基于51單片機數字時鐘的設計(完整版)

　　

【正文】 P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2口被寫“ 1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。 GND：接地。 *74LS245 還具有雙向三態功能，既可以輸出，也可以輸入數據。至于如何具體定量計算，可以參考電路分析相關書籍。時鐘電路產生的振蕩脈沖經過觸發器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘 脈沖信號。 初始化時， 8 位計數初值同時裝入 TL0和 TH0中。 /計數器的四種工作方式 1. 定時工作方式 0 方式 0 是 13 位計數 結構的工作方式，其計數器由 TH0全部 8 位和 TL0的低 5位構成。 1. 計數功能 所謂計數是指對外部事件進行計數。一般情況下難以安排下一個完整的中斷 基于單片 機數字鐘的設計 6 服務程序。寄存器的內容及位地址表示如下： 位地址 BF BE BD BC BB BA B9 B8 位符號 ／ ／ ／ PS PT1 PX1 PT0 PX0 PX0 外部中斷 0 優先級設定位 PT0 定時中斷 0 優先級設定位 PX1 外部 中斷 1 優先級設定位 PT1 定時中斷 1 優先級設定位 PS 串行中斷優先級設定位 為 0 的位優先級為低；為 1 的位優先級為高。 1. 定時器控制寄存器（ TCON） 該寄存器用于保存外部中斷請求和以及定時器的計數溢出。 中斷源 基于單片 機數字鐘的設計 4 MCS51 是一個多中斷源的單片機，以 80C51 為例，有三類共五個中斷源，分別是外部中斷兩個，定時中斷兩個和串行中斷一個。 （二）高速指令系統，單字節指令，精簡指令集易學易用。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。早期常用的一些時間控制單元都 使用模擬電路設計制作的，其定時準確性和重復基于單片 機數字鐘的設計 2 精度都不是很理想，現在基本上都是基于數字技術的新一代產品，隨著單片機性能價格比的不斷提高，新一代產品的應用也越來越廣泛，大可構成復雜的工業過程控制系統，完成復雜的控制功能。 20 世紀 80 年代中期以后， Intel 公司以專利轉讓的形式把 8051 內核技術轉讓給許多半導體芯片生產廠家，如 ATMEL、 PHILIPS、 ANALOG、 DEVICES、 DALLAS等。 關鍵詞：單片機，軟件仿真，原理圖， PCB 圖 基于單片機數字鐘的設計 II Based on the design of singlechip digital clock Abstract Single Chip Microputer has achieved a immemse popularity in all fileds in recent industry to people’s mon lives,most of technical applications are controlled by SCM. Before it appeared,the automatic devices could’t be widely used because of their huge size ,large quantity of power cost and high first SCM appeared as soon as the first MCU(MicroController Unit) was successfully to its small size,low power cost and high performance,it has been weled by people. Nowadays, SCM has been selected as a traditional solution for low or medium plexity problems about devices essay shows a basic application of SCM in timing for people’s life. We often find that patients sometimes has to receive medical tests before using medcines for fear that patients may get allery,so it is necessary for nurses to record the result after a fixed time interval. Under this condition,time accuracy is a vital factor that effects the ,some nurses ignore some patients when a large number of patients waiteing for this point,we design a device which can solve this problem. The approach we choose is the mon way for SCM developing from which we can get an acknowledge about the SCM develop flowing paper first introduces knowledge on 51 serial SCM,then pares some possible the same time,it also shows block diagrams,flowing process diagrams and so on. It presents the process including requirement analysis ,system design,SCM programming ,program emulation , PCB design and final welding Of the board which forms a plete procedure for product manufacture。