plc实训报告了解七段数码显示数字的原理.doc

1、辽源职业技术学院实习报告用纸目录第一章 方案选择及总体设计（一）、设计目的（二）、设计设备（三）、设计原理第二章 硬件设计及电路图 第三章 软件设计及程序清单 (一)软件设计 (二)程序清单第四章 实物制作及调试说明第五章 结论第六章 附录引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，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发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，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要

2、事情，一时的耽误可能酿成大祸。例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。尤其在医院，每次护士都会给病人作皮试，测试病人是否对药物过敏。注射后，一般等待5分钟，一旦超时，所作的皮试试验就会无效。手表当然是一个好的选择，但是，随着接受皮试的人数增加，到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。所以，要制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为

3、基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 单片机技术是高等院校电类专业的一门重要技术基础课，也是现代控制类、机电类和计算机类各专业的一门必修课程。如果要在理论中实践真理真正的学习到实用的知识，课程设计是必要的过程。MCS-51单片机的内部结构和工作原理、指令系统和汇编语言程序设计、存储器扩张和中断系统、I/O接口和总线等问题，都在课程设计中得到了很好的体现，并在此基础上讨论单片机应用系统的设计方法，以培养学生在工程应用中解决实际问题的能力。 本次课程设计是现代单片机及其接口芯片都是用大规模或超大规模集成电路工艺制成的，它惯有数字电子技术中分析和理解芯片内部工作原理的知识。在课

4、题中单片机中的AT89C2051制作简易电子钟。电子钟是智能化器仪表的一种，它可广泛应用于工业、农业、日常生活等领域。它以微控制器为核心，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，是钟表发展的新方向，具有一定的实用价值。第一章 方案选择及总体设计（一）、设计目的1.进一步掌握定时器的使用和编程方法。2.了解七段数码显示数字的原理。3掌握一个段锁存器，一个位锁存器同时显示多位数字的技术4.利用定时器1定时中断，控制电子钟走时，利用实验箱上的六个数码管显示分、秒，做成一个电子钟。显示格式为：00年00月00日定时时间常数计算方法为：定时器1工作于方式1，晶振频率为

5、12MHZ，：（二）、设计设备EL-MUL-III单片机试验箱、AT89C2051CPU模块(三)、设计原理本试验采用动态显示。动态显示就是一位一位地轮流点亮显示器的各个位（扫描）。将AT89C2051CPU的P1口当作一个位锁存器使用，74LS273作为段锁存器第二章 硬件设计及电路图（一）设计电路（二）PCB图（二）AT89C2051芯片介绍1内部结构AT89C2051是一带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储器（EEPROM）的低电压，高性能8位CMOS微处理器。它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS-51指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPLI和闪速存

6、储器，ATMEL的AT89C2051是一强劲的微型处理器，它对许多嵌入式控制应用提供一定高度灵活和成本低的解决办法。 AT89C2051提供以下标准功能：2K字节闪速存储器，128字节RAM，15根I/O口，两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，一个精密模拟比较器以及两种可选 的软件节电工作方式。空闲方停止CPU工作但允许RAM、定时器/计数器、串行工作口和中断系统继续工作。掉电方式保存RAM内容但振荡器停止工作并禁止有其它部件的工作到下一个硬件复位。2AT89C2051的引脚功能。 1、VCC：电源电压。 2、GND：地。 3、P1口：P1口是一个8位双向I/O口。口引

7、脚P1.2P1.7提供内部上拉电阻，P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0)和反相输入(AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。当P1口引脚写入“1”时，其可用作输入端，当引脚P1.2P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的写入“1”时，其可用作输入端。当引脚P1.2P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电流。 4、P3口：P3口的P3.0P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻 的七个双向I/O口引脚。P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访

8、问。P3口缓冲器可吸收20mA电流。当P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时，被外部拉低的P3口脚将用上拉电阻而流出电流P3口还用于实现AT89C2051的各种第二功能，如下表所列： 引脚口功 能 P3.0RXD串行输入端口P3.1TXD串行输出端口P3.2INT0外中断0P3.3INT1外中断1P3.4T0定时器0外部输入P3.5 T1定时器1外部输入P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 5、RST：复位输入。RST一旦变成高电平所有的I/O引脚就复位到“1”。当振荡器正在运行时，持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器

9、周期需12个振荡器或时钟周期。 6、XTAL1：作为振荡器反相器的输入和内部时钟发生器的输入。 7、XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出。第三章 软件设计及程序清单1. 软件设计2程序清单AT89C2051时钟程序 ; 定时器T0、T1溢出周期为50MS，T0为秒计数用， T1为调整时闪烁用，; P3.7为调整按钮，P1口 为字符输出口，采用共阳显示管。; ; 中断入口程序 ;ORG 0000H ;程序执行开始地址LJMP START ;跳到标号START执行ORG 0003H ;外中断0中断程序入口RETI ;外中断0中断返回ORG 000BH ;定时器T0中断程序入口LJMP INTT0

