單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器(共27頁(yè))

1、單片機(jī)/微機(jī)接口課程設(shè)計(jì)說明書 PAGE 30目 錄 TOC o 1-3 u 1 設(shè)計(jì)任務(wù)(rn wu)與要求 PAGEREF _Toc280089073 h 22 設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc280089074 h 23 硬件(yn jin)電路設(shè)計(jì)與主要元器件分析 PAGEREF _Toc280089075 h 33.1 6位LED數(shù)碼管顯示(xinsh) PAGEREF _Toc280089076 h 33.2 LED倒計(jì)時(shí)器元件清單 PAGEREF _Toc280089077 h 33.3 主要元器件分析 PAGEREF _Toc280089078 h 43.3.1 單片機(jī)AT8

2、9S52 PAGEREF _Toc280089079 h 43.3.2 集成塊74LS245 PAGEREF _Toc280089080 h 43.4 基本硬件電路分析 PAGEREF _Toc280089081 h 53.4.1復(fù)位電路 PAGEREF _Toc280089082 h 53.4.2 按鍵電路 PAGEREF _Toc280089083 h 53.5 LED倒計(jì)時(shí)器原理圖 PAGEREF _Toc280089084 h 64 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc280089085 h 84.1程序流程圖 PAGEREF _Toc280089086 h 84.2 程序清單 PAGE

3、REF _Toc280089087 h 95 調(diào)試過程 PAGEREF _Toc280089088 h 206 結(jié)論 PAGEREF _Toc280089090 h 207 附錄 PAGEREF _Toc280089091 h 21參考資料： PAGEREF _Toc280089092 h 221 設(shè)計(jì)(shj)任務(wù)與要求近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入人們的生活，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，針對(duì)具體應(yīng)用特點(diǎn)與軟件結(jié)合。本項(xiàng)目討論(toln)了

4、LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)與制作，此方案線路簡(jiǎn)單，成本低，應(yīng)用前景廣闊。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求(yoqi)是，使基于AT89S52單片機(jī)的LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器主要具有如下功能：（1）LED數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。（2）倒計(jì)時(shí)過程中能設(shè)置多個(gè)鬧鐘，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)值倒計(jì)到設(shè)定值時(shí)會(huì)發(fā)出約2s的報(bào)警聲音。（3）通過按鍵可以對(duì)倒計(jì)時(shí)設(shè)定初值。倒計(jì)時(shí)初始值范圍在24:00:0000:00:60之間，用戶可根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置成功后復(fù)位初始值為成功設(shè)定值。2 設(shè)計(jì)方案 LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器以AT89S52單片機(jī)為核心，系統(tǒng)包括六位數(shù)碼管顯示電路，按鍵電路，電源電路，復(fù)位電路，晶振電路以及蜂鳴器電路幾部分，LED數(shù)字

5、倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)框圖如下：AT89S52 單片機(jī)電源電路復(fù)位電路晶振電路6位數(shù)碼管顯示電路蜂鳴器電路按鍵電路圖1 LED數(shù)字倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)框圖3 硬件(yn jin)電路設(shè)計(jì)與主要(zhyo)元器件分析3.1 6位LED數(shù)碼管顯示(xinsh)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用了6位數(shù)碼管顯示電路，在設(shè)計(jì)6位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，采用動(dòng)態(tài)顯示方式，6個(gè)LED顯示器共用一個(gè)8位的I/O，6位LED數(shù)碼管的位選線分別由相應(yīng)的P2.0p2.5控制，而將相應(yīng)的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位的I/O口控制，即p0口。譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整。LED倒計(jì)時(shí)器元件清單表1 LED數(shù)字倒計(jì)

6、時(shí)器元件清單元件名稱型號(hào)數(shù)量/個(gè)用途單片機(jī)AT89S521控制核心晶振12MHz1晶振電路電容30pF2晶振電路電解電容22F/10V1復(fù)位電路電阻10k1復(fù)位電路按鍵5按鍵電路數(shù)碼管共陽(yáng)6顯示器集成塊74LS2453驅(qū)動(dòng)三極管2N50881蜂鳴器喇叭8/0.5W1蜂鳴器電阻1k2蜂鳴器電阻1001蜂鳴器電阻2.7k4上拉電阻電阻3308上拉電阻電源+5V/0.5A1提供+5V集成塊74LS071驅(qū)動(dòng)3.3 主要(zhyo)元器件分析3.3.1 單片機(jī)AT89S52AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制(kngzh)器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公

7、司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供(tgng)高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止

