基于51單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀

　　

【正文】 隨著時(shí)間的推移 ,計(jì)算機(jī)革命的完成 ,信息高速公路的飛速發(fā)展 ,我們的工業(yè)已經(jīng)和自動(dòng)化控制密不可分了 . 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的單片機(jī)年容量已達(dá) 1－ 3億片，且每年以大約 16%的速度增長，但相對于世界市場我國的占有率還不到 1%。顯示分隔符 LCALL DELAY SETB MOV A,HOUR 。*********************************************** 。秒值加 1 MOV A,SECOND CJNE A,60,J0。數(shù)字鐘秒控制位 M_SET BIT 。④ 支持大量的存儲器和外圍芯片。功能最強(qiáng)的Proteus 專業(yè)版也非常便宜，人人用得起，對高校還有更多優(yōu)惠 。 鍵盤 /顯示 AT89S52的 P0口和 P2口外接由八個(gè) LED 數(shù)碼管 (LED8～ LED1)構(gòu)成的顯示器，用 P0口作 LED 的段碼輸出口， P2口作八個(gè) LED 數(shù)碼管的位控輸出線， P1口外接四個(gè)按鍵 A、 B 構(gòu)成鍵盤電路。在文中 最后給出的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上很容易擴(kuò)展寫入年月日，其方法基本與時(shí)間的顯示和調(diào)整相類似。 狀態(tài) 3： KEY0=k2，調(diào)整數(shù)字鐘的時(shí)數(shù)據(jù)，每按一次加 1時(shí)。軟件消抖有定時(shí)器定時(shí)，和利用延時(shí)子程序兩種方式。二，在入棧保護(hù)有關(guān)數(shù)據(jù)后，對中斷程序執(zhí)行有影響的狀態(tài)位，寄存器，必須恢復(fù)為復(fù)位狀態(tài)的值。利用查詢的方式，方法傳統(tǒng)，對此就不作過多的討論，以下是采用中斷的方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鐘的一些討論和有關(guān)問題作的一些處理。一，可以直接進(jìn)入相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行有關(guān) 操作，二，將調(diào)整分兩步，先進(jìn)入狀態(tài)，然后執(zhí)行操作，這兩步分別由兩個(gè)鍵控制。定時(shí)部分采用經(jīng)典的定時(shí)器定時(shí)。 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 18 第 4 章 電路 的硬件設(shè)計(jì) 數(shù)字鐘硬件框圖 數(shù)字鐘系統(tǒng)構(gòu)成 數(shù)字鐘的構(gòu)成：振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器等幾部分 數(shù)字鐘的時(shí)、分、秒實(shí)際上就是由一個(gè) 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器（ 0023），兩個(gè) 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器（ 0059）級聯(lián)構(gòu)成。在單片機(jī)的 40 個(gè)引腳中，電源引腳 2根，外接晶體振蕩器引腳 2根，控制引腳 4根以及 4組 8為可編程 I/O 引腳 32根。 AT89C2051是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 RST：復(fù)位輸入。這是由于內(nèi)部上 拉的緣故。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 *當(dāng)片選端 /CE低電平有效時(shí)， DIR=“0” ，信號由 B 向 A 傳輸；（接收） *DIR=“1” ，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng) /CE為高電平時(shí)， A、 B均為高阻態(tài)。當(dāng)接低電平時(shí) ,復(fù)位后直接從外部 ROM的 0000H開始執(zhí)行 .這一點(diǎn)是初學(xué)者容易忽略的。對 51系列單片機(jī)來說 ,最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。如此重復(fù)不止。 在方式 0 下，當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是： 1～ 8192（ 213） 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 7 當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為： （ 213－計(jì)數(shù)初值）晶振周期 12 或 （ 213－計(jì)數(shù)初值）機(jī)器周期 其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同（ ?s）。 2. 定時(shí)功能 定時(shí)功能也是通過計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。 中斷返回 中斷響應(yīng)后就轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，完成所需要的操作。 中斷響應(yīng)的主要內(nèi)容是由硬件自動(dòng)生成一條長調(diào)用指令 LCALL。 