10、 ;跳至INTTO执行ORG 0013H ;外中断1中断程序入口RETI ;外中断1中断返回ORG 001BH ;定时器T1中断程序入口LJMP INTT1 ;跳至INTT1执行ORG 0023H ;串行中断程序入口地址RETI ;串行中断程序返回; 主 程 序 ;START: MOV R0,#70H ;清70H-7AH共11个内存单元MOV R7,#0BH ;CLEARDISP: MOV R0,#00H ;INC R0 ;DJNZ R7,CLEARDISP ;MOV 20H,#00H ;清20H（标志用）MOV 7AH,#0AH ;放入熄灭符数据MOV TMOD,#11H ;设T0、T1为1

11、6位定时器MOV TL0,#0B0H ;50MS定时初值（T0计时用）MOV TH0,#3CH ;50MS定时初值MOV TL1,#0B0H ;50MS定时初值（T1闪烁定时用）MOV TH1,#3CH ;50MS定时初值SETB EA ;总中断开放SETB ET0 ;允许T0中断SETB TR0 ;开启T0定时器MOV R4,#14H ;1秒定时用初值（50MS20）START1: LCALL DISPLAY ;调用显示子程序JNB P3.7,SETMM1 ;P3.7口为0时转时间调整程序SJMP START1 ;P3.7口为1时跳回START1SETMM1: LJMP SETMM ;转到时

12、间调整程序SETMM; 1秒计时程序 ;T0中断服务程序INTT0: PUSH ACC ;累加器入栈保护PUSH PSW ;状态字入栈保护CLR ET0 ;关T0中断允许CLR TR0 ;关闭定时器T0MOV A,#0B7H ;中断响应时间同步修正ADD A,TL0 ;低8位初值修正MOV TL0,A ;重装初值（低8位修正值）MOV A,#3CH ;高8位初值修正ADDC A,TH0 ;MOV TH0,A ;重装初值（高8位修正值）SETB TR0 ;开启定时器T0DJNZ R4, OUTT0 ;20次中断未到中断退出ADDSS: MOV R4,#14H ;20次中断到（1秒）重赋初值MOV

13、 R0,#71H ;指向天计时单元（71H-72H）ACALL ADD1 ;调用加1程序（加1秒操作）MOV A,R3 ;秒数据放入A（R3为2位十进制数组合）CLR C ;清进位标志CJNE A,#30H,ADDMM ;ADDMM: JC OUTT0 ;小于30天时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于30天时对秒计时单元清0MOV R0,#77H ;指向月计时单元（76H-77H）ACALL ADD1 ;月计时单元加1月MOV A,R3 ;分数据放入ACLR C ;清进位标志CJNE A,#12H,ADDHH ;ADDHH: JC OUTT0 ;小于12个月时中断退出ACALL CLR

14、0 ;大于或等于12个月时分计时单元清0MOV R0,#79H ;指向年计时单元（78H-79H）ACALL ADD1 ;年计时单元加1年MOV A,R3 ;时数据放入ACLR C ;清进位标志CJNE A,#99H,HOUR ;HOUR: JC OUTT0 ;小于99年时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于99年小时计时单元清0OUTT0: MOV 72H,76H ;中断退出时将月、年计时单元数据移MOV 73H,77H ;入对应显示单元MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;POP PSW ;恢复状态字（出栈）POP ACC ;恢复累加器SETB ET0 ;开放T0中断R

15、ETI ;中断返回; 闪动调时 程 序 ;T1中断服务程序，用作时间调整时调整单元闪烁指示INTT1: PUSH ACC ;中断现场保护PUSH PSW ;MOV TL1, #0B0H ;装定时器T1定时初值MOV TH1, #3CH ;DJNZ R2,INTT1OUT ;0.3秒未到退出中断（50MS中断6次）MOV R2,#06H ;重装0.3秒定时用初值CPL 02H ;0.3秒定时到对闪烁标志取反JB 02H,FLASH1 ;02H位为1时显示单元熄灭MOV 72H,76H ;02H位为0时正常显示MOV 73H,77H ;MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;INTT1

16、OUT: POP PSW ;恢复现场POP ACC ;RETI ;中断退出FLASH1: JB 01H,FLASH2 ;01H位为1时，转小时熄灭控制MOV 72H,7AH ;01H位为0时，熄灭符数据放入分MOV 73H,7AH ;显示单元（72H-73H），将不显示分数据MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;AJMP INTT1OUT ;转中断退出FLASH2: MOV 72H,76H ;01H位为1时，熄灭符数据放入小时MOV 73H,77H ;显示单元（74H-75H），小时数据将不显示MOV 74H,7AH ;MOV 75H,7AH ;AJMP INTT1OUT ;转中

