课程设计论文-基于单片机的电子时钟设计

课程设计论文-基于单片机的电子时钟设计内容摘要：

行，这个过程被叫做中断。 计数器采用软件编程来实现时钟，数码管显示采用动态显示。 成都学院（成都大学）课程设计报告 4 第 3 章 系统各单元电路分析 AT89C51 单片机 AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器的低电压、高性能 CMOS 的 8 位微处理器，俗称单片机。 AT89C51 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。 该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS51 指令集和 输出管脚相兼容。 由于将多功能 8位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一种高效微控制器。 AT89C51 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 引脚排列所示 图 31 所示。 图 31 单片机引脚图 由于电路原理中只用到单片机的 p0、 p p2 口，所示下面对这三个端口进行详细介绍。 P0 口： P00～ P07 统称为 P0 口，在不接片外存储器与不扩展 I/O 接口时，作为准双向输入 /输出接口。 在接有片外存储器或扩展 I/O 接口时 ,P0 口分时复用为低 8 位地址总线和双向数据总线。 P0口 是一个三态双向口，由一个输出锁存器、两个三态缓冲器、输出驱动电路和输出控制电路组成。 在输入数据时，应人为地先向 P0 口 写“ 1”， 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 低 八位。 在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验成都学院（成都大学）课程设计报告 5 时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口： P10～ P17 统称为 P1 口，可作为准双向 I/O 接口使用。 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 4LSTTL 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。 P2 口： P20 ～ P27 口统称为 P2 口，一般可以作为准双向 I/O 接口使用，在接有片外存储器或扩展 I/O 接口且寻址范围超过 256 字节时， P2 口用作高 8 位地址总线。 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。 复位电路 计算机在启动运行时都需要复位，复位时使中央处理器 CPU 和内部其他部件处于一个确定的初始状态，从这个状态开始工作。 AT89C51 单片机有一个复位引脚 RST，高电平有效。 在时钟电路工作以后，当外部电路使得 RST端出现两个机器周期（ 24 个时钟周期）以上的高电平，系统内部复位。 复位有 两种方式：上电复位和按钮复位。 在此次的设计中，我采用按键复位，其电路图如图 32 所示。 图 32 复位电路 只要 RST 保持高电平， AT89C51 单片机将循环复位。 复位期间， ALE、 PSEN 输出高电平。 RST 从高电平变为低电平后， PC 指针变为 0000H，使单片机从程序存储器地址为 0000H 的单元开始执行程序。 复位后，内容各寄存器的初始内容如表 41 所示，当单片机执行程序出错或进入死循环时，可按复位按钮重新启动。 时钟电路 在本次设计中，时钟电路设计就是采用内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。 AT89C51 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。 引脚 XTAL1 和 XTAL2 是高增益反相放大器的输入端和输出端。 这个高增益反相放大器将与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡成都学院（成都大学）课程设计报告 6 器。 外接晶体振荡器以及电容 C1 和 C2 构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中，对外接电容的值虽然没有严格的要求，但是电容的大小会影响起振的快速和温度的稳定性、振荡器的稳定性、振荡器频率的高低。 因此，此系统电路的晶体振荡器的值为 12MHz,电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为 22uF。 在焊接刷电路板时，我们应注意晶体振 荡器和电容尽可能安装的与单片机芯片靠近些，用以减少寄生电容，为了更好地保证振荡器可靠地工作和稳定行，其电路图如图 33 所示。 图 33 时钟电路 时钟电路 在本次设计中，时钟电路设计就是采用内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。 AT89C51 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。 引脚 XTAL1 和 XTAL2 是高增益反相放大器的输入端和输出端。 这个高增益反相放大器将与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。 外接晶体振荡器以及电容 C1 和 C2 构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中 ，对外接电容的值虽然没有严格的要求，但是电容的大小会影响起振的快速和温度的稳定性、振荡器的稳定性、振荡器频率的高低。 因此，此系统电路的晶体振荡器的值为 12MHz,电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为 22uF。 在焊接刷电路板时，我们应注意晶体振荡器和电容尽可能安装的与单片机芯片靠近些，用以减少寄生电容，为了更好地保证振荡器可靠地工作和稳定行，其电路图如图 34 所示。 图 34 时钟电路 成都学院（成都大学）课程设计报告 7 按键电路 独立式键盘是各按键相互独立，每个按键各接一根 I/O 接口线，每根 I/O 接口线上的按键是不会影响其他 的 I/O 接口线。 在本次设计中，按键为 K0、 K K2，他们分别与单片机 P P1 P12接口线相接。 通过按键控制显示器的显示。 其电路图如 35 所示。 图 35 按键电路 LED 显示电路 在本次的设计中，采用的 8 位的数码管显示器。 数码管如果按照段数分可为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多了一个小数点的显示；如果按能够显示多少个“ 8”分类的话，也可以可分为 1 位、 2 位、 4 位等数码管。 如果 按 照 发光二极管单元 的 连接方式 又可以 分为共阳极数码管和共阴极数码管。 共 阳 极的 数码管是将所有。