《利用单片机AT89S52设计一个多功能电子时钟》由会员分享，可在线阅读，更多相关《利用单片机AT89S52设计一个多功能电子时钟（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子线路课题设计报告课题设计名称: 利用单片机 AT89S52 设计一个多功能电子时钟班级: _ 姓名: _ 学号:_一、实验目的1掌握 51 单片机程序设计与调试的基本方法。2掌握 PROTEUS 仿真的基本使用方法。3掌握利用单片机设计和开发制作智能电子产品的基本流程与方法。二、实验器材555 定时器1CD4060 计数器1CD4017 计数译码器1电 阻：10M、10k2电位器：100k1电容器：20pF2，0.01F1，22F1晶体振荡器：32.768k1三、理论分析四、实验内容五、实验结果六、实验总结1555 集成定时器555 集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规
2、模集成器件。外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等。TTL 集成定时器 555 定时器的外引线排列图和内部原理框图如图 14-1、14-2 所示。它是由上、下两个电压比较器、三个 5k 电阻、一个 RS 触发器、一个放电三极管 T 以及功率输出级组成。比较器 C1的同相输入端接到由三个 5 k 电阻组成的分压网络的2/3Vcc 处，反相输入端为阀值电压输入端。比较器 C2的反相输入端接到分压电阻网络的- 29 -1/3Vcc 处，同相输入端为触发电压输入端，用来启动电路。两个比较器的输出端控制 RS 触发器。RS 触发器设置有复位端 ，当复位端处干低电平时，
3、输出为低电平。R控制电压端是比较器 C1的基准电压端，通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值，即可改变比较器 C1、C 2的参考电压。不用时可将它与地之间接一个 O01F 的电容，以防止干扰电压引入。555 的电源电压范围是+4.5+18V，输出电流可达 100200mA，能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。CMOS 集成定时器 CC7555 的功能和 TTL 集成定时电路完全一样，但驱动能力小一些，内部结构也不同，555 定时器的功能表见表 14-1。图 14-1 555 电路引脚图 图 14-2 TTL 电路 555 电路结构表 14-1 555 芯片功能表TR触发TH阈值 R复位
4、D放电端OUT输出H 导通 LH 原状态H 截止 HL 导通 LCV31C2C31C22555 定时器的应用单稳态电路 单稳态电路的组成和波形如图 14-3 所示。当电源接通后，Vcc 通过电阻 R 向电容 C 充电，待电容上电压 Vc 上升到 2/3Vcc 时，RS 触发器置 0，即输出 Vo=0，同时电容 C 通过三极管 T 放电，RS 触发器输入变位 1、1，输出保持不变。当触发端的外接输入信号电压Vi1/3Vcc 时，RS 触发器置 1,即输出 Vo=1，同时，三极管 T 截止。电源 Vcc 再次通过 R向 C 充电。输出电压维持高电平的时间取决于 RC 的充电时间，待电容上电压 Vc
5、 上升到2/3Vcc 时，RS 触发器置 0，即输出 Vo=0，当 t=tW时，电容上的充电电压为； CRtCVeVvw321所以输出电压的脉宽 t W=RCln31.1RC 一般 R 取 1k10M，C1000pF。值得注意的是：t 的重复周期必须大于 tW，才能保证每一个负脉冲起作用。由上式可知，单稳态电路的暂态时间与 VCC 无关。因此用 555 定时器组成的单稳电路可以作为精密定时器。图 14-3 单稳态电路的电路图和波形图多谐振荡器多谐振荡器的电路图和波形图如图 14-4 所示。电源接通后，Vcc 通过电阻 R1、R 2向电容 C 充电。当电容上电 VC=2/3Vcc 时，阀值输入端
