《通信技術(shù)創(chuàng)新課程設(shè)計》基于單片機的數(shù)字鐘設(shè)計

1、 設(shè)計類型： 課程設(shè)計 設(shè)計題目： 數(shù)字鐘 系 別： 電子信息與電氣工程 年級專業(yè)： 07通信（2）班 學 號： 學生姓名： 指導教師： 成 績： 2010 年 6 月 30 日通信技術(shù)創(chuàng)新課程設(shè)計3課程設(shè)計任務(wù)書3一.前言41單片機基礎(chǔ)知識：42.單片機應(yīng)用領(lǐng)域：4二硬件設(shè)計51.80c51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：52.80c51單片機的引腳功能：53. 應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計:9三軟件設(shè)計91.應(yīng)用系統(tǒng)仿真軟件keil c51介紹：92.該設(shè)計要實現(xiàn)的功能：103.可調(diào)數(shù)字鐘軟件程序設(shè)計如下：10四系統(tǒng)調(diào)試131.檢查硬件連接：132.檢查軟件系統(tǒng)：133. 測試結(jié)果：13通信技術(shù)創(chuàng)新課程設(shè)計14課程

2、設(shè)計評語14通信技術(shù)創(chuàng)新課程設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目基于單片機的數(shù)字鐘設(shè)計設(shè)計類型應(yīng)用型導師姓名高先和主要內(nèi)容及目標通過與p1.0端口相聯(lián)的5個位鍵盤實現(xiàn)時、分、秒表的調(diào)節(jié)；并且通過位鍵盤實現(xiàn)時鐘的暫停和工作狀態(tài)。具有的設(shè)計條件應(yīng)用p r o t e s軟件實現(xiàn)該數(shù)字鐘的仿真。計劃學生數(shù)及任務(wù)個 人 完 成。計劃設(shè)計進程在課程教學結(jié)束前兩周。參考文獻單片機實用原理與應(yīng)用設(shè)計 張毅剛 彭喜緣 電子工業(yè).2008.4單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)基于c語言編程 余永權(quán) 電子工業(yè) 北京.2004.8一.前言1單片機基礎(chǔ)知識：單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到

3、一個芯片上。概括的講，一塊芯片就成了一臺計算機。mcs-51單片機是美國intel公司于1980年推出的產(chǎn)品，與mcs- 48單片機相比，它的結(jié)構(gòu)更先進，功能更強，在原來的基礎(chǔ)上增加了更多的電路單元和指令，指令數(shù)達111條，mcs-51單片機可以算是相當成功的產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在，mcs-51系列或其兼容的單片機仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品，各高校及專業(yè)學校的培訓教材仍與msc-51單片機作為代表進行理論基礎(chǔ)學習。2.單片機應(yīng)用領(lǐng)域：單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分為如下幾個范疇： 一、在智能儀器儀表的應(yīng)用：單片機具有體積小、功耗低、控制

4、功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。例如精密的測量設(shè)備（功率計，示波器，各種分析儀）。 二、在家用電器中的應(yīng)用：可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無所不在。三、在工業(yè)控制中的應(yīng)用：用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理

5、，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。四、在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用：現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機、電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。 五、單片機在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用：單片機在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 此外，單片機在工商、金融、科研、教育、國防航空等領(lǐng)域都有著十分廣

6、泛的用途。二硬件設(shè)計1.80c51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：圖2-1為80c51單片機功能結(jié)構(gòu)框圖：80c51 芯片內(nèi)部集成了 cpu、ram、rom、定時/計數(shù)器和i/o口等各功能部件，并由內(nèi)部總線把這些不見連接在一起。80c51單片機內(nèi)部包含以下一些功能部件：(1) 一個8位cpu；(2) 一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路；(3) 4kb rom（80c51有4kb掩膜rom，87c51有4kb eprom，80c31片內(nèi)有無rom）；(4) 128b內(nèi)ram；(5) 可尋址64kb的外rom和外ram控制電路；(6) 兩個16位定時/計數(shù)器；(7) 21個特許功能寄存器；(8) 4個8位并行i/o口，共

7、32條可編程i/o端線；(9) 一個可編程全雙工串行口；(10) 5個中斷源，可設(shè)置成2個優(yōu)先級。 圖212.80c51單片機的引腳功能：80c51單片機一般采用雙列直插dip封裝，共40個引腳，圖2-2a為引腳排列圖。圖2-2b為邏輯符號圖。40個引腳大致可分為4類：電源、時鐘、控制和i/o引腳。1.電源 (1)vcc芯片電源，接+； (2)vss接地端。2.時鐘 xtal1、xtal2晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。使用內(nèi)部振蕩電路時外接石英晶體。3.控制線 控制線共有4根，其中3根是復用線。所謂復用線是指具有兩種功能，正常使用時是一種功能，在某種條件下是另一種功能。 (1)ale/pro