8、工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。3.3.2 集成塊74LS24574LS245是我們常用的芯片，用來(lái)驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸；（接收） *DIR=“1”，信號(hào)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)。由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時(shí)74LS245的三態(tài)控制端/1G和/2

9、G接地，P2口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。P0口與74LS245輸入端相連,/E端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。3.4 基本硬件(yn jin)電路分析3.4.1復(fù)位(f wi)電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需給AT89S52的復(fù)位引腳RST加上大于2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可得單片機(jī)復(fù)位，復(fù)位時(shí)，PC初始化為0000H，使單片機(jī)從OUT單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常(zhngchng)初始化之外由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤而使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，為擺脫死鎖狀態(tài)，也需按復(fù)位鍵使得RST腳為高電平，使單片機(jī)重新啟動(dòng)。圖2 復(fù)位電路原理圖3.4.2 按鍵電路按鍵電路的按鍵功能說明：（1

10、）K1用于設(shè)置時(shí)間和鬧鐘的小時(shí)。（2）K2用于設(shè)置小時(shí)以及設(shè)置鬧鐘的開關(guān)。（3）K3用于設(shè)置分鐘和鬧鐘的分鐘。（4）K4用于設(shè)置(shzh)完成退出。LED倒計(jì)時(shí)器原理圖圖3 LED數(shù)字(shz)倒計(jì)時(shí)器原理圖L 4 軟件設(shè)計(jì)4.1程序(chngx)流程圖開始CPU系統(tǒng)初始化定時(shí)器0初始化中斷初始化設(shè)置時(shí)間？設(shè)置鬧鈴時(shí)間顯示刷新啟動(dòng)走時(shí)有關(guān)變量初始化時(shí)分變化？刷新顯示1秒到秒指示鬧鈴時(shí)間？蜂鳴器結(jié)束YNYNYNYN圖4 LED數(shù)字(shz)倒計(jì)時(shí)器程序流程圖4.2 程序清單 程序清單如下(rxi)： K1 EQU p1.0 K2 EQU P1.1 K3 EQU p1.2 K4 EQU P1.3

11、 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP TIME ORG 0100H MAIN: MOV SP, #50H MOV 20H, #3CH ;時(shí)間(shjin) BIN SECOND MOV 21H, #3CH ; BIN MINUTE MOV 22H, #18H ; BIN HOUR MOV 23H, #01H ;鬧鈴 BIN MINUTE MOV 24H, #01H ; BIN HOUR MOV 25H, #00H ;定義一個(gè)(y )標(biāo)志位 MOV 30H, #00H ;時(shí)間 BCD SECOND MOV 31H, #00H MOV 32H, #00H ; BC

12、D MINUTE MOV 33H, #00H MOV 34H, #00H ; BCD HOUR MOV 35H, #00H MOV 36H, #01H ;鬧鈴 BCD MINUTE MOV 37H, #00H MOV 38H, #01H ; BCD HOUR MOV 39H, #00H MOV TMOD, #01H ;16位計(jì)數(shù)器T0,方式(fngsh)1 MOV THO, #03CH ;賦初值 MOV TLO, #0B0H MOV IE, #10000111B;開中斷(zhngdun)TO,EA=1 SETB TRO ;T0啟動(dòng)(qdng)計(jì)數(shù) MOV R2， #14H ;計(jì)數(shù)器 MOV P

13、2， #0FFH LOOP:LCALL TIMEPRO ;調(diào)用現(xiàn)在時(shí)間與鬧鈴時(shí)間比較程序 LCALL DISPLAY1 ;調(diào)用現(xiàn)在時(shí)間顯示子程序 JB K1，M1 ;判斷按鍵是否按下 LCALL XIAOZHEN1 ;調(diào)用消抖程序 MOV C, 25H.0 JC A1A1: CLR 25H.0LCALL SETTIME ；調(diào)用設(shè)置現(xiàn)在時(shí)間子程序LJMP LOOPM1: JB K2, M2LCALL XIAOZHEN2MOV C, 25H.0JC A2A2: CLR 25H.0LCALL SETTIME ；調(diào)用設(shè)置鬧鐘的程序LJMP LOOPM2: JB K4, M3A3: LCALL XIAO

14、ZHEN3MOV C, 25H.0JC A4A4: CLR 25H.0M3: LJMP LOOPSETTIME:LO: LCALL DISPLAY1 JB K2, L1 LCALL XIAOZHEN4 MOV C, 25H.0JC A5A5: CLR 25H.0 DEC 22H MOV A，22H CJNE A，#18H,G012 MOV 22H, #00HMOV 34H, #00HMOV 35H, #00H LJMP L0L1: JB K3, L2 LCALL XIAOZHEN5MOV C, 25H.0JC A6A6: CLR 25H.0 DEC 21H MOV A，21H CJNE A，#

