单片机微型计算机与接口技术.doc
《单片机微型计算机与接口技术.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机微型计算机与接口技术.doc(24页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、课程设计任务书学生姓名: 专业班级: 指导教师: 工作单位: 信息工程系 题 目: 基于51单片机的数字电子表的设计 初始条件:1. 运用所学的单片机原理与接口技术知识和数字电路知识;2. 51单片机应用开发系统一套;3. PC机及相关应用软件;要求完成的主要任务:1. 完成数字电子表的设计和调试。 2. 要求采用四位八段数码管显示时间和日期,并且可以用按键修改时间和日期。3. 撰写课程设计说明书。4. 课程设计说明书要求:引言、设计要求、系统结构、原理设计、各个模块的设计与实现、软件设计、调试过程、收获、体会及总结、参考文献、电路图和源程序。说明书使用A4打印纸计算机打印或手写,用Prote
2、l等绘图软件绘制电子线路图纸。时间安排:第1天 下达课程设计任务书和日程安排,根据任务书查找资料;第23天 完成方案论证,单片机系统的设计;第46天 参考有关文献,完成程序的编写; 第710天 调试硬件系统和软件程序;第1113天 结果分析整理、撰写课程设计报告;第1415天 验收和答辩。 指导教师签名: 2012 年 12 月 29 日一、课程设计项目名称 基于51单片机的数字电子表的设计二、项目设计目的及技术要求 目的:用51单片机在八段数码管上实现对时间日期的显示,并且能够修改时间和日期。 技术要求:1.完成数字电子表的设计和调试。 2.要求采用八段数码管显示时间和日期,并且可以用按键修
3、改时间和日期。 3.可设定初始时间。 4.有方案比较。采用哪种方案比较简单,占用的资源少,就用哪种。 5.采用单片机C语言编程。 6.有硬件原理图,程序流程图。三、项目设计方案论证(可行性方案、最佳方案、软件程序、硬件电路原理图和PCB图) 总设计方案:以51核单片机为核心器件,配合其他外设完成对时间和日期的显示。并且能够通过设置按键能够修改时间和日期。然后采用单片机内部定时器0的中断产生“秒”的计数,“秒”计数采用60进制计时器,每累计60秒发出一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器,每累计60分钟,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时
4、计数器”。“时计数器”采用24进制计时器,可实现对一天24小时的累计。每累计24小时,发出一个“日脉冲”信号,该信号将被送到“日期计数器”,“日期计数器” 采用30进制计时器,可实现对一月30天的累计同时进位月份和年份。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”、“日期”计数器的输出状态送到八段显示译码器译码,通过八位LED八段显示器显示出来。1.计时方案方案一:采用实时时钟芯片。 实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能,计时数据每秒自动更新一次,不需程序干预。计算机可通过中断或查询方式读取计时数据并进行显示,因此实现计时功能不占用CPU的时间,程序简单。此外,实时时钟芯片多数
5、带有锂电池做后备电源,具备永不停止的计时功能。方案二:软件控制。 利用MCS-51内部的定时/计数器进行中断定时,配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本,且能够使我们在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高,因此本系统采用软件方法实现计时。2.显示方案方案一:串口扩展,LED静态显示。 方案占用口资源少,利用串口扩展并口,实现静态显示,显示亮度有保证,但硬件开销大,电路复杂,信息刷新速度慢,比较适用于并行口资源较少的场合。方案二:直接接口,LED动态显示。 用单片机的并行口作为显示接口,无需外扩接口芯片,但占用口资源较多,且动态扫描的显示方式需占用CPU较多的时间,
6、在单片机没有太多外围接口及实时测控任务的情况下可以采用。在本系统中,单片机没有太多外围接口接实时测控任务,因此采用方案二。硬件系统: 根据硬件设计,由单片机的P2口控制位码输出,P0口控制段码输出。动态显示程序中,在单片机内部RAM中设置待显示数据缓冲区,由查表程序完成显示译码,将缓冲区内带显示数据转换成相应的段码,再将段码通过8051的P0口输出。 数码管连接电路如图2所示,P0口输出码型,P2口输出位选。锁存器74HC573起驱动作用,提供驱动电流供数码管发光。译码器74HC138将位选地址转换成位选信号,例如当前是第5个数码管显示,那么P2口输出位选地址05H,译码器输入CBA=110,