8、g地址鎖存允許/片內(nèi)eprom編程脈沖。 ale功能：用來鎖存p0口送出的低8位地址。 80c51在并行擴展外存儲器（包括并行擴展i/o口）時，p0口用于分時傳送低8位地址和數(shù)據(jù)信號，且均為二進制數(shù)。那么如何區(qū)分是低8位地址還是8位數(shù)據(jù)信號呢？當ale信號有效時，p0口傳送的是低8位地址信號；ale信號無效時，p0口傳送的是8位數(shù)據(jù)信號。在ale信號的下降沿，鎖定p0口傳送的內(nèi)容，即低8位地址信號。 需要指出的是，當cpu不執(zhí)行訪問外ram指令（movx）時，ale以時鐘振蕩頻率1 / 6的固定頻率輸出，因此ale信號也可作為外部芯片clk時鐘或其他需要。但是，當cpu執(zhí)行movx指令時，al

9、e將跳過一個ale脈沖。 ale端可驅(qū)動8個lsttl門電路。 prog功能：片內(nèi)有eprom的芯片，在eprom編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 (2)psen外rom讀選通信號。 80c51讀外rom時，沒個機器周期內(nèi)psen兩次有效輸出。psen可作為外rom芯片輸出允許oe的選通信號。在讀內(nèi)rom或讀外ram時，psen無效。 psen可驅(qū)動8個lsttl門電路。 (3) rst/vpd復位/備用電源。 正常工作時，rst（reset）端為復位信號輸入端，只要在該引腳上連續(xù)保持兩個機器周期以上高電平，80c51芯片即實現(xiàn)復位操作，復位后一切從頭開始，cpu從0000h開始執(zhí)行指令。 vp

10、d功能：在vcc掉電情況下，該引腳可接上備用電源，由vpd向片內(nèi)供電，以保持片內(nèi)ram中的數(shù)據(jù)不丟失。 (4) ea/vpp 內(nèi)外rom選擇/片內(nèi)eprom編程電源。 ea功能：正常工作時，ea為內(nèi)外rom選擇端。80c51單片機rom尋址范圍為64kb，其中4kb在片內(nèi)，60kb在片外（80c31芯片無內(nèi)rom，全部在片外）。當ea保持高電平時，先訪問內(nèi)rom，但當pc（程序計數(shù)器）值超過4kb（0fffh）時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外rom中的程序。當ea保持低電平時，則只訪問外rom，不管芯片內(nèi)有否內(nèi)rom。對80c31芯片，片內(nèi)無rom，因此ea必須接地。 vpp功能：片內(nèi)有eprom的芯片，

11、在eprom編程期間，此引腳用于施加編程電源vpp。 對4個控制引腳，應(yīng)熟記起第一功能，了解其第二功能。 嚴格來講，80c51的控制線還應(yīng)該包括p3口的第二功能。4. i/o引腳 80c51共有4個8位并行i/o端口,共32個引腳 (1)p0口8位雙向i/o口。 在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展i/o口)時, p0口可用作雙向i/o口。 在并行擴展外存儲器(包括并行擴展i/o口)時, p0口可用于分時傳送低8位地址(地址總線)和8位數(shù)據(jù)信號(數(shù)據(jù)總線)。位結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。p0口能驅(qū)動8個lsttl門。 vcc地址/數(shù)據(jù)控制鎖存器p0.xdcpqqmuxv1v2p0.x引腳讀鎖存器寫鎖存器

12、內(nèi)部總線讀引腳&1圖2-4 p0口位結(jié)構(gòu)(2) p1口8位準雙向i/o口(“準雙向”是指該口內(nèi)部有固定的上拉電阻)。位結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。 p1口能驅(qū)動為4個lsttl門。vcc鎖存器p1.xdcpqqp1.x引腳讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線讀引腳內(nèi)部上拉電阻圖 2-5 p1口位結(jié)構(gòu) (3) p2口8位準雙向i/o口。在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展i/o口)時, p2口可用作雙向i/o口。在并行擴展外存儲器(包括并行擴展i/o口)時, p2口可用于傳送高8位地址(屬地址總線) 。p2口能驅(qū)動4個lsttl門。p2口的位結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，引腳上拉電阻同p1口。在結(jié)構(gòu)上，p2口比p1口多一個輸出