15、3CH,G011 MOV 21H, #00HMOV 32H, #00HMOV 33H, #00H LJMP L0GO11: MOV B，#0AHDIV ABMOV 32H, BMOV 33H, A LJMP L0GO12: MOV B，#0AHDIV ABMOV 34H, BMOV 35H, A LJMP L0L2: JB K4, L0LCALL XIAOZHEN3MOV C, 25H.0JC AXAX: CLR 25H.0RETSETATIME: LCALL DISPLAY2NO: LCALL DISPLAY2JB K3, N1LCALL XIAOZHEN6MOV C, 25H.0JC A7

16、A7: CLR 25H.0DEC 24HMOV A, 24H CJNE A,#24，G022 MOV 24H, #00HMOV 38H, #00HMOV 39H, #00HLJMP N0N1: JB K1 N2 LCALL XIAOZHEN7MOV C, 25H.0JC A8A8: CLR 25H.0DEC 23HMOV A, 23HCJNE A,#60，G021 MOV 23H, #00HMOV 36H, #00HMOV 37H, #00HLJMP N0G021: MOV B, #0AH DIV AB MOV 36H, B MOV 37H, ALJMP N0G022: MOV B, #0AH

17、 DIV AB MOV 38H, B MOV 39H, ALJMP N0N2: JB K4 N0 LCALL XIAOZHEN3MOV C, 25H.0JC A9A9: CLR 25H.0RETTIMEPRO: MOV A, 21HMOV B, 23H CJNE A, B, BK MOV A, 22HMOV B, 24HCJNE A, B, BKSETB 25H.0MOV C, 25H.0JC XXXX: LCALL TIMEOUTBK: RETTIMEOUT: X1: LCALL BZ LCALL DISPLAY2CLR 25H.0JB K4，X1RETBZ: CLR P3.7MOV R7,

18、 #250T2: MOV R6, #124T3: DJNZ R6，T3DJNZ R7，T2JB K4，XYLCALL XIAOZHEN3MOV C, 25H.0JC XY1XY: RETXY1: LJMP LOOPXIAOZHEN1: LCALL DISPLAY1JB K1，XIAOZHEN1MOV C, K1LCALL JC XIAOZHEN1LCALL DELAYMOV C, K1JC XIAOZHEN1STOP1: MOV C, K1JNC STOP1LCALL DELAYMOV C, K1JNC STOP1SETB 25H.0RETXIAOZHEN2: LCALL DISPLAY2 J

19、B K2，XIAOZHEN2MOV C, K2JC XIAOZHEN2STOP2: MOV C, K2 JNC STOP2LCALL DELAYMOV C, K2JNC STOP2SETB 25H.0RETXIAOZHEN3: LCALL DISPLAY1 JB K4，XIAOZHEN3MOV C, K4JC XIAOZHEN3LCALL DELAYMOV C, K4JC XIAOZHEN3STOP3: MOV C, K4 JNC STOP3LCALL DELAYMOV C, K4JNC STOP3SETB 25H.0RETXIAOZHEN4: LCALL DISPLAY1 JB K2，XIA

20、OZHEN4MOV C, K2JC XIAOZHEN4LCALL DELAYMOV C, K2JC XIAOZHEN4STOP4: MOV C, K2 JNC STOP4LCALL DELAYMOV C, K2JNC STOP4SETB 25H.0RETXIAOZHEN5: LCALL DISPLAY1 JB K3，XIAOZHEN5MOV C, K3JC XIAOZHEN5LCALL DELAYMOV C, K3JC XIAOZHEN5STOP5: MOV C, K3 JNC STOP5LCALL DELAYMOV C, K3JNC STOP5SETB 25H.0RETXIAOZHEN6:

21、LCALL DISPLAY2 JB K3, XIAOZHEN6 MOV C, K3 JC XIAOZHEN6 LCALL DELAY MOV C, K3 JC XIAOZHEN6 STOP6: MOV C, K3 JNC STOP6 LCALL DELAY MOV C, K3 JNC STOP6 SETB 25H.0 RETXIAOZHEN7: LCALL DISPLAY2 JB K1, XIAOZHEN7 MOV C, K1 JC XIAOZHEN7 LCALL DELAY MOV C, K1 JC XIAOZHEN7 STOP7: MOV C, K1 JNC STOP7 LCALL DEL

