8225A芯片实现实时闹钟信息工程专业单片机课程设计报告.docx
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8225A芯片实现实时闹钟信息工程专业单片机课程设计报告
摘要
20世纪末,电子技术取得了飞速的进展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的进展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节拍也愈来愈快。
数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品,普遍用于个人家庭和办公室等公开场合,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
由于数字集成电路技术的进展和采纳了先进的石英技术,使数字钟具有走时准确、性能稳固、携带方便等优势,它还用于计时、自动报时及自动操纵等各个领域。
尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售,价钱廉价、利用也方便,但鉴于数字钟电路的大体组成包括了数字电路的要紧组成部份,因此进行数字钟的设计是必要的,研究数字钟及扩大其应用,有着超级现实的意义。
单片机数字时钟确实是其中的一款设计。
它具有编程灵活,便于电子钟功能的扩充,即可用该电子钟发出各类操纵信号,精准度高等特点,同时能够用该电子钟发出各类操纵信号。
单片机数字钟是单片机为核心。
时钟,本设计是以单片机AT89S52配备LED数码显示管,数字钟采纳24小时制方式显示时刻,带有年月日、秒表和闹钟功能。
本设计打算采纳蜂鸣器做提示,因没有蜂鸣器因此采纳闪灯来提示。
令人不单单是通过视觉来感受单片机数字钟带来的方便。
而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种,通过本次课程设计进一步对单片机学习和应用,从而更熟悉单片机的原理和相关设计并提高了开发软、硬件的能力。
本设计要紧设计一个基于80C51单片机的电子时钟,并在LED上显示相应的时刻,通过两个操纵键和4×4键盘来实现时刻的调剂功能。
应用Proteus软件实现单片机数字时钟系统的设计与仿真。
关键词:
单片机80C51数字时钟汇编语言C语言
第一章设计要求
课程设计是工科学生十分重要的实践教学环节,通过课程设计,培育学生综合运用先修课程的理论知识和专业技术,解决工程领域某一方面实际问题的能力。
课程设计报告是科学论文写作的基础,不仅能够培育和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力,也是标准课程设计教学要求、反映课程设计教学水平的重要依据。
为了增强课程设计教学治理,提高课程设计教学质量,特拟定如下大体要求。
1.课程设计教学一样可分为设计项目的选题、项目设计方案论证、项目设计结果分析、答辩等4个环节,每一个环节都应有必然的考核要求和考核成绩。
2.课程设计项目的选题要符合本课程设计教学大纲的要求,该项目应能突出学生实践能力、设计能力和创新能力的培育;该项目有必然的有效性,且学生通过尽力在规定的时刻内是能够完成的。
3.项目设计方案论证要紧包括可行性设计方案论证、从可行性方案中确信最正确方案,实施最正确方案的软件程序、硬件电路原理图和PCB图。
项目设计方案论证内容记录于课程设计报告书第三项中,项目设计方案论证要紧考核设计方案的正确性、可行性和创新性,考核成绩占30%左右。
4.项目设计结果分析要紧包括项目设计与制作结果的工艺水平,项目测试性能指标的正确性和完整性,项目测试中显现故障或错误缘故的分析和处置方式。
5.学生在课程设计进程中应认真阅读与本课程设计项目相关的文献,培育自己的阅读爱好和适应,借以启发自己的思维,提高综合分和明白得能力。
6.答辩是课程设计中十分重要的环节,由课程设计指导教师向答辩学生提出2~3个问题,通过答辩可进一步了解学生对课程设计中理论知识和实际技术把握的程度,和对问题的明白得、分析和判定能力。
7.学生应在课程设计周内认真参加项目设计的各个环节,按时完成课程设计报告书交给课程设计指导教师评阅。
8.课程设计报告书是实践教学水平评估的重要资料,应按课程、班级集成存档交实验室统一治理。
课程设计项目名称
实时时钟显示电路设计
项目设计目的及技术要求
1.最小单片机系统:
其作用是和外围的时钟芯片通信,并操纵数据传输进程,搜集时刻信息并予以处置;
可编程并行I/O口接口芯片:
它是本设计的核心模块,由它提供实时的日历时钟信息;
数码管显示模块:
此模块用于实不时钟信息显示;
程序部份包括单片机和8255A芯片的接口程序(实现单片机和8255A之间的数据传输进程)和液晶显示程序。
第二章整体方案
方案开发的大体要求
采纳LED数码管动态扫描,LED数码管事实上是由七个发光管组成8字形组成的,加上小数点确实是8个。
这些段别离由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。
当数码管特定的段加上电压后,这些特定的段就会发亮,以形成咱们眼精看到字样了。
LED数码管价钱适中,关于显示数字最适合,而且采纳动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少。
LED数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码,从而显示出咱们要的数位,因此依照LED数码管的驱动方式的不同,能够分为静态式和动态式两类,最正确方案是采纳LED数码管动态扫描显示。
硬件电路设计
依照系统设计功能的要求,电路系统组成框图如图1所示。
主控芯片利用52系列AT89S52单片机。
LED数码管
单片机
89C52
复位电路
键盘控制电路
8255A芯片
图1实不时钟电路系统组成框图
单片机最小系统电路
单片机最小系统是最小的单片机系统,没有市场上买的有那么多功能。
通过自己喜爱的作用来扩展电路板。
电路简单,那个电路通过扩展时钟电路,数码管显示电路来实现实不时钟电路显示。
单片机最小系统电路图
图3AT89C52芯片引脚
89C52是INTEL公司MCS-51系列中大体的产品,它采纳ATMEL公司靠得住的CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机,属于标准的MCS-51的HCMOS产品。