13、控制部分。鎖存器p2.xdcpqq讀鎖存器寫鎖存器內(nèi)部總線讀引腳vccp2.x引腳內(nèi)部上拉電阻1地址控制mux圖 2-6 p2口位結(jié)構(gòu) (4) p3口8位準雙向i/o口。可作一般i/o口用,同時p3口每一引腳還具有第二功能,用于特殊信號輸入輸出和控制信號(屬控制總線)。p3口驅(qū)動能力為4個lsttl門。 圖 2-7 p3口位結(jié)構(gòu)p3口第二功能如下: p3.0rxd:串行口輸入端; p3.1txd:串行口輸出端; p3.2int0:外部中斷0請求輸入端; p3.3int1:外部中斷1請求輸入端 p3.4t0:定時/計數(shù)器0外部信號輸入端; p3.5t1:定時/計數(shù)器1外部信號輸入端; p3.6w

14、r:外ram寫選通信號輸出端; p3.7rd:外ram讀選通信號輸出端。 上述4個i/o口,各有各的用途。 在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展i/o口)時, 4個i/o口都可作為雙向i/o口用。在并行擴展外存儲器(包括并行擴展i/o口)時, p0口專用于分時傳送低8位地址信號和8位數(shù)據(jù)信號,p2口專用于傳送高8位地址信號。p3口根據(jù)需要常用于第二功能,真正可提供給用戶使用的i/o口是p1口和一部分未用作第二功能的p3口端線。3. 應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計:在這其中用到：5個位鍵盤,一個c51單片機，一個共陽極的6位的數(shù)碼管。相應(yīng)的仿真圖如下：三軟件設(shè)計1.應(yīng)用系統(tǒng)仿真軟件keil c51介紹：keil

15、c51 mvision2集成開發(fā)環(huán)境是keisoftwre，lnc/keilelektronikgmbh開發(fā)的基于80c51內(nèi)核的微處理器軟件開發(fā)平臺，內(nèi)以多種符合當前工業(yè)標準的開發(fā)工具，可以完成從工和建立、管理，編譯，連接，目標代碼的生成，軟件訪真，硬件訪真等完整的開發(fā)流和。尤其c編譯工具在產(chǎn)生代碼的準確性和效率性達到了較高的水平，而可以附加靈活的控制選項。keilc51集成開發(fā)環(huán)境的主要環(huán)境的主要功能是以下幾點： （1）mvision2 for windowstm：是一個集成開發(fā)環(huán)境，它將項目管理，源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個功能強大的z1環(huán)境中。 （2）c51國際標準優(yōu)化c交叉編譯器

16、：從c源代碼產(chǎn)生可重定位的口標模塊。 （3）a51宏匯編器：從80c51匯編冤代碼產(chǎn)生可重定位的口標模塊。 （4）bl51連接/定位器：組合由c51和a51產(chǎn)生的可重定位的目標模塊，生成絕對目標模塊。 （5）lib51庫管理器：從口際模塊生成連接器可以使用的庫文件。 （6）oh51目標文件至hex格式的轉(zhuǎn)換器：從絕對目標模塊生成intelhex文件。 （7） rtx-51實時操作系統(tǒng)：簡化了復雜的實時應(yīng)用軟件項口的設(shè)計。 這個工具套件足為專業(yè)軟件開發(fā)人員設(shè)計的，但任何層次的編程人員都可以使用，并獲得80c51微控制器的部分應(yīng)用。2.該設(shè)計要實現(xiàn)的功能：由上述硬件仿真圖可知：與p1.0端口相聯(lián)的

17、5個位鍵盤分別實現(xiàn)的功能如下（分別稱為key1、key2、key3、key4、key5）：1.當按下key1鍵時，數(shù)字鐘進入暫停狀態(tài)，就可以完成下述的調(diào)節(jié)功能；2. key2、key3、key4分別是調(diào)節(jié)時、分、秒表的精度；3. 按下key5鍵時，系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，完成了基本功能。3.可調(diào)數(shù)字鐘軟件程序設(shè)計如下：#includesbitkey1=p10;sbitkey2=p11;sbitkey3=p12;sbitkey4=p13;sbitkey5=p14;unsignedcharcount=0;unsignedcharhour=12,minute=24,second=0;unsignedcha

18、rnum11=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x7f;* 延時程序*voiddelay(unsignedint delaytime)while(delaytime-);* 數(shù)碼管顯示程序*void display()p3=0x01;delay(5);p2=numhour/10;delay(200);p3=0x02;delay(5);p2=numhour%10;delay(200);p3=0x02;delay(5);p2=num10;delay(200);p3=0x04;delay(5);p2=numminute/10;del

