单片机课程设计任务书1

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1、 单片机课程设计任务书摘要：本设计是定时闹钟，以单片机 AT89C51 和 LED4 位数码管为核心，再上一些必要的辅助电路，用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计中采用单片机利用 AT89C51,它是低功耗、高性能的 CMOS 型 8 位单片机。片内带有 4KB 的 Flash 存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。另外, AT89C51 的指令系统和引脚与 8051 完全兼容,片内有 128B 的 RAM、32 条 I/O口线、2 个 16 位定时计数器、5 个中断源、一个全双工串行口等。使用 A

2、T89C51 设计一个简易的定时闹钟其基本功能如下：显 示 格 式 为 “时 时 分 分 ”。 由 分 位 闪 动 来 做 秒 计 数 表 示 。一 旦 时 间 到 则 发 出 声 响 。程 序 执 行 后 工 作 指 示 灯 LED 闪 动 ， 表 示 程 序 开 始 执 行 ， 显 示 器 显 示“0000”， 按 下 操 作 键 K1 K4 动 作 如 下 ：(1) K1设 置 现 在 的 时 间 。(2) K2显 示 闹 钟 设 置 的 时 间 。(3) K3设 置 闹 铃 的 时 间 。(4) K4闹 铃 ON/OFF 的 状 态 设 置 ， 设 置 为 ON 时 连 续 三 次 发

3、 出 “哗 ”的一 声 ， 设 置 为 OFF 发 出 “哗 ”的 一 声 。设 置 当 前 时 间 或 闹 铃 时 间 如 下 。(1) K1时 调 整 。(2) K2分 调 整 。(3) K3设 置 完 成 。(4) K4闹 铃 时 间 到 时 ， 发 出 一 阵 声 响 ， 按 下 本 键 可 以 停 止 声 响 。本 项 目 的 难 点 在 于 4 个 按 键 每 个 都 具 有 两 个 功 能 ， 以 最 终 实 现 菜 单 化 的输 入 功 能 。课设准备中我根据具体的要求，查找资料，然后按要求根据已学过的时钟程序编写定时闹钟的程序，依据程序利用 proteus 软件进行了仿真试验

4、，对出现的问题进行分析和反复修改源程序，最终得到正确并符合要求的结果。目录第一章 绪论31.1 课 程 设 计 的 目 的 和 意 义 3 1.2设 计 要 求 3第二章 原理介绍42.1 总 体 设 计 42.2 闹 钟 指 示 电 路 设 计 42.3 电 子 闹 钟 的 显 示 电 路 设 计 4第三章 硬件1 43.1 单片机 AT89C51 功能介绍1 43.2 定时和调时电路的设计1 43.3 显示电路的设计143.4 闹钟指示电路设计1 5第四章 软件1 44.1 概 述 144.2 系 统 软 件 设 计 说 明 144.3 LED 的 编 程 思 想 144.4 程 序 调

5、试 154.5 程 序 流 程 图 15第五章 结论与总结1 4参考文献1 7 第一章 绪论1.1 课程设计的目的和意义时间就是金钱，时间就是生命。在当今竞争激烈的社会中，信息的竞争占据着十分重要的地位。现在的竞争就是信息的竞争，要想在信息战争中取得胜利，就必须打赢时间战。在现代竞争中，时间已经成为取胜的关键。所以，有时间观念的人才能在竞争中取得胜利。因此，看时间也就成为了人们时刻要做的事。在很早时期人们所用的还是比较单一功能的手表。这种手表只能看时间而不能看日期、又不具备闹铃等功能，而且看起来也不够直观，给一些小孩和老人带来了不便。随着科技的发展，电子技术也在不断的向前飞速发展。 1.2 单