22、AY MOV C, K1 JNC STOP7 SETB 25H.0 RETDELAY: MOV R4, #14H DL00: MOV R5, #OFFH DL11: DJNZ R5, DL11 DJNZ R4, DL00 RETTIME: PUSH ACC PUSH PSWMOVTH0, #03CHMOV TL0, #0B0HDJNZ R2, RET0MOV R2, #14HMOV A, 20HCLR CDEC ACJNE A, #0, G01MOV 20H, #3CHMOV 30H, #0MOV 31H, #0MOV A, 21HDEC ACJNE A, #3CH, G02MOV 21H,

23、#0HMOV 32H, # 0 MOV 33H, # 0 MOV A, 22H DEC A CJNE A, #18H，GO3 MOV 22H, # 00H MOV 34H, # 0 MOV 35H, # 0 AJMP RETOGO1: MOV 20H, AMOV B, # 0AHDIV ABMOV 31H, AMOV 30H, BAJMP RETOGO2: MOV 21H, AMOV B, # 0AHDIV ABMOV 33H, AEEHMOV 32H, BAJMP RETOGO3: MOV 22H, AMOV B, # OAHDIV ABMOV 35H, AMOV 34H, BAJMP RE

24、TORETO: POP PSW POP ACC RETIDISPLAY1: MOV R0, # 30H MOV R3, # 0EEH MOV A, R3 PLAY1: MOV P2, A MOV A,RO MOV DPTR, # DSEG1 MOVC A,A + DPTR MOV P0, A LCALL DL1 MOV P2, # 0EEH MOV A, R3 RL A JNB ACC.6, LD1 INC R0 MOV R3, A LJMP PLAY1 LD1: RETDISPLAY2: PUSH ACC PUSH PSW MOV RO, # 36H MOV A, R3 PLAY2: MOV

25、 P2, A MOV A,R0 MOV DPTR, # DSEG1 MOVC A,A+DPTR MOV P0, A LCALL DLL MOV P2, # 0FFH MOV A, R3 RL A JNB ACC.6, LD2 INC R0 MOV R3, A LJMP PLAY2 LD2: POP PSW POP ACC RET DL1: MOV R7, # 05H DL: MOV R6, # 0FFH DL6: DJNZ R6, $ DJNZ R7, DL RETDSEG1: DB 3F, 06H, 5BH, 4FH, 66H DB 6DH, 7DH, 07H, 7FH, 6FH END5

26、調(diào)試(dio sh)過程 應(yīng)用(yngyng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后，要進(jìn)行硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。軟件調(diào)試可以利用開發(fā)及仿真系統(tǒng)進(jìn)行。硬件(yn jin)調(diào)試硬件的調(diào)試主要是把電路各種參數(shù)調(diào)整到符合設(shè)計(jì)要求。具體如下：（1）先排除硬件電路故障，包括設(shè)計(jì)性錯(cuò)誤和工藝性故障。一般原則是先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)。（2）利用萬(wàn)用表或邏輯測(cè)試儀器，檢查電路中的各個(gè)器件以及引腳是否連接正確，是否有短路故障。（3）先要將單片機(jī)AT89S52芯片取下，對(duì)電路板進(jìn)行通電檢查，通過觀察看是否有異常，然后用萬(wàn)用表測(cè)試各電源電壓，若這些都沒有問題，則接上仿真機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試觀察各接口線路是否正常。2軟件調(diào)試軟件調(diào)試是利用仿真工具進(jìn)行在仿真

27、調(diào)試，除發(fā)現(xiàn)和解決程序錯(cuò)誤以外，也可以發(fā)現(xiàn)硬件故障。6 結(jié)論(jiln)單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入人們的生活，同時(shí)帶動(dòng)(didng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有(jyu)8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。通過本次設(shè)計(jì)，使我們認(rèn)識(shí)并了解了基本的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，在這過程中，我的身邊的同學(xué)們給了我很大的啟示和幫助，而且我覺得對(duì)以前不了解的單片機(jī)只是有了一個(gè)更感更深的了解。我相信我所學(xué)的東西在以后的工作學(xué)習(xí)中會(huì)起很大的作用。在本次設(shè)計(jì)中得到了指導(dǎo)老師的大力支持，在此表示感謝！7 附錄利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器溢出中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)，設(shè)定某定時(shí)器每100ms中斷1次，則10次的周期為1s。這種實(shí)現(xiàn)法的特點(diǎn)是精度高，秒脈沖的發(fā)生和其他處理可以并行進(jìn)行。