17、断退出; 加1子 程 序 ;ADD1: MOV A,R0 ;取当前计时单元数据到ADEC R0 ;指向前一地址SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换ORL A,R0 ;前一地址中数据放入A中低四位ADD A,#01H ;A加1操作DA A ;十进制调整MOV R3,A ;移入R3寄存器ANL A,#0FH ;高四位变0MOV R0,A ;放回前一地址单元MOV A,R3 ;取回R3中暂存数据INC R0 ;指向当前地址单元SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换ANL A,#0FH ;高四位变0MOV R0,A ;数据放入当削地址单元中RET ;子程序返回; 清零程序 ;对计时单元复零用

18、CLR0: CLR A ;清累加器MOV R0,A ;清当前地址单元DEC R0 ;指向前一地址MOV R0,A ;前一地址单元清0RET ;子程序返回; 时钟调整程序 ;当调时按键按下时进入此程序SETMM: cLR ET0 ;关定时器T0中断CLR TR0 ;关闭定时器T0LCALL DL1S ;调用1秒延时程序JB P3.7,CLOSEDIS ;键按下时间小于1秒，关闭显示（省电）MOV R2,#06H ;进入调时状态，赋闪烁定时初值SETB ET1 ;允许T1中断SETB TR1 ;开启定时器T1SET2: JNB P3.7,SET1 ;P3.7口为0（键未释放），等待SETB 00H

19、 ;键释放，分调整闪烁标志置1SET4: JB P3.7,SET3 ;等待键按下LCALL DL05S ;有键按下，延时0.5秒JNB P3.7,SETHH ;按下时间大于0.5秒转调小时状态MOV R0,#77H ;按下时间小于0.5秒加1分钟操作LCALL ADD1 ;调用加1子程序MOV A,R3 ;取调整单元数据CLR C ;清进位标志CJNE A,#30H,HHH ;调整单元数据与30比较HHH: JC SET4 ;调整单元数据小于30转SET4循环LCALL CLR0 ;调整单元数据大于或等于30时清0CLR C ;清进位标志AJMP SET4 ;跳转到SET4循环CLOSEDIS

20、: SETB ET0 ;省电（LED不显示）状态。开T0中断SETB TR0 ;开启T0定时器（开时钟）CLOSE: JB P3.7,CLOSE ;无按键按下，等待。LCALL DISPLAY ;有键按下，调显示子程序延时削抖JB P3.7,CLOSE ;是干扰返回CLOSE等待WAITH: JNB P3.7,WAITH ;等待键释放LJMP START1 ;返回主程序（LED数据显示亮）SETHH: CLR 00H ;分闪烁标志清除（进入调小时状态）SETHH1: JNB P3.7,SET5 ;等待键释放SETB 01H ;小时调整标志置1SET6: JB P3.7,SET7 ;等待按键按下

21、LCALL DL05S ;有键按下延时0.5秒JNB P3.7,SETOUT ;按下时间大于0.5秒退出时间调整MOV R0,#79H ;按下时间小于0.5秒加1小时操作LCALL ADD1 ;调加1子程序MOV A,R3 ;CLR C ;CJNE A,#99H,HOUU ;计时单元数据与99比较HOUU: JC SET6 ;小于99转SET6循环LCALL CLR0 ;大于或等于99时清0操作AJMP SET6 ;跳转到SET6循环SETOUT: JNB P3.7,SETOUT1 ;调时退出程序。等待键释放LCALL DISPLAY ;延时削抖JNB P3.7,SETOUT ;是抖动，返回S

22、ETOUT再等待CLR 01H ;清调小时标志CLR 00H ;清调分标志CLR 02H ;清闪烁标志CLR TR1 ;关闭定时器T1CLR ET1 ;关定时器T1中断SETB TR0 ;开启定时器T0SETB ET0 ;开定时器T0中断（计时开始）LJMP START1 ;跳回主程序SET1: LCALL DISPLAY ;键释放等待时调用显示程序（调月）AJMP SET2 ;防止键按下时无时钟显示SET3: LCALL DISPLAY ;等待调月按键时时钟显示用AJMP SET4SET5: LCALL DISPLAY ;键释放等待时调用显示程序（调年）AJMP SETHH1 ;防止键按下时