6、片机课程设计的要求电子定时闹钟是采用电子电路实现对“时时分分”进行数字显示的计时装置，设计内容包括了秒信号发生器、时间显示电路、按键电路、供电电源以及闹铃指示电路. 其中 K1设 置 现 在 的 时 间 ,时 调 整 。 K2显 示 闹 钟 设 置 的 时 间 ,分调 整 。 K3设 置 闹 铃 的 时 间 ,设 置 完 成 。 K4闹 铃 ON/OFF 的 状 态 设 置 ， 设置 为 ON 时 连 续 三 次 发 出 “哗 ”的 一 声 ， 设 置 为 OFF 发 出 “哗 ”的 一 声 ,闹 铃时 间 到 时 ， 发 出 一 阵 声 响 ， 按 下 本 键 可 以 停 止 声 响 。本

7、项 目 的 难 点 在 于 4 个 按 键 每 个 都 具 有 两 个 功 能 ， 以 最 终 实 现 菜 单 化 的输 入 功 能 。 第二章 原理介绍2.1 总体设计电子闹钟应包括秒信号发生器、时间显示电路、按键电路、供电电源以及闹铃指示电路等几部分。其中 K1设 置 现 在 的 时 间 ,时 调 整 。 K2显 示 闹 钟 设 置 的 时 间 ,分 调 整 。 K3设 置 闹 铃 的 时 间 ,设 置 完 成 。 K4闹 铃 ON/OFF 的 状 态 设 置 ， 设 置 为 ON时 连 续 三 次 发 出 “哗 ”的 一 声 ， 设 置 为 OFF 发 出 “哗 ”的 一 声 ,闹 铃

8、时 间 到时 ， 发 出 一 阵 声 响 ， 按 下 本 键 可 以 停 止 声 响 。电子定时闹钟系统框图如下：图 12.2 闹钟指示电路设计闹铃指示可以有声或光两种形式。本系统采用声音指示。关键元件是蜂鸣器。蜂鸣器有无源和有源两种，前者需要输入声音频率信号才能正常发声，后者则只需外加适当直流电源电压即可，元件内部已封装了音频振荡电路，在得电状态下即起振发声。市场上的有源蜂鸣器分为 3、5、6等系列，以适应不同的应用需要。闹钟电路是用比较器来比较计时系统和定时系统的输出状态，如果计时系统和定时系统的输出状态相同，则发出一个脉冲信号，再和一个高频信号混合，送到放大电路驱动扬声器发声，从而实现定

9、时闹响的功能。其电路设计参见系统原理图。2.3 电子闹钟的显示电路设计本次课程设计采用了 4 位数码管显示电路。在 4 位 LED 显示时,为了简化电路,降低成本,采用动态显示的方式， 4 位 LED 显示器共用一个 8 位的 I/O, 4 位 LED 数码管的位选线分别由相应的 P2. 0P2. 5 控制 ,而将其相应的段选线并联在一起 ,由一个 8 位的 I/O 口控制,即 P0 口。译码显示电路将“时” 、 “分” 、 “秒”计数器的输出状态菁七段显示译码器译码，通过 6 位 LED 七段显示器显示出来。到达定时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现闹铃。

10、校时电路时用来对“时”、 “分”、 “秒”显示数字进单片机AT89C51复位、时钟等电路按钮电路4 位数码管显示电路闹铃声指示电路电源系统行校对调整的。 第三章 硬件3.1 单片机 AT89C51 功能介绍AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（ FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片

11、中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。1主要特性： 8031 CPU 与 MCS-51 兼容 全静态工作：0Hz-24KHz 4K 字节可编程 FLASH 存储器(寿命：1000 写/擦循环) 三级程序存储器保密锁定 128*8 位内部 RAM 32 条可编程 I/O 线 两个 16 位定时器/计数器 6 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路2管脚说明：VCC：供电电压。 GND：接地。P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1口的管脚第

12、一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出

13、4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作

14、输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断 0）P3.3 /INT1（外部中断 1）P3.4 T0（记时器 0 外部输入）P3.5 T1（记时器 1 外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。I/O 口的内部结构： I/O 口作为输入口时有两种工作方式即所谓的读端口与读引脚读端口时实际上并不从外部读入数据而是把端口锁存器的内容读入到内部总线经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线上面图中的两个三角形表示的就是输入缓冲器 CPU 将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作这是由硬件自动完成的不需要我们操心读引脚时也就是把端口作为外部输入线