模拟电子时钟设计.doc
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1、武汉理工大学专业课程设计3(微处理器与微控制器应用)课程设计说明书模拟数字时钟的设计1 课程设计技术要求以89c51单片机为核心芯片,设计一个数字时钟,要求如下:A、 利用LED显示数字时钟的时和分;B、 可以对数字时钟进行初始时间设置;C、 可以调整数字时钟的时间;2 设计方案及原理本设计以AT89C51单片机为核心控制器,P0口接LED显示模块,P1口接按键,通过按键输入来控制显示器的显示。在上电时LED显示器开始显示时间并自动计时,自动计时采用单片机内部T0中断实现,在按键电路中只设置了三个按键,通过检测第一个按键按下的次数来实现调时、调分、调秒按键的作用,再通过LED显示器显示时、分、
2、秒的改变。首先设定单片机内部的一个定时器计数器工作于定时方式,对机器周期计数形成基准时间,然后用另一个定时器计数器或软件计数的方法对基准时间计数形成秒,秒计60次形成分,分计60次形成小时,小时计24次则计满一天。然后通过数码管把它们的内容在相应位置显示出来。在具体处理时,定时器计数器采用中断方式工作,对时钟的形成在中断服务程序中实现。在主程序中只需对定时器计数器初始化、调用显示子程序和控制子程序。AT89C51引脚图如图1所示: 图1 AT89C51引脚图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8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被
3、定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/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,此时P0外部必须被拉高。 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4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,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
4、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位地址外部数据存储器进行存取时,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口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 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,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些
5、特殊功能口,如下表所示: 口管脚 备选功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断0) P3.3 /INT1(外部中断1) P3.4 T0(记时器0外部输入) P3.5 T1(记时器1外部输入) P3.6 /WR(外部数据存储器写选通) P3.7 /RD(外部数据存储器读选通) P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在
6、平时,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定时目的。然而要注意的是: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。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。 /PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(000
7、0H- FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。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。 3 硬件实现方案3.1 振荡电路设计单片机内部有一个高增益、反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1,其输出端为引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容(电容和一般取33pF)。这样就构成一个稳定的自激振荡器。振荡电路脉冲经过二分频后作为系统的时钟信号,再在二分频的基础
8、上三分频产生ALE信号,此时得到的信号时机器周期信号。振荡电路如图2所示: 图2 振荡电路3.2 按键接口电路 本实验设计中将按键安置在一起,每个按键占用一根I/O口线,每个按键电路相对独立。I/O口通过按键与地相连,I/O口有上拉电阻,无键按下时,引脚端为高电平,有键按下时,引脚电平被拉低。I/O口内部有上拉电阻时,外部可不接上拉电阻。 按键接口电路如下图图3所示: 图3 键盘接口电路键盘接口电路中通过调节按键k1的次数分别设置秒、时、分,按键k2实在设置时间是对设置数进行加,按键k3是对设置数进行减,按键k4是进行复位。我设置的复位时间是00-00-00。3.3 显示电路设计对于现实电路我
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