它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特点,它基于标准的MCS-51单片机体系结构和,属于89C51增强型单片机版本,集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能,适合于类似马达操纵等应用处合。
89C52内置8位、256字节内部数据RAM、8k片内(ROM)32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位按时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工口,片内时钟振荡电路。
另外,89C52还可工作于低功耗模式,可通过两种选择空闲和掉电模式。
在空闲模式下冻结CPU而RAM、和维持其功能。
掉电模式下,保留RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。
89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。
管脚说明:
VCC:
供电电压。
GND:
接地。
P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8个TTL门电流。
当P0口的管脚第一次写“1”时,被概念为输入。
P0能够用于外部程序数据,它能够被概念为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,现在P0外部必需被拉高。
P1口:
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4个TTL门电流。
P1口管脚写入“1”后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外手下拉为低电平常,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和。
P3口:
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外手下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口作为AT89C51的一些特殊功能口,管脚备选功能
RXD(串行输入口)
TXD(串行输出口)
/INT0(0)
/INT1(外部中断1)
T0(计时器0外部输入)
T1(计时器1外部输入)
/WR(外部数据存储器写选通)
/RD(外部数据存储器读选通)
RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要维持RST脚两个的高电平常刻。
ALE/PROG:
当访问外部存储器时,许诺的用于锁存地址的地位字节。
在FLASH期间,此用于输入编程脉冲。
在平常,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于按时目的。
但是要注意的是:
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
现在,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起用。
另外,该引脚被略微拉高。
若是在外部ALE禁止,置位无效。
/PSEN:
外部的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每一个机械周期两/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不显现。
/EA/VPP:
当/EA维持低电平常,那么在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是不是有内部程序存储器。
注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端维持高电平常,其间内部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1:
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:
来自反向振荡器的输出。
复位电路
RST复位输入端。
当振荡器运行时,在该引脚上显现两个机械周期的高电平将使单片机复位。
89C52单片机的最小系统,包括晶振电路,复位电路,确保系统的操纵部份。
P0端口用作地址/数据复用总线AD[0~7],和日历时钟芯片相连。
P1端口用作数码管的段码接口,由于本设计的显示可不能显现小数点,因此只利用了a、b、c、d、e、f、g,而没有利用dp(小数点)段。
P2端口的~作为数码管的位码接口,它们需要通过4-16译码电路和驱动电路来操纵13位数码管的位码选择。
P2端口的在反相以后为日历时钟芯片提供片选信号,需要反相是因为该片选信号为低电平有效。
单片机的(/RD)、(/WR)引脚和日历时钟芯片的读、写引脚直接相连,它们均为低电平有效。
高低电位复位电路
8255可编程并行I/O口接口芯片
8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片,有3个8位并行I/O口。
具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片(40引脚)。
其各口功能可由软件选择,利用灵活,通用性强。
8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。
8255作为主机与外设的连接芯片,必需提供与主机相连的3个总线接口,即数据线、地址线、操纵线接口。
同时必需具有与外设连接的接口A、B、C口。
由于8255可编程,因此必需具有逻辑操纵部份,因此8255内部结构分为3个部份:
与CPU连接部份、与外设连接部份、操纵部份。
特性
1.一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口。
2.具有24个可编程设置的I/O口,即3组8位的I/O口,别离为PA口、PB口和PC口。
它们又可分为两组12位的I/O口:
A组包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B组包括B口及C口(低4位,PC0~PC3)。
A组可设置为大体的I/O口,闪控(STROBE)的I/O闪控式,双向I/O三种模式;B组只能设置为大体I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由操纵寄放器的操纵字决定.