6、受到触发，比较器 C1翻转，输出电压Vo=0，同时放电管 T 导通，电容 C 通过 R2放电；当电容上电压 Vc=1/3Vcc 时，比较器 C2输- 31 -出 0，输出电压 Vo=1。C 放电终止、又重新开始充电，周而复始，形成振荡。其振荡周期与充放电的时间有关：充电时间： CRVRt CPH )(7.0321ln)( 2121 放电时间： Ct CPL 22 7.03ln振荡周期：T=t PH+tPL0.7(R 1+2R2)C振荡频率：f=1/T= RtPLH)(4.21占空系数： 当 R2R1时，占空系数近似为 50。1TD图 14-4 多谐振荡器的电路图和波形图由上分析可知：a）电路的
7、振荡周期 T、占空系数 D，仅与外接元件 R1、R 2和 C 有关，不受电源电压变化的影响。b）改变 R1、R 2，即可改变占空系数，其值可在较大范围内调节。 c） 改变 C 的值，可单独改变周期，而不影响占空系数。另外，复位端也可输入 1 个控制信号。复位端为低电平时，电路停振。 施密特触发器施密特触发器电路图和波形图如图 14-5 所示，其回差电压为 1/3Vcc。当输入电压大于2/3Vcc 时输出低电平，当输入电压小于 1/3Vcc 时输出高电平，若在电压控制端外接可调电压 Vco（1.55V） ，可以改变回差电压 V T。施密特触发器可方便的地把非矩形波变换为矩形波，如三角波到方波。施
8、密特触发器可以将一个不规则的矩形波转换为规则的矩形波。施密特触发器可以选择幅度达到要求的脉冲，虑掉小幅的杂波。图 14-5 施密特触发器电路图和波形图3. CD4060 是 14 位二进制串行计数器，其引脚图如图 146。 由 14 级二进制计数器和非门组成的振荡器组成，外接振荡电路可以做时钟源。 ：时钟输入端，下降沿计1CP数；CP0：时钟输出端； ：0CP反向时钟输出端。 RD 清零端为异步清零。图 66CD4060 引脚图- 33 - 作为 2Hz、4Hz、8Hz 等时钟脉冲源时，典型接线方法如图 14-7，从计数器输出端可以得到多种 32.678kHz 的分频脉冲。 可以加上 RC 回
9、路构成时钟源。如图 14-8，其中 T1.4RC4. CD4017 是十进制计数器/时序译码器，内部有一个十进制计数器和一个时序译码器，图 14-9 是其引脚图，CP 为时钟脉冲输入，上升沿计数， 为允许计数，低电平有EN效，计数时 Q0Q9 的十个输出端依次为高电平，RD 为异步清零端，RD=1 时 Q0=1。计数器的输出 Q0Q4=1时进位 Co=1，Q5Q9=1 时 Co=0。普通计数器作为分频时，从计数器输出引脚可以得到 CP 的 2、4、8分频的信号，用 N 进制计数器可以得到 N 分频信号。依此原理用 CD4017可以方便得到 210 分频信号，将 CD4017 输出端 Q2Q9
10、分别与复位端相连，可以构成 29 的分频。如图 14-10 所示构成 3 分频，当高电平移到 Q3 时，计数器复位，重新计数，3 分频信号可以从 Q0Q2 中一个输出，不接反馈复位则可以得到 10 分频。1熟悉用 555 集成定时器和外接电阻、电容构成的单稳触发器、多谐振荡器和施密特触发器的工作原理。2熟悉 CMOS 门电路与 RC 电路或晶体振荡器组成时钟源的方法。3图 14-3 接线图中。当 C=22F 时，计算 Rw 为多少时，Tw 为 1 秒。4. 图 14-4 接线图中。R 110k，R 210k，C22F，计算 Rw 为多少时，T 为 1 秒。图 6-6 CD4060 引脚图图 6
11、-7 4060 作为时钟源图 6-8 RC 回路作为时钟源图 1410CD4017 应用图 69CD4017 引脚图图 14-10CD4017 应用5熟悉时钟信号分频的方法。1用 555 集成定时器构成单稳态电路。按图 14-3 接线。当 C=22F 时，用负单脉冲输入到信号 Vi，调节电位器 RW观察单稳时间变化，计算周期 TW的变化范围。2按图 14-4 所示电路组装占空比可调的多谐振荡器。取 R110k，R 210k，C22F，调节电位器 RW观察振荡信号周期变化，计算周期 T的变化范围。3按图 14-7 接线，观察 Q12、Q13、Q14 引脚输出的时钟频率。4按图 14-10 所示电路接线，对上题中得到的时钟信号分频，改变清零反馈接线方法，从Q1 端得到 210 分频信号。1. 实验目的、内容。2. 记录实验数据和观测到的现象。3. 比较实验原始数据和理论计算值。4. 比较 RC 振荡电路和晶体震荡电路的优、缺点。
