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主要单元电路的设计………………………………………………7
单片机主控制模块的设计……………………………………………7
时钟电路模块的设计………………………………………………8
三、系统的软件设计……………………………………………9
程序流程框图……………………………………………………9
电子时钟计算程序图…………………………………………10
调整流程图…………………………………………………11
程序设计………………………………………………………12
四、致谢词……………………………………………………15
参考文献………………………………………………………15
附录:
proteus仿真图……………………………………………16
一.方案的确定
单片机芯片的选择方案
方案1:
采用89C51芯片作为硬件核心,采用FlashROM,内部具有4KBROM存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,实验室学生用的较多的也较为熟悉的处理单元。
方案2:
采用AT89S52,片内ROM全都采用FlashROM;
能以3V的超底压工作;
同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KBROM存储空间,同样具有89C51的功能,但AT89S52性价比不高。
所以选择采用89C51作为主控制系统。
显示方案
方案一:
硬件方案:
采用51单片机作为控制单元,显示器采用6位LED数码管(共阳),可分别显示时间或日期;
(通过KB键可切换),显示器的驱动采用动态扫描电路形式。
所需的驱动电流比静态驱动时要大,因此要增加驱动电路。
可采用74LS244或者晶体管;
其中74ls244是用来驱动段选码,晶体管是驱动位选码。
软件方案:
“时钟”基准时间由单片机内部定时中断来提供,定时时间应该乘以一个整数得到“秒”,且不宜太长或太短,最长不能超过16位定时器的最长定时时间,最短不能少于定时中断服务程序的执行时间。
一般来说,基准时间越短,越有利于提高时钟运行的精确度。
本实验定时5ms乘以一个整数200得到1秒,用一个计数器(R4)对定时中断的次数进行计数,从而可以实现“秒”定时,同理可以实现“分”定时和“时”定时,甚至于“日”、“月”、“年”定时。
设计电路图如下图所示:
方案二:
同样采用51单片机作为核心控制单元,采用7SEG-MPX6对时间进行显示,同时为了节省I/O口线采用MAX7221,
由于此方案也是采用51单片机作为控制单元,软件方案同方案一。
方案二设计的电路图如下图所示:
从电路图可以看出显示方案二比方案一要简单得多,看起来直观,硬件连接也相对容易,出错的几率也小得多。
因此采用方案二作为显示模块。
时钟芯片的选择方案
直接采用单片机定时计数器提供秒信号,使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。
采用此种方案虽然减少芯片的使用,节约成本,但是,实现的时间误差较大。
所以不采用此方案。
采用DS1302时钟芯片实现时钟,DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片,可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数,而且精度高,位的RAM做为数据暂存区,工作电压~范围内,时耗电小于300nA。
二.系统的硬件设计与实现
电路设计框图:
89C51主控模块
主要单元电路的设计
晶振模块
显示模块
单片机主控制模块的设计
MCS-51单片机共有4个8位的I/O口(P0、P1、P2、P3),每一条I/O线都能独立地作输出或输入。
单片机的最小系统如下图所示,
时钟模块
时钟电路模块的设计
下图为DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源,Vcc2为主电源。
在主电源关闭的情况下,也能保持时钟的连续运行。
DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。
X1和X2是振荡源,外接32.768KHz晶振。
RST是复位/片选线,通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。
RST输入有两种功能:
首先,RST接通控制逻辑,允许地址/命令序列送入移位寄存器;
其次,RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。
当RST为高电平时,所有的数据传送被初始化,允许对DS1302进行操作。