23、无时钟显示SET7: LCALL DISPLAY ;等待调年按键时时钟显示用AJMP SET6SETOUT1: LCALL DISPLAY ;退出时钟调整时键释放等待AJMP SETOUT ;防止键按下时无时钟显示; 显示程序 ; 显示数据在70H-75H单元内，用六位LED共阳数码管显示，P1口输出段码数据，P3口作; 扫描控制，每个LED数码管亮1MS时间再逐位循环。DISPLAY: MOV R1,#70H ;指向显示数据首址MOV R5,#0FEH ;扫描控制字初值PLAY: MOV A,R5 ;扫描字放入AMOV P3,A ;从P3口输出MOV A,R1 ;取显示数据到AMOV DPT

24、R,#TAB ;取段码表地址MOVC A,A+DPTR ;查显示数据对应段码MOV P1,A ;段码放入P1口LCALL DL1MS ;显示1MSINC R1 ;指向下一地址MOV A,R5 ;扫描控制字放入AJNB ACC.5,ENDOUT ;ACC.5=0时一次显示结束RL A ;A中数据循环左移MOV R5,A ;放回R5内AJMP PLAY ;跳回PLAY循环ENDOUT: SETB P3.5 ;一次显示结束，P3口复位MOV P1,#0FFH ;P1口复位RET ;子程序返回TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0F

25、FH;共阳段码表 012 34567 89不亮; 延时程序 ;1MS延时程序，LED显示程序用DL1MS: MOV R6,#14HDL1: MOV R7,#19HDL2: DJNZ R7,DL2DJNZ R6,DL1RET;20MS延时程序，采用调用显示子程序以改善LED的显示闪烁现象DS20MS: ACALL DISPLAYACALL DISPLAYACALL DISPLAYRET;延时程序，用作按键时间的长短判断DL1S: LCALL DL05SLCALL DL05SRETDL05S: MOV R3,#20H ;8毫秒*32=0.196秒DL05S1: LCALL DISPLAYDJNZ

26、R3,DL05S1RET;END ;程序结束第四章 实物制作及调试说明首先查阅相关资料，对本次设计所涉及的器件封装及各参数认识和了解之后，再设计电路原理图、画出PCB图、制出相应电路板（硬件电路设计查看附录）。针对硬件编程、编译好后，对硬件AT89S51烧写相应程序。 完成电路板的制作之后就是电路焊接，按装配图焊接好各器件。 装配好电路器件后，对电路板进行相应的检测，看是否存在短路现象。没有，接通电源，查看电源指示灯是否亮，接着看数码管是否有显示，之后再测试各功能按键是否起到作用，以及电路的发光二极管是否实现其功能。第五章 结论在制作的过程中，我学会了用理论分析与实际动手相结合，以理论指导实践

27、，以实践验证基本原理，很好的提高我的分析问题、解决问题的能力及动手能力，并通过有目的地选择并完成实验项目，使我们进一步巩固理论基本知识，建立完整的通信系统的概念。也通过一系列的操作，最起码使我对课程的知识得到更进一步的了解和掌握，同时让我体会到帮自己学到的知识能应用到实际的生活中是一种很欣慰的收获，使我懂得其实完成任务只是一方面，更重要的是让我明白做一件事情不仅要看结果，也要注重其中的过程和技巧。同时我觉得无论做什么事情都要用心去对待，就那这次实验中遇到的布线，虽然线很多，很难布好，但是我们还是需要耐心的去一步一步的尝试。同时在布成的基础还要讲究电路的美观和完美。 在这次课程设计中，也学会了借

28、鉴不少子程序，比如将ASCII码转换成BCD码，将BCD码转换成压缩BCD码，将压缩BCD码转换成ASCII码，还有调用系统的发声程序等。因为这些程序都是固定的，通过借鉴这样可以缩短我的编程时间，从而提高设计的效率。我希望能通过这次课程设计对自己的做出总结,同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的生活打下一个良好的基础。总的说来,虽然在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情!通过本次设计能让我们对专业的电子画图软件

29、（Protel99SE）、51系列单片机的工作原理、用汇编语言编写程序有更深刻的了解。对于其中用到的系列芯片及各功能接口扩展技术参照北京航空航天大学出版社的单片机应用系统设计中的知识。本次课程设计由于时间仓促和水平所限，书中可能存在一些错误和不妥之处，敬请老师批评指正。第六章 附录 名称规格数量名称规格数量_集成电路78L051电阻4708_集成电路AT89C20511电阻10k2_集成电路插座20脚双列1电阻4.7k6_共阳LED数码管两位绿色3电解电容100uf/220uF1_J1、J2导线（自备）电解电容10uF/22uf3_接线座2位1瓷片电容1041_晶振12M1瓷片电容302_轻触按键6X6X61二极管1N41483_电池座(不含电池)CR20321发光二极管3MM红色4_PCB板1三极管8550/9012614 NO: