《倒数计时器系统的设计(修改)讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《倒数计时器系统的设计(修改)讲解（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、河北科技学院毕业设计（论文） 目 录摘要.1关键词.2前言.51设计要求与方案论证.61.1设计要求.61.2 方案论证61.2.1 方案一 用PCF8563实现户外倒计时系统61.2.2方案二 基GPS的高精度倒计时系统的实现71.2.3 方案三 AT89C51和时钟芯片DS12C887实现倒计时系统813本章小结82 时钟芯片DS12C887.92.1. DS12C887的概述和功能特点.92.2. DS12C887的内部功能102.3 硬件接口电路112.4 本章小结123整体方案设计及工作原理.133.1典型硬件电路原理图.133.2 各模块功能介绍143.2.1 时钟信号产生单元14
2、3.2.2 控制模块153.2.3 显示模块163.3 倒计时转换计算173.4 本章小结174本设计相应部分的软件介绍.184.1总体功能程序实现的流程图. .184.2时钟芯片DS12C887的初始化程序194.3实时时间的读取程序214.4倒计时部分的软件实现原理.224.5 本章小结23 总结.24 参考文献.25 致谢.26.II 摘 要 在实际应用当中，倒数计时器随处可见，比如在香港回归和澳门回归时，大陆同胞以设立倒计时器的方式表示其迫切的心情。在单片机应用系统中,常常需要一个实时时钟供定时，测控之用。单片机中都集成有定时器，配合软件可以作为系统的时间基准，构成一个实时时钟。通常定
3、时器工作在中断方式，因此它将频繁地中断CPU的工作。倒计时系统中采用DS12C887时钟芯片实现其功能。倒计时系统中采用8个LED显示日时分秒。关键词：单片机；时钟芯片；DS12C887；倒计时I前言在实际应用当中，倒计时器随处可见，2008年的 奥运会，即将举行的高考都用到倒计时系统，方便大家准确的知道需要准备的时间，DS12C887是美国达拉斯半导体公司最新推出的时钟芯片，采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部，同时它与目前 IBM AT计算机常用的时钟芯片MC146818B和DS1287管脚兼容，可直接替换。采用DS12C887芯片设计的时钟电路勿需任
4、何外围电路并具有良好的微机接口。用作计时器的方法有几种，但是随着单片机应用越来越广泛，倒计时系统采用单片机和时钟芯片制作比较简单且价格合理，工作稳定可靠、响应速度快、实时性强，具有数字显示和工作状态显示功能，是大部分工作人员的首选。电路中采用了AT89C51，4511 DS12C887等，采用共阴型数码管，本设计原理简单，易懂，操作方便，实用性能比较好。倒计时系统是单片机系统的简单应用。它是由硬件和软件相配合使用的，这样可以弥补硬件成本高，结构复杂的特点，提高响应速度。该倒计时系统经济实惠,适用于家庭以及学校。1设计要求与方案论证 实现倒计时系统可以有多种方案，不同的方案要求与实现的功能不一样
5、，本章主要是对几种方案进行论证与比较，选择比较合适的方案来实现基本要求和功能。1.1 设计要求本设计要求用单片机和日历时钟芯片实现一个倒计时系统，能够准确显示出设定时间和当前时间之间的倒计时间值，分别用8个LED数码管显示天数、时、分、秒的数值。1.2 方案论证1.2.1 方案一 用PCF8563实现户外倒计时系统该系统的总体设计方案：整个系统由时钟芯片、中央处理单元、译码、驱动、显示、键盘几部分构成。系统框图如图1.1所示户外倒计时显示LED点阵驱动ULN2003时钟芯片PCF8563时间显示数码管译码MC14513移位LED中央处理器CPU选择74LS145键 盘图12 1方案一的系统设计
6、框图这个方案的实用性较强的倒计时系统，可用于大型节日或活动的倒计时间实现。硬件电路和软件实现都比较完整。但它硬件结构较为复杂，简单的设计制作难以完成该电路，因此不适合选用这个方案来实现。1.2.2方案二 基于GPS的高精度倒计时系统的实现基于GPS的高精度，倒计时牌是卫星测时技术，计算机技术及通信技术三者的有机结合。从功能模块上看，整个系统分为GPS测时接收系统和时钟显示系统，它主要完成以下功能：（1） 定时接收GPS卫星发送的数据并进行识别和缓存；（2）对GPS测时数据进行格式转换，以使编码格式适于接收； （3）在给定时间内刷新DS12C887型时钟的时间； （4）读DS12C887时间，进
7、行倒计时换算并显示。基于GPS的高精度倒计时牌的硬件结构较为简单，它包括控制模块和显示模块两部分。本方案系统的精度高，硬件电路和软件实现都比较简单，能准确显示出倒计时的天数、时、分、秒，具有很强的实用功能。但其硬件电路的实现价格比较高。不适合简单的实验性制作使用，因此不采用这个方案来实现。1.2.3方案三 用 AT89C51和 时钟芯片DS12C887来实现倒计时系统这个方案是用实时时钟芯片DS12C887来产生实时的时间，单片机读取时钟芯片DS12C887的时间后，将其转化为与预设时间的倒计时间。再通过显示部分显示出来，显示部分由8个LED数码管构成，能够显示出倒计时的天数、时、分、秒的数值
8、。其原理框图如图12 3所示数码管显示部分单片机处理单元时钟信号产生单 元图12 3方案三原理框图这个方案的硬件结构和软件实现都较简单，所用硬件价格合理。很适合用较简单的设计制作来实现倒计时系统的功能。所以本设计选用这个方案来 实现目的，本设计将详细论述这一方案的实现过程及原理。1.3 本章小结 该章明确了设计要求与任务，详细阐述了用PCF8563实现户外倒计时系统、基GPS的高精度倒计时系统的实现、用 AT89C51和时钟芯片DS12C887来实现倒计时系统这三种方案的优缺点，对每个方案都进行了说明并比较最终确定了选用AT89C51和时钟芯片DS12C887来实现倒计时系统，这个方案比较适合
9、实验制作软件硬件都比较完整，硬件价格合理，以下章节都对选定的这个方案进行详细的解释和原理说明。2时钟芯片DS12C887 实时时钟芯DS12C887是这个设计方案选用的核心部件之一，本章对DS12C887的芯片做一下简单介绍以及其内部功能有一个简单了解，对它如何与单片机联合工作以及硬件接口电路。2.1 DS12C887的概述和功能:DS12C887是美国达拉斯半导体公司最新推出的时钟芯片，。采用DS12C887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中。其主要功能如下： (1)内含一个锂电池，断电情况运行十年以上不丢失数据。(2)计秒、
10、分、时、天、星期、日、月、年，并有闰年补偿功能。(3)二进制码或BCD码表示时间、日历和定闹。(4)12小时或24小时制，12小时时钟模式带有PM和AM指导，有夏令时功能。(5)MOTOROLA和INTEL总线时序选择 （6）SQW方波输出信号（7）有128个RAM单元与软件音响器，其中14个作为字节时钟和控制寄存器，114字节为通用RAM，所有RAM单元数据都具有掉电保护功能。2.2 DS12C887的内部功能2.2.1 时间、日历和定闹单元时间和日历信息通过读相应的内存字节来获取，时间、日历和定闹通过写相应的内存字节设置或初始化，其字节内容可以是十进制或BCD形式。时间可选择12小时制或2
11、4小时制，当选择12小时制时，小时字节搞位为逻辑“1”代表PM。时间、日历和定闹字节是双缓冲的，总是可访问的。每秒钟这10个字节走时1 秒，检查一次定闹条件，如在更新时，读时间和日历可能引起错误。三个字节的定闹字节有两种使用方法。第一种，当定闹时间写入相应时、分、秒定闹单元，在定允许闹位置高的条件下，定闹中断每天准时起动一次。第二种，在三个定闹字节中插入一个或多个不关心码。不关心码是任意从C到FF的16进制数。当小时字节的不关心码位置位时，定闹为小时发生一次由于相线小时和分钟定闹字节置不关心位时，每分钟定闹一次；当三个字节都置不关心位时，每秒中断一次。2.2.2 更新周期DS12C887每秒执行一次更新周期还比较每一定闹字节与相应的时间字节，如果匹配号三个字节都是不关心码，则产生一次定闹中断。（如表222所示） 表222 周期中断速率和输出方波频率RS3RS2RS1RS0周期性中断频率SQW方波频率0000不允许无输出000130.517us32.768khz001061.035us16.384khz0011122.070us8.192khz0100244.141us4.096khz0101488.281us2.048khz0110976.5625us1.024khz01111.953125ms512hz1000