位地址 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 位符號 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 這個(gè)寄存器既有定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的控制功能又有中斷控制功能，其中與中斷有關(guān)的控制位共六位： IE0和 IE1 、 IT0和 IT1 以及 TF0和 TF1 。它們的中斷請求信號分別由引腳 INT0（ ）和 INT1（ ）引入。 （四）程序保密功能，防止拷貝，保護(hù)成果。 單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如 CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價(jià)錢也是低的，一般不超過 10元即可 ......用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。它功能強(qiáng)大，體積小，質(zhì)量輕，靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒?，可以?gòu)造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。這些兼容機(jī)與 8051 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用 CMOS 工藝，因而，常用 80C51 系列來稱呼所有具有 8051 指令系統(tǒng)的單片機(jī) ，它們對 8051 單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無處不在，無所不為”。根據(jù)這種情況，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)設(shè)備解決此問題。在第一臺微處理器成功研制不久，第一個(gè)單片機(jī)就問世了。因?yàn)槠湫∏傻捏w積，低功耗，以及高效的性能，單片機(jī)受到了大家的歡迎。 我們選擇的方法是單片機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)使用的傳統(tǒng)方法，通過本次設(shè)計(jì)，可以了解整個(gè)單片機(jī)開發(fā)的流程。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品 、辦公自動(dòng)化、汽車電子、 PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。其功能和市場競爭力更強(qiáng)，不該把它們直接稱呼為 MCS51 系列單片機(jī)，因?yàn)?MCS 只是 Intel 公司專用的單片機(jī)系列型號。 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，家用電器和辦公電子設(shè)備逐漸增多，不同的設(shè)備都有自己的控制器，使用起來很不方便。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、 VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！ ......它主要是作為控制部分的核心部件 它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用 PC）的主要區(qū)別。 （五）方便的開發(fā)工具（仿真器與燒入器） 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 目前單片機(jī)滲透 到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。 外部中斷請求有兩種信號方式，即 電平方式和脈沖方式，可通過有關(guān)控制位進(jìn)行定義。 2. 中斷允許控制寄存器（ IE） 寄存器地址 A8H，位地址 AFH～ A8H。其格式為 LCALL addr16，這里的 addr16 就是程序存儲器中斷區(qū)中相應(yīng)中斷的入口地址。 中斷服務(wù)程序的最后一條指令必須是中斷返回指令 RETI， CPU執(zhí)行這條指令時(shí)，把響應(yīng)中斷時(shí)置位的優(yōu)先級觸發(fā) 器復(fù)位，再從堆棧中彈出斷點(diǎn)地址送入程序計(jì)數(shù)器 PC，以便從斷點(diǎn)處重新執(zhí)行被中斷的主程序。 不過此時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖來自單片機(jī)的內(nèi)部，即每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖。 2. 定時(shí)工作方式 1 方式 1 是 16 位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工 作方式，計(jì)數(shù)器由 TH0全部 8 位和 TL0全部 8位構(gòu)成。這不但省去了用戶程序中的重裝指令，而且也有利于提高定時(shí)精度。下面給出一個(gè) 51單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖。 顯示器工作原理 系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)顯示方式，用 P0口來控制 LED數(shù)碼管的段控線，而用 P2口來控制其位控線。 AT89C51 介 紹 引腳功能介紹 3 引腳結(jié)構(gòu)（圖 21）與并行 I/O 口 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 13 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 14 主電源引腳（ 2根） (1) VCC:電源輸入，接 +5V 電源 （ 2） GND：接地線 外接晶振引腳（ 2根） (1) XTAL1：片內(nèi)晶振電路的輸入端 （ 2） XTAL2：片內(nèi)晶振電路的輸出端 控制引腳（ 4根） (1) RST/VPP：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取 時(shí)， P2口輸出地址的高八位。