7、输出位选信号Y7-Y0=11101111,其中Y5=0,第5个数码管选通并显示,其它数码管不显示。 数码管显示方式为动态扫描方式,当P0口送第一个数0的码型到锁存器时,P2送位选地址01H,即Y0=0,只有第一个数码管亮,显示0,其他数码管不显示。当P0口送第二个数1的码型到锁存器时,P2送位选地址02H,即Y1=0,只有第二个数码管亮,显示1,其他数码管不显示。即每次只有一个数码管点亮,8个数码管是轮流被点亮的,轮流点亮的间隔时间很短(一般用延时程序延时几个毫秒),由于视觉的暂留现象,看到的却好象全都点亮着,这就是动态扫描。 图1图中C51与8位LED显示器的接口。74HC573的P00P0
8、7作为段选码口,经过74LS138驱动与LED相连。74HC573的P00P07作为位选码口,经过74LS138驱动与LED的位相连。将各个位选线直接连接在单片机的其中一个输出口,进行位扫描,完成动态的显示。AT89C51引脚图AT89C51单片机的P口特点: P0口:是一个8位漏极开路输出型双向I/O端口。作为输出端口时,每位能以吸收电流的方式驱动8 个TTL输入,对端口写1时,又可作高阻抗输入端用。 在访问外部程序或数据存储器时,它是时分多路转换的地址(低8位)/数据总线,在访问期间将激活内部的上拉电阻。 P1口:P1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1口的输出缓冲器可驱动(
9、吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可作输入口。P2口作输入口使用时,因为内部有上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流(Iil)。 P2口:P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2口的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可作输入口。P2口作输入口使用时,因为内部有上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流(Iil)。 在访问外部程序存储器时和16位外部地址的外部数据存储器(如执行 MOVX DPTR)时,P2口送出高8位地址。在访问8位地址
10、的外部数据存储器(如执行 MOVX RI)时,P2口引脚上的内容(就是专用寄存器(SFR)区中的P2寄存器的内容),在整个访问期间不会改变。 P3口:P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3口的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可作输入口。P3口作输入口使用时,因为内部有上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流(Iil)。 74hc573引脚图及功能真值表逻辑图 SL74HC573 跟LS/AL573 的管脚一样。器件的输入是和标准CMOS 输出兼容 的;加上拉电阻,他们能和LS/ALSTTL 输出
11、兼容。当锁存使能端为高时,这些器件的锁存对于数据是透明的(也就是说输出同步)。当锁存使能变低时,符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。输出能直接接到CMOS,NMOS 和TTL 接口上。操作电压范围:2.0V6.0V。低输入电流:1.0uACMOS 器件的高噪声抵抗特性 74HC573引脚图 74HC573功能表 数码管显示数字的码型由数码管的数据脚adp决定,图2为数码管的笔段分布图,由于是共阴极的,所以当adp为高电平时相应的笔段会亮,电路中P1.0P1.7分别接数码管的a.b.c.d.e.f.g.dp,得到09这10个数字的码型如表1所示。 图3 表一引脚P0.7P0.6P0.5P0.4
12、P0.3P0.2P0.1P0.0数字码型笔段dpgfedcba0011111103FH00000110106H0101101125BH0100111134FH01100110466H0110110156DH0111110167DH00000111707H0111111187FH0110111196FH10000000小数点80H 按键模块按建模块用来切换显示时间或日期,以及对时间和日期进行校正修改和相关设置功能,该系统只使用S1和S2两个按键。主程序流程图如图所示: 程序如下:#include /包含头文件,一般情况不需要改动,头文件包含特殊功能寄存器的定义sbit key_change=P3
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 微型计算机 接口 技术