通信電子單片機數字鐘,畢業設計,畢業論文轉(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 TEL的 MCS52系列單片機采用的是哈佛結構的形式，而后續產品 16位的 MCS96系列單片機則采用普林斯頓結構。 下圖是 MCS52 系列單片機的內部結構示意圖。圖 22MCS52系列單片機的內部結構MCS52的引腳說明：MCS52系列單片機中的 8038051及 8751均采用 40Pin封裝的雙列直接 DIP結構，右 圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4 組 8位共 32個 I/O口，中斷口線與 P3口線復用。現在我們對這些引腳的功能加以說明：MCS51的引腳說明：MCS52系列單片機中的 8038051及 8751均采用 40Pin封裝的雙列直接 DIP結構，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4 組 8位共 32個 I/O口，中斷口線與 P3口線復用。現在我們對這些引腳的功能加以說明：圖 23單片機的引腳圖Pin9:RESET/Vpd復位信號復用腳，當 8052通電，時鐘電路開始工作，在 RESET引腳上出 現 24個時鐘周期以上的高電平，系統即初始復位。初始化后，程序計數器 PC指向 0000H， P0P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入 07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET由高電 平下降為低電平后，系統即從 0000H地址開始執行程序。然而，初始復位不改變 RAM（包括 工作寄存器 R0R7）的狀態，8052的初始態。8051的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖 4。此外，RESET/Vpd還是 一復用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內部 RAM的數據不丟失。圖 24 上電自動和手動復位電路圖圖 25 內部和外部時鐘方式圖/Pin30:ALE 當訪問外部程序器時，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節。 而訪問內部程序存儲器時，ALE端將有一個 1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于 識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪問外部程序存儲 器，ALE會跳過一個脈沖。如果單片機是 EPROM，在編程其間， 將用于輸入編程脈沖。:Pin29 當訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，PC的 16位地址數據 將出現在 P0和 P2口上，外部程序存儲器則把指令數據放到 P0口上，由 CPU讀入并執行。Pin31:EA/Vpp程序存儲器的內外部選通線，8051和 8751單片機，內置有 4kB的程序存 儲器，當 EA為高電平并且程序地址小于 4kB時，讀取內部程序存儲器指令數據，而超過 4kB 地址則讀取外部指令數據。如 EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。 顯然，對內部無程序存儲器的 8031,EA端必須接地。第三章 數字鐘的硬件設計圖 31單片機最小系統的結構圖單片機的最小系統是由電源、復位、晶振、/EA=1組成，下面介紹一下每一個組成部分。 Vcc 40 電源端 GND 20 接地端工作電壓為 5V，另有 AT89LV51工作電壓則是 ,引腳功能一樣。圖 32晶振連接的內部、外部方式圖XTAL1 19XTAL2 18XTAL1是片內振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時，外 部振蕩信號應直接加到 XTAL1，而 XTAL2懸空。內部方式時，時鐘發生器對振蕩脈沖二分頻， 如晶振為 12MHz，時鐘頻率就為 6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz內選擇。電容取 30PF 左右。系統的時鐘電路設計是采用的內部方式，即利用芯片內部的振蕩電路。AT89單片機內 部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1和 XTAL2分別是此放大器的輸入 端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個自激振蕩器。外接 晶體諧振器以及電容 C1和 C2構成并聯諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的 值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩定性、起振的 快速性和溫度的穩定性。因此，此系統電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應盡可能的選 擇陶瓷電容，電容值約為 22μF。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器和電容應盡可能安裝得與 單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩定和可靠地工作。 RST 9 在振蕩器運行時，有兩個機器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現在此引腿時，將使單片機復位，只要這個腳保持高電平，51芯片便循環復位。復位后 P0－P3口均置 1引腳 表現為高電平，程序計數器和特殊功能寄存器 SFR全部清零。當復位腳由高電平變為低電平 時，芯片為 ROM的 00H處開始運行程序。復位是由外部的復位電路來實現的。片內復位電路 是復位引腳 RST通過一個斯密特觸發器與復位電路相連，斯密特觸發器用來抑制噪聲，它的 輸出在每個機器周期的 S5P2，由復位電路采樣一次。復位電路通常采用上電自動復位和按鈕 復位兩種方式，此電路系統采用的是上電與按鈕復位電路。當時鐘頻率選用 6MHz時，C取 22 μF，Rs約為 200Ω，Rk約為 1K。復位操作不會對內部 RAM有所影響。常用的復位電路如下圖所示：圖 33常用復位電路圖(1)P0端口[]P0是一個 8位漏極開路型雙向 I/O端口，端口置 1（對端口寫1）時作高阻抗輸入端。作為輸出口時能驅動 8個 TTL。對內部 Flash程序存儲器編程時，接收指令字節。校驗程序時輸出指令字節，要求外接上 拉電阻。在訪問外部程序和外部數據存儲器時，P0口是分時轉換的地址(低 8位)/數據總線，訪 問期間內部的上拉電阻起作用。(2)P1端口[－]P1是一個帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/0端口。輸出時可 驅動 4個 TTL。端口置 1時，內部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內部 Flash程序存儲器編程時，接收低 8位地址信息。 (3)P2端口[－]P2是一個帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/0端口。輸出時可驅動 4個 TTL。端口置 1時，內部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內部 Flash程 序存儲器編程時，接收高 8位地址和控制信息。在訪問外部程序和 16位外部數據存儲器時，P2口送出高 8位地址。而在訪問 8位地址 的外部數據存儲器時其引腳上的內容在此期間不會改變。(4)P3端口[－]P2是一個帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/0端口。輸出時可 驅動 4個 TTL。端口置 1時，內部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內部 Flash程序存儲器編程時，接控制信息。除此之外 P3端口還用于一些專門功能，具體請看下表。P3引腳 兼用功能串行通訊輸入（RXD）串行通訊輸出（TXD）外部中斷 0（ INT0）外部中斷 1（INT1）定時器 0輸入(T0)定時器 1輸入(T1)外部數據存儲器寫選通 WR外部數據存儲器寫選通 RD表 31 P3端口引腳兼用功能表顯示器普遍地用于直觀地顯示數字系統的運行狀態和工作數據，按照材料及產品工藝， 單片機應用系統中常用的顯示器有： 發光二極管 LED顯示器、液晶 LCD顯示器、CRT顯示器 等。LED顯示器是現在最常用的顯示器之一，如下圖所示。圖 34LED顯示器的符號圖發光二極管（LED）由特殊的半導體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨使用，也可 以組裝成分段式或點陣式 LED顯示器件（半導體顯示器）。分段式顯示器（LED數碼管）由 7 條線段圍成 8字型，每一段包含一個發光二極管。外加正向電壓時二極管導通，發出清晰的 光。只要按規律控制各發光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號。LED數碼管有共陽、共 陰之分。圖是共陽式、共陰式 LED數碼管的原理圖和符號.圖 35共陽式、共陰式 LED數碼管的原理圖和數碼管的符號圖顯示電路顯示模塊需要實時顯示當前的時間,即時、分、秒，因此需要 6個數碼管，另需 兩個數碼管來顯示橫。采用動態顯示方式顯示時間，硬件連接如下圖所示，時的十位和個位 分別顯示在第一個和第二個數碼管，分的十位和個位分別顯示在第四個和第五個數碼管，秒 的十位和個位分別顯示在第七個和第八個數碼管，其余數碼管顯示橫線。LED顯示器的顯示 控制方式按驅動方式可分成靜態顯示方式和動態顯示方式兩種。對于多位 LED顯示器，通常 都是采用動態掃描的方法進行顯示，其硬件連接方式如下圖所示