19、ay(200);p3=0x08;delay(5);p2=numminute%10;delay(200);p3=0x08;delay(5);p2=num10;delay(200);p3=0x10;delay(5);p2=numsecond/10;delay(200);p3=0x20;delay(5);p2=numsecond%10;delay(200);* 定時中斷程序*voidt0init(void)tmod=0x10;th1=(65536-50000)/256;tl1=(65536-50000)%256;tr1=1;et1=1;ea=1;voidt0int(void)interrupt3th

20、1=(65536-50000)/256;tl1=(65536-50000)%256;count+;if(count=20)count=0;second+;if(second=60)second=0;minute=minute+1;if(minute=60)minute=0;hour=hour+1;if(hour=24)hour=0 ;* 主程序*void main()t0init();key1=1;key2=1;while(1)display();if(key1=0)delay(20000);ea=0;if(key2=0)delay(20000);hour-;if(hour=0) hour=2

21、4;if(key3=0)delay(20000);minute-;if(minute=0) minute=60;if(key4=0)delay(20000);second-;if(second=0) second=60;if(key5=0)delay(20000);ea=1;四系統(tǒng)調(diào)試1.檢查硬件連接： 包括各元器件的正確使用，例如：地線、電源線的接口。檢查電路板，各線路是否正確連接，各元器件是否安全焊上，是否牢固等等。2.檢查軟件系統(tǒng)： 1、根據(jù)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)檢查各流程圖是否正確，再根據(jù)流程圖來檢查程序是否也正確。 2、分別寫出各指令的正確含義，包括中斷定時延時時間和初始化時方式字和控制口地

22、址。 3、將所有程序組織起來，在軟件環(huán)境下運行，檢查程序是否正確。通過對硬件和軟件系統(tǒng)的認真檢查，反復測試，結(jié)果系統(tǒng)檢測成功，可以進一步運行調(diào)試。 4、運行調(diào)試：在電腦輸入程序后，各硬件連接正確無誤時，接上電源，輸入命令開始運行調(diào)試。3. 測試結(jié)果： 本系統(tǒng)基本上能符合設(shè)計者的要求，因條件所限還未有實際的運行。通信技術(shù)創(chuàng)新課程設(shè)計課程設(shè)計評語指導教師評語設(shè)計成績備注ut2apodfxxc02gybkskcww97mrqqwhoj5tl15zt6jipyytycummtarp3v1n5luizi3xh3bhwyreko8d9g7nmzqowpjetldrw08gvs8dsdqqygc3ce7mo

23、o2tlf0jf1gk74iuxybmtivr97ckrfvqult5fn2t6mpjr6rbzvpsortzvij5nb5ndvvsr4iwr1twlfkglspzuhrjq3cmzu98euouijdlszqpmvrw9zkupxf8wfug9l2g9277g2rtipa1ypczeuqxpkbhtvdcooqozxuz3vjrzmocijym62zchmeootyes8ebmm932tbz2yo09rtszeys8zrd2yktj8l6jeazvajnfbtrylvsm6ofbftoxvrffn7owiygjlamkunxjybz5rrb7r4vsur9zpfzfmfsjhcfca37l

24、nw2vvlrkn7r8psz1bn6oric5hu5z6hcxayqynpog8duybawqsl20csg06dh2sm8hltgpkicskrgopdpuhbj1lmpk7lydvc6nnmwl3fwhzftfvyaary7lhssxj10v3ph3y19bxyr77ib7cpzsu2tijqe3hkqkkau9kskcphkxuikvvyjzpg2yijrkqfbggovyqkuxnwi9omnjtt6qilzxtyrf7d20fbmabcfiixrqkusvnxbppfuxyq1fjskfsubkgs2duvqc9sz4jkbgn4qqv66pyoarjurnfj3txyfclzie

25、eptwfjthpheipdfnqnr2hjqkv2dzwtmpdjqkbcxmovdsjqctjagjmdlskpgad2s0h0vmzgaht36gyuez7umank1ndreubeqdgrx0venqgnsyib2ilq3siqrnl4m56t7z8y8da5k0kupn5nzg4jvjdtffhyt82aogqkxo4vblmleiy2p7hthbho07rcfttxodydppdtqso7wxd0j6fkklgm4wodzplhtrr2xgqn13hqy59zu1gegdyqnihntavsieuefqcyfucjwd3vk5i7ykmhundmiz ut2apodfxxc02gybkskcww97mrqqwhoj5tl15zt6jipyytycummtarp3v1n5luizi3xh3bhwyreko8d9g7nmzqowpjetldrw08gvs8dsdqqygc3ce7moo2tlf0jf1gk74iuxybmtivr97ckrfvqult5fn2