這時，時間的準確顯得很重要的。從工業到人們的日常生活，大部分的科技產品都是通過單片機來控制。文章介紹了單片機在定時方面的基本功能。下來比較了一些可行的方法。另一種是將程序存儲器和數據存儲器截然分開，分別尋址的結構，一般需要較大的程序存儲器，目前的單片機以采用程序存儲器和數據存儲器截然分開的結構為多。它們的引腳及指令系統相互兼容，主要在內部結構上有些區別。這種具有人們所需要的智能化特性的產品減輕了人的勞動，擴大了數字化的范圍，為家庭數字化提供了可能。通過不同的程序實現不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。 3. 串行中斷 串行中斷是為串行數據傳送的需要而設置的。 3. 中斷優先級控制寄存器（ IP） MCS51 的中斷優先級控制只定義了高、低兩個優先級。 例如，對于外部中斷 0 的響應，產生的長調用指令為： LCALL 0003H 生成 LCALL 指令后，緊接著就由 CPU 執行。它們都是十六位加法計數結構，分別由 TH0（地址 8CH）和 TL0（地址 8AH）及 TH1（地址 8DH）和 TL1（地址 8BH）兩個 8 位計數器組成。由于一個機器周期等于 12 個振蕩脈沖周期，因此計數頻率為振蕩頻率的 1/12。在這種工作方式下，把 16 位計數器分為兩部分，即以 TL作計數器，以 TH 作預置寄存器，初始化時把計數初值分別裝入 TL 和 TH 中。 這種自動重新加載工作方式非常適用于循環定時或循環計數應用，例如用于產生固定脈寬的脈沖，此 外還可以作串行數據通信的波特率發送器使用。典型的 51 單片機當 RST 腳的高電平持續兩個機器周 上就將復位，所以，適當組合 RC 的取值就可以保證可靠的復位。 元件清單 數字鐘元件清單如表 1所示： 表 1 電子鐘元器件清單 元件名稱 規格型號 數量（個） 單片機 AT89c51 1 晶振 1 電容 30pF 2 電容 22μ F 1 按鍵 BUTTON 4 排阻 RESPACK8/10K 1 鎖存器 74ls245 2 液晶顯示 7SEGMPX6CC 1 設計方案與實現 基于單片 機數字鐘的設計 11 本課題采用軟件程序設計的方案 ,利用 MCS— 51內部的定時 /計數器進行中斷定時， LED 數碼顯示器和按鍵，配合軟件延時實現時、分、秒的計時。 （ 3） PSEN：外部存儲器讀選通訊信號。 P1口： P1口是一個內部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C2051是它的一種精簡版本。也就是說高 128 字節與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。 這樣，數字鐘的設計實際上就是設計如下圖的計數器 EWB 軟件本身提供任意頻率的時鐘，因此振蕩器、分頻器不需設計； 另外 EWB 軟件也帶有內置譯碼驅動的數碼管，故此譯碼器和顯示器也不需設計。在此部分的設計中，設置專用顯示數據緩沖區 40h45h，與分，時及其他數據緩沖區數據區別，在其中存放的是顯示段碼，而其他緩沖區存放的是時間數據。 當然在這種方式下，還可以使用多個狀態鍵，每個狀態鍵，完成一個對應數據的調整。 基于單片 機數字鐘的設計 21 在狀態進入后，調整指針的指向如右圖所示：在右圖中 R1表示指向數據緩沖區的指針，它主要是為數據的調整而設立的，在圖中： MBF ， HOUR， FS， SS，分別表示時鐘的分，時，定時設置分，時，的數據緩沖區。如果在前述定時器不關的情況下，在中斷程序的一開始就給定時器置數，此時誤差最小，誤差大約為：每 ，誤差 7— 12個機器周期。二，在采用延時子程序時，如果顯示模塊的掃描速度本來就不是很快，此時可能會影響到顯示的效果，一般情況下，每秒的掃描次數不應小于 50次，否則 ，數碼的顯示會出現閃爍基于單片 機數字鐘的設計 22 的情況。在進行調整或設置狀態時，顯示對應狀態的數據并且對應的各調整位數碼管的 DP 點亮。假設使用 T/C0，方式 1， 50ms 定時， fosc=12MHz。簡易數字鐘的功能不復雜，采用其現有的 I/O 便可完成，所以本書中采用此的設計方案。Proteus 產品系列也包含了我們革命性的 VSM 技術 ,用戶可以對基于微控制器的設計連同所有的周圍電子器件一起仿真。在工作前，要設置view 菜單下的捕捉對齊和 system 下的顏色、圖形界面大小等項目。初始化 MOV MINUTE,0 MOV SECOND,0 MOV TCNT,0 MOV TMOD,01H MOV TH0,(6553650000)/256 。判斷是否加到 60分 MOV MINUTE,0 LJMP K2 S3: LCALL DELAY JB H_SET,A1 K2: INC HOUR 。****************************************** 。當數字鐘運行 1秒，執行中斷程序需要一定時間，這個時間就是所產生的誤差，這個誤差是不可避免的。單片機是二十世紀七十年代中期發展起來的一種大規模集成電路器件 .它在一塊芯片內集成了計算機的各個功能部件 ,構成一種單片式的微型計算機 .二十世紀八十年代以來 ,國際上單片機的發展迅速 ,單片機應用不斷深入 ,新技術層出不窮 .單片機的應用技術是一項新型的工程技術 ,其內涵隨著單片機的發展而發展 .而單片機的實習不僅讓我們明白了計算機硬件的一些。因此，應該讓數字鐘工作在適度溫度、干燥和電子干擾較少的環境下，還有一種方法就是采用實時時鐘芯片，這樣可以使誤差降低到最少。顯示秒 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 。判斷是否加到 24小時 MOV HOUR,0 MOV MINUTE,0 MOV SECO