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100次。 數(shù)據(jù)存儲器： AT89C51 有 256 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。設(shè)計(jì)數(shù)字鐘實(shí)際上就是計(jì)數(shù)器的級聯(lián)。它實(shí)現(xiàn)了數(shù)字鐘的主要部分，和秒表的主要部分，以及 產(chǎn)生報(bào)時(shí)信號，定時(shí)設(shè)置。方式一，比較直接，設(shè)計(jì)思想也比較簡單，但是，這種方式存在操作時(shí)間和控制鍵數(shù)目的矛盾。基于以上的討論可以設(shè)計(jì)如下：將調(diào)整分為狀態(tài)調(diào)整和數(shù)據(jù)調(diào)整兩部分，每次進(jìn)入中斷只執(zhí)行一次操作，然后返回，這樣，就不必讓中斷處于調(diào)整等待狀態(tài)，這樣，可以使中斷的耗時(shí)很小。例如，在以下程序中，由于用到了十進(jìn)制調(diào)整，所以在中斷進(jìn)入時(shí)，將 PSW 中的AC， CY 位清零，否則，十進(jìn)制調(diào)整出錯(cuò)。一，定時(shí)器定時(shí)消抖可以不影響顯示模塊掃描速度，其實(shí)現(xiàn)方法是：設(shè)置標(biāo)志位，在定時(shí)器中斷中將其置位，然后在程序中查詢。 狀態(tài) 4： KEY0=k3，設(shè)置按鍵，按一次時(shí)間為停止?fàn)顟B(tài)，時(shí)間設(shè)好后再按一次時(shí)間即按設(shè)好的時(shí)間開始。 第 5 章 數(shù)字鐘的工作原理介紹 實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)時(shí)的基本方法 利用 MCS52系列單片機(jī)的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)數(shù)。 AT89C51 是一種低功耗，高性能的 CMOS 8位微型計(jì)算機(jī)。 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 25 Proteus 組合了高級原理布圖、混合模式 SPICE 仿真 ,PCB 設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。總之該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大 ，可仿真 5 AVR、 PIC。分鐘控制位 H_SET BIT 。判斷是否加到 60秒 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 27 MOV SECOND,0 LJMP K1 S2: LCALL DELAY JB M_SET,A1 K1: INC MINUTE 。定時(shí)器中斷服務(wù)程序 ,對秒 ,分鐘和小時(shí)的計(jì)數(shù) INT_T0: MOV TH0,(6553650000)/256 MOV TL0,(6553650000)MOD 256 INC TCNT MOV A,TCNT CJNE A,20,RETUNE 。顯示小時(shí) MOV B,10 DIV AB CLR MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY SETB MOV A,B CLR MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY SETB RET TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 30 DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH DELAY: MOV R6,10 D1: MOV R7,250 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 RET END 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 31 第 7 章 結(jié)論與總結(jié) 在調(diào)試運(yùn)行過程中，在所有參數(shù)正確的情況下，我的 結(jié)果仍出現(xiàn)運(yùn)行緩慢情況。這說明單片機(jī)應(yīng)用在我國才剛剛起步，有著廣闊的前景。在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會(huì)逐漸增加它的功能，比如說加實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，加溫度控制，加鬧鐘等功能來完善這個(gè)電子鐘。顯示分鐘 MOV B,10 DIV AB CLR MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY SETB MOV A,B CLR MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY SETB CLR MOV P0,40H 。等待按鍵抬起 J0: JB S_SET,A1 LCALL DISPLAY SJMP J0 J1: JB M_SET,A1 LCALL DISPLAY SJMP J1 J2: JB H_SET,A1 LCALL DISPLAY SJMP J2 。去抖動(dòng) JB S_SET,A1 INC SECOND 。 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 26 源程序代碼 S_SET BIT 。③ 目前支持的單片機(jī)類型有： 68000系列、 8051系列、 AV