设备里面的移位寄存器(ShiftRegitser),它的作用是根据设置好的数据位宽(bit-width)把数据移入或者移出SSPBUF;
Controller,泛指SPI设备里面的控制寄存器,可以通过配置它们来设置SPI总线的传输模式.
通常情况下,我们只需要对上图所描述的四个管脚(pin)进行编程即可控制整个SPI设备之间的数据通信:
SCK,SerialClock,主要的作用是Master设备往Slave设备传输时钟信号,控制数据交换的时机以及速率;
SS/CS,SlaveSelect/ChipSelect,用于Master设备片选Slave设备,使被选中的Slave设备能够被Master设备所访问;
SDO/MOSI,SerialDataOutput/MasterOutSlaveIn,在Master上面也被称为Tx-Channel,作为数据的出口,主要用于SPI设备发送数据;
SDI/MISO,SerialDataInput/MasterInSlaveOut,在Master上面也被称为Rx-Channel,作为数据的入口,主要用于SPI设备接收数据;
SPI设备在进行通信的过程中,Master设备和Slave设备之间会产生一个数据链路回环(DataLoop),就像上图所画的那样,通过SDO和SDI管脚,SSPSR控制数据移入移出SSPBUF,Controller确定SPI总线的通信模式,SCK传输时钟信号.
六、74HC595简介
74HC595是8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器,具有高阻关断状态。
1、1、特点:
(1)、8位串行输入
(2)、8位串行或并行输出
(3)、存储状态寄存器,三种状态
(4)、输出寄存器可以直接清除
(5)、100MHz的移位频率
2、输出能力
(1、)并行输出,总线驱动
(2)、串行输出;
标准
(3)、中等规模集成电路
3、应用
串行到并行的数据转换Remotecontrolholdingregister.
(1)、描述
595是告诉的硅结构的CMOS器件,兼容低电压TTL电路,遵守JEDEC标准。
595是具有8位移位寄存器和一个存储器,三态输出功能。
移位寄存器和存储器是分别的时钟。
数据在SCHcp的上升沿输入,在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。
如果两个时钟连在一起,则移位寄存器总
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- 单片机 51 实习 报告 电子钟
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