引脚说明
RESET:
复位输入线,当该输入端处于高电平常,所有内部寄放器(包括操纵寄放器)均被清除,所有I/O口均被置成输入方式。
CS:
芯片选择信号线,当那个输入引脚为低电平常,即CS=0时,表示芯片被选中,许诺8255与CPU进行通信;CS=1时,8255无法与CPU做数据传输。
RD:
读信号线,当那个输入引脚为低电平常,即RD=0且CS=0时,许诺8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息,即CPU从8255读取信息或数据。
WR:
写入信号,当那个输入引脚为低电平常,即WR=0且CS=0时,许诺CPU将数据或操纵字写入8255。
D0~D7:
三态双向数据总线,8255与CPU数据传送的通道,当CPU执行输入输出指令时,通过它实现8位数据的读/写操作,操纵字和状态信息也通过数据总线传送。
PA0~PA7:
端口A输入输出线,一个8位的数据输出锁存器/缓冲器,一个8位的数据输入锁存器。
PB0~PB7:
端口B输入输出线,一个8位的I/O锁存器,一个8位的输入输出缓冲器。
PC0~PC7:
端口C输入输出线,一个8位的数据输出锁存器/缓冲器,一个8位的数据输入缓冲器。
端口C能够通过工作方式设定而分成2个4位的端口,每一个4位的端口包括一个4位的锁存器,别离与端口A和端口B配合利用,可作为操纵信号输出或状态信号输入端口。
A1,A0:
地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和操纵寄放器。
当A1=0,A0=0时,PA口被选择;
当A1=0,A0=1时,PB口被选择;
当A1=1,A0=0时,PC口被选择;
当A1=1.A0=1时,操纵寄放器被选择。
蜂鸣器的工作原理
如下图,蜂鸣器的正极接到VCC(+5V)电源上面,蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E,三极管的基级B通过限流电阻R1后由单片机的引脚操纵,当输出高电平常,三极管T1截止,没有电流流过线圈,蜂鸣器不发声;当输出低电平常,三极管导通,如此蜂鸣器的电流形成回路,发作声音。
因此,咱们能够通进程序操纵脚的电平来使蜂鸣器发作声音和关闭。
软件设计
时刻调剂原理框图
主程序流程图
第三章总结
硬件设计单片机AT89C52,它是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处置器。
单片机是很容易受干扰的操纵器,当采纳外部晶振时,应尽可能让其靠近单片机减少对其干扰,避免程序乱飞现象。
软件设计中要完成键值处置,按时中断,延时,键盘扫描,显示等功能。
合理利用能够减少CPU利用资源,具有执行效率高等优势。
我想这是一次意志的考验,是对我实际能力的一次提升,也会对我以后的学习和工作有专门大的帮忙。
在设计的进程中碰到困难我就及时和我的指导教师联系,在教师的帮忙下,困难一个一个解决掉,设计也慢慢成型。
这次设计的进程是一次再学习,再提高的进程。
本次让咱们体味到设计电路、连接电路、调测电路进程中的乐苦与甜。
设计是咱们以后必需的技术,这次实习恰恰给咱们提供了一个应用自己所学知识的机遇,从到图书馆查找资料到对电路的设计对电路的调试再到最后电路的成型,都对我所学的知识进行了查验。
同时在设计的进程中,碰到了一些以前没有见到过的元件,可是通过查找资料来学习这些元件的功能和利用。
制作进程是一个考验人耐心的进程,不能有丝毫的急躁,马虎,对电路的调试要一步一步来,不能急躁,因为是在电脑上调试,比较慢,又要求咱们有一个比较正确的调试方式,像把频率调准等等。
这又要咱们要灵活处置,在不阻碍实验的前提下能够加速进度。
合理的分派时刻。
在设计操纵电路的时候,咱们能够连接显示和时钟电路,如此就加速了完成的进度。
最重要的是要熟练地把握讲义上的知识,如此才能对实验中显现的问题进行分析解决。
第四章参考文献
【1】单片机原理与嵌入式系统设计:
原理、应用、proteus仿真、实验设计/张齐,朱宁西,毕盛编著。
北京:
电子工业出版社,2020
【2】李希文.电子测量技术西安电子科技大学出版社2020
【3】朱善君等.单片机接口技术与应用。
北京:
清华大学出版社,2005
【4】马忠梅等.单片机的C语言应用设计。
北京:
北京航空航天大学出版社,1999
【5】周润景等.PROTEUS入门有效教程。
北京:
机械工业出版社,2007
【6】朱清慧等.Proteus教程----电子线路设计、制版与仿真。
北京:
清华大学出版社,2020
【7】张齐.单片机应用系统设计技术----基于C51的proteus仿真。
北京:
电子工业出版社,2020
【8】谭浩强.C++程序设计.北京:
清华大学出版社.2020.