如果在传送过程中RSTS置为低电平,则会终止此次数据传送,I/O引脚变为高阻态。
上电动行时,在Vcc大于等于之前,RST必须保持低电平。
中有在SCLK为低电平时,才能将RST置为高电平,I/O为串行数据输入端(双向)。
SCLK始终是输入端。
三、系统的软件设计
程序流程框图
电子时钟计算程序图
调整流程图
程序设计
根据流程图的思路采用汇编语言编写程序,程序代码如下:
DSRSTBIT
DSCLKBIT
DSIOBIT
DINBIT
CSBIT
CLKBIT
D158EQU30H
D70EQU31H
ADDRESSEQU32h
CONTENTEQU33h
COMMANDEQU34h
SECONDequ35h
MINITEequ36h
HOURequ37h
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0030H
MAIN:
LCALLINTI7221
LCALLINTI1302
LOOP:
LCALLREAD1302
LCALLCONVERT
LCALLDELAY
LCALLDISPLAY
SJMPLOOP
;
DS1302初始化
INTI1302:
MOVADDRESS,#8EH
MOVCONTENT,#00H
LCALLSENT_BYTE
MOVADDRESS,#90H
MOVCONTENT,#0A7H;
慢充电寄存器
READ1302:
MOVADDRESS,#81h
LCALLREV_BYTE
MOVSECOND,A
MOVADDRESS,#83h
MOVMINITE,A
MOVADDRESS,#85h
MOVHOUR,A
RET
SENT_BYTE:
CLRDSRST
CLRC
NOP
CLRDSCLK
SETBDSRST
MOVA,ADDRESS
MOVR3,#2
MOVR2,#8
LOOP0:
RRCA
MOVDSIO,C
SETBDSCLK
DJNZR2,LOOP0
MOVA,CONTENT
DJNZR3,LOOP0
CLRDSRST
RET
REV_BYTE:
PUSH02H
RDDS0:
DJNZR2,RDDS0
CLRA
RDDS1:
MOVC,DSIO
RRCA
DJNZR2,RDDS1
POP02H
CONVERT:
mova,hour
anla,#0f0h
swapa
mov40h,a
anla,#0fh
mov41h,a
mova,minite
mov42h,a
mov43h,a
mova,second
mov44h,a
mov45h,a
ret
INTI7221:
MOVD158,#09H
MOVD70,#0FFH
LCALLWRITE
MOVD158,#0AH
MOVD70,#0EH
LCALLWRITE
MOVD158,#0BH
MOVD70,#05H
MOVD158,#0CH
MOVD70,#01H
LCALLWRITE
MOVD158,#0FH
MOVD70,#00H
DISPLAY:
MOVR6,#6
MOVR5,#0
movR0,#40h
DIGIT:
MOVA,R5
MOVDPTR,#TAB1
MOVCA,@A+DPTR
MOVD158,A
MOVD70,@R0
INCR0
INCR5
DJNZR6,DIGIT
ORG0250H
WRITE:
CLRCS
MOVA,D158
LOOP00:
MOVR2,#8
LOOP11:
CLRCLK
RLCA
MOVDIN,C
SETBCLK
DJNZR2,LOOP11
MOVA,D70
DJNZR3,LOOP00
SETBCS
TAB1:
DB01H,02H,03H,04H,05H,06H
TAB2:
DB00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H
;
time:
1ms
12MHz
DELAY:
MOVR7,#200
DEL0:
MOVR6,#243
DJNZR6,$
DJNZR7,DEL0
END
致谢词
感谢学院给我们提供了一个展现自己的舞台,给我们一次难得煅炼的机会,使得我们的动手能力和专业技能都有了很大的提高。
在做作品的日子里得到了张晓虎老师的悉心指导,在此向我们的指导教师致以诚挚的谢意。
感谢提供相关技术帮助的老师和同学,你们的支持和鼓励使我们对这次的作品完成有了信心和动力,也给了我们很多无私的帮助和支持,我们在此深表谢意。
参考文献
1刘勇编数字电路电子工业出版社2004
2陈正振编电子电路设计与制作广西交通职业技术学院信息工程系2007
3杨子文编单片机原理及应用西安电子科技大学出版社2006
4王法能编单片机原理及应用科学出版社2004
附:
proteus仿真图
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 数字 万年历 课程设计