多功能家庭计时器的设计.

《多功能家庭计时器的设计.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多功能家庭计时器的设计.（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 第一章 多功能家庭计时器的设计设计一个基于单片机的多功能家庭计时器，该计时器可实现多种时间方案，可以时间时分显示计时，可以秒表计时，暂停继续，可以实现秒倒计时，并且倒计时结束后能实现报警。1.1课程设计的目的：1、巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决实际课题设计的能力。2、培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的能力，提高组成系统、编程、调试的动脑动手能力。3、通过对课题设计方案的分析、选择、比较，熟悉运用单片机系统开发、软硬件设计的方法内容及步骤。4、掌握STC89C52，共阴极数码管,74LS138的接口电路，及使用方法。1.2 课程设计要求：

2、1、熟悉组成系统中的实验模块原理，画出实验原理图。2、写出完整的设计任务书：课题的名称、系统的功能、硬件原理图、软件框图、元件清单、程序清单、参考文献。3、实现共多功能计时。 第2章 设计方案2.1 系统主要功能该系统只要实现时间计时功能，能通过4位数码管实现时分计时，秒表计时，秒倒计时并且实现报警功能。2.2 系统硬件构成及功能多功能计时器的设计总体框图如图所示，主要有单片机AT89C52,电源，键盘模块，译码电路，显示模块构成。按键模块：由4个控制开关与单片机内部定时/计数功能组成的系统通过对单片机传输中断信号来实现时间的计时，暂停。显示模块：用共阴极数码管，分别显示时分，秒计时功能。电源

3、模块：电源模块有220V市变电压经变压，整流，稳压得到+ 5V, + 12V的电压，维持系统正常工作。系统的总体框图如图1所示：键盘显示控制器显示模块键盘模块定时计数模块电 源源主控器 STC89C52 图1系统总体框图 2.2.1 STC89C52单片机及其说明STC89C52为8 位通用微处理器 图2 PDIP封装的AT89C52引脚图 采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等

4、。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（3239 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相

5、应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 P0 口P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口， 也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的 方式驱动8 个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 在Flash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 P1 口P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑 门电路

6、。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。Flash 编程和程序校验期间，P1 接收低8 位地址。 P2 口P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑 门电路。对端口P2 写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。 在访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器时，P2 口送出高8 位地址数据。在访问

7、8 位地址的外部数据存储器时，P2 口输出P2 锁存器的内容。 Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。 P3 口P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL）。 P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能 P3 口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位

8、。 ALE/ 当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。 对Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条 MOVX 和MOVC指令才能将ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。 程序储存允许（PSE

9、N）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。 / VPP外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），EA 端必须保持低电平（接 地）。需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA端状态。 如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V 编程电压Vpp。 XTAL1振荡器反相

10、放大器的及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2振荡器反相放大器的输出端。 特殊功能寄存器在STC89C52 片内存储器中，80H-FFH 共128 个单元为特殊功能寄存器（SFE），SFR 的地址空间映象如表2 所示。 并非所有的地址都被定义，从80HFFH 共128 个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。对没有定义的 单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。 不应将数据“1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。 STC89C52除了与STC89C51所有的定时/计数器0 和定时/计数器1 外

11、，还增加了一个定时/计数器2。定时/计数器2 的控制和状态位位于T2CON、T2MOD，寄存器对（RCAO2H、RCAP2L）是定时器2 在16位捕获方式或16位 自动重装载方式下的捕获/自动重装载寄存器。 数据存储器AT89C52 有256 个字节的内部RAM，80H-FFH 高128 个字节与特殊功能寄存器（SFR）地址是重叠的，也就是高128字节的RAM 和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它们是分开的。 当一条指令访问7FH 以上的内部地址单元时，指令中使用的寻址方式是不同的，也即寻址方式决定是访问高128 字节 RAM 还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功

12、能寄存器。间接寻址指令访问高128 字节RAM，堆栈操作也是间接寻址方式，所以，高128 位数据RAM 亦可作为堆栈区使用。 2.2.2 资源分配晶振采用12MHZ。P0口的P0.0-P0.7分别与数码管7段连接P2口与74LS138的ABC数据输入端相连。P1口用来控制按键的输入2.2.3 74LS138译码模块74LS138芯片原理 图3 74LS138管脚图 74LS138 为3 线8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其工作原理如下： 当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）

13、的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。 利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器3线-8线译码器74LS138的功能表2.2.4 定时计数模块 T0/T11.组成：三个16位的可编程定时器/计数器：定时器/计数器T0、T1和T2。 每个定时器均有两部分构成：THx和TLx 特殊功能寄存器T2MOD和T2CON 主要对T2进行控制。 特殊功能寄存器TMOD和TCON 主要对T0和T1进行控制。 引脚P3.5、P3.4、P1.0输入计数脉冲。 定时器

14、T0、T1和T2是3个中断源，可以向CPU 发出中断请求。 定时器/计数器T2增加了两个8位的寄存器： RCAP2H和RCAP2L。 特殊功能寄存器之间通过内部总线和控制逻辑电路连接起来。2.定时器功能：每个定时器都可由软件设置为定时工作方式或计数工作方式或其他灵活多样 的可控功能方式。这些功能由特殊功能寄存器TMOD和TCON所控制。 定时器工作不占用CPU时间，除非定时器/计数器溢出，才能中断CPU的当前操作。每个定时器/计数器还有四种工作模式。其中模式0-2对T0和T1是一样的，模式3对两者不同。 TMOD控制TCON控制： TR1(TCON.6)T1运行控制位。Timer Run可通过软件置1（TR1=1）或清0（TR1=0）来启动或 关闭 T1。在程序中用指令“SETB TR1”使TR