【9】邱关源.电路(第五版).北京:
高等教育出版社.2006.
附录
一、仿真图:
二、程序清单:
#include<>
#include<>
#definePAXBYTE[0x0000]
#definePBXBYTE[0x2000]
#definePCXBYTE[0x4000]
#defineCMDXBYTE[0x6000]
sbitup=P1^0;
sbitdown=P1^1;
sbitFMQ=P1^3;
bitflag_TR=0;
unsignedcharflag_SET=0,shi=0,fen=0,miao=0,temp=0,i;
unsignedcharshu[10]={
0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90
};
voidinit()
{
IE=0x87;
TMOD=0x01;
TH0=0x4c;
TL0=0X00;
TCON=0x05;
CMD=0x80;
}
voiddelay(unsignedintm)
{
unsignedcharcount;
while(m!
=0)
{
for(count=0;count<239;count++){}
m--;
}
}
voiddisplay(unsignedcharshi,unsignedcharfen,unsignedcharmiao)
{
unsignedcharshi0,shi1,fen0,fen1,miao0,miao1;
shi0=shi/10;shi1=shi%10;
fen0=fen/10;fen1=fen%10;
miao0=miao/10;miao1=miao%10;
PA=0x80;
PB=shu[shi0];
delay(5);
PA=0x40;
if(flag_SET==3&&!
flag_TR)
PB=shu[shi1]&0x7f;
else
PB=shu[shi1];
delay(5);
PA=0x20;
PB=shu[fen0];
delay(5);
PA=0x10;
if(flag_SET==2&&!
flag_TR)
PB=shu[fen1]&0x7f;
else
PB=shu[fen1];
delay(5);
PA=0x08;
PB=shu[miao0];
delay(5);
PA=0x04;
if(flag_SET==1&&!
flag_TR)
PB=shu[miao1]&0x7f;
else
PB=shu[miao1];
delay(5);
}
voidmain()
{
init();
while
(1)
{
display(shi,fen,miao);
if(flag_TR==0)
{
TR0=0;
if(flag_SET==1&&up==0)
{
while(up==0);
miao++;
if(miao==60)miao=0;
}
if(flag_SET==1&&down==0)
{
while(down==0);
miao--;
if(miao>60)miao=59;
}
if(flag_SET==2&&up==0)
{
while(up==0);
fen++;
if(fen==60)fen=0;
}
if(flag_SET==2&&down==0)
{
while(down==0);
fen--;
if(fen>60)fen=59;
}
if(flag_SET==3&&up==0)
{
while(up==0);
shi++;
if(shi==24)shi=0;
}
if(flag_SET==3&&down==0)
{
while(down==0);
shi--;
if(shi>24)shi=23;
}
}
if(flag_TR==1)
{
TR0=1;
}
if(flag_TR==1&&fen==0&&miao==0)
{
for(i=0;i { FMQ=0; delay(300); FMQ=1; delay(300); } while(miao==0); } } } voidtimer0()interrupt1 { EA=0; TH0=0x4c; TL0=0x00; flag_SET=0; temp++; if(temp==20) { temp=0; miao++; } if(miao==60) { miao=0; fen++; } if(fen==60) { fen=0; shi++; } if(shi==24) { shi=0; } EA=1; } voidint_0()interrupt0 { EA=0; flag_TR=! flag_TR; EA=1; } voidint_1()interrupt2 { EA=0; if(! flag_TR) flag_SET++; flag_SET%=4; EA=1; }
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