X X职业学院毕业设计

《X X职业学院毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《X X职业学院毕业设计（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、X X职业学院毕业设计基于单片机的数字钟的设计院（系）专 业班 级学生姓名学 号指导教师201年 月摘要2一、设计意义和方案311任务要求31.2设计意义31.3设计方案3二、便件设计42. 1单片机的介绍及特点42. 1.1单片机的特点52. 2单片机选择52.2. 1单片机的引脚说明62.2.2定时/计数器82. 3显示方案92.4时钟电路102. 5复位电路10三、软件设计11四、仿真原理图12五、系统测试125.1硬件测试125. 2软件测试13六、总结13参考文献14附录15程序完整代码15多功能数字钟的应用非常普遍，由单片机作为数字钟的核心控制器，通过它的时 钟信号进行实现计时功能

2、，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。 本设计具有计时、校时等功能的数字时钊是以单片机AT89S51为核心元件同时 采用LCD显示器动态显示“吋”、“分”、“秒”、“年”、“月”、“日”的 现代计吋装置。另外具有校吋功能，秒表功能，和定吋器功能，利用单片机实现 的数字吋钟具有编程灵活，使于功能的扩充等优点。关键词：多功能、AT89S51、LCD、设计意义和方案1.1任务要求(1) 通过单片机内部定时器控制走时，准确持续走时，调时不影响走时。(2) 在LCD液晶显示屏上显示吋、分、秒及年、月、日。1.2设计意义用单片及制作数字钟是单片机的一个典型应用。数字钟是采用数字电路实现 对“吋、

3、分、秒”数字显示的计吋装置，广泛应用于个人家庭、车站、码头、 办公室等公共场所，已成为人们H常生活中不可缺少的必需品。由于数字集成 电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟 表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。利用单片机设计一个时 钟，单片机扩展的LCD显示器用来显示秒、分、吋计数单元中的值，可以非常 准确地显示标准吋间。1.3设计方案采用AT89S51芯片作为硬件核心,其内部采用Flash ROM,具有4KB ROM存 储空间，能于3V的超低压工作，本系统的计时方案是利用单片机内部的定时/计 数器进行中断定吋，配合软件延时实现对时、分、秒的计时。整个系

4、统的控制方案是：上电后系统自动进入时间显示，从00： 00： 00开 始计时，并且显示“年”、“月”、“日”，通过按下吋间设定/启动计吋键KEY, 系统停止计吋，进入到吋间设定状态，系统保持原有的显示，等待键入半前时间, 通过按键KUP和KDOWX调节各数值，根据需要按相应的数字键可以顺序设置吋、 分、秒，并在相应的LCD丄显示设计值，设置完毕后，系统将从设定后的时间 开始计时显示；RS调节是否显示时间，LCDEN表示显示器使能，使Z暂停。二、硬件设计2.1单片机的介绍及特点单片微型计算机简称单片机，又成为控制器。他是在一块半导体上，集成了 CPU、ROM、RAM、I/O接口、定吋器/计数器、

5、中断系统等功能部件，构成了一台 完整的数字计算机。单片机在生产生活中的许多方面得到广泛的应用，例如，生 活中五彩变幻的霓虹灯，手机通信，温度检测，流量控制等都涉及到单片机。单片机的应用结束了计算机专业人员“垄断”计算机系统开发与应用的时代, 他既给各利专业人员、特别是许多工程技术人员带来了学习和掌握计算机技术的 紧迫性，同吋也带来了可能性，因为组成计算机应用系统变得容易、“平凡”， 增强了人们进入这一领域的信心单片机的历史非常短暂，然而发展十分迅猛。自1971年美国Intel公司首 先研制出4位单片机4004以来，他的发展可粗略划分为四个阶段：第一阶段19711976年，属萌芽阶段。发展了各种

6、4位单片机，多用于家 用电器、计算器、高级玩具。第二阶段19761980年，为初级8位机阶段，发展了各种中、低档8位单 片机，典型的如MCS-48系列单片机,片内含多个8位并行I/O接口、一个8位 定时器/计数器，不带串行接口，其功能可以满足一般工业控制和智能化仪器仪 表等的需要。第三阶段19821983年，高级8位机阶段，发展了高性能的8位单片机， 例如MCS-51系列单片机，它带有串行I/O接口和多个16位定时器/计数器，具 有多级中断功能。这一阶段进一步拓宽了单片机的应用范I韦I，使之能用于智能终 端、局部网络接口，并挤入了个人计算机领域。第四阶段1983年以后，16位单片机阶段。发展了

7、 MCS-96系列等16位单片 机。功能很强，价格却迅速下降。片内有A/D转换器；可快速输入、输出；可用 于电机控制；网络通信能力有显著提高。2. 1. 1单片机的特点单片机的集成度很高，他将微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上，具 有下列特点：体积小、重量轻、价格便宜、耗电少；根据工程环境要求设计，口许多功能部件集成在芯片内部，其信号通道受外 界影响小，故可靠性高，抗干扰性能优于采用一般的CPU；控制功能强，运行速度快。其结构组成与指令系统都着重满足工控要求，乂 极丰富的条件分支指令，有很强的位处理功能和I/O 口逻辑操作功能。片内存储器的容量不可能很大；引脚也嫌少，T/0引脚常不够用，且

8、兼第二 功能，第三功能但存储器和T/0 口都易于扩展。2. 2单片机选择本课程选用AT89S51型号的单片机。AT89S51是美国ATMEL公司生产的低 屯压，高性能CM0S8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存 储 器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM ),器件采用ATMEL公 司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通 用8位 央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大AT89S51单片机可为您 提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。主要性能参数：与MCS-51产指令系统完全兼容 4k字节可

9、重擦写Flash闪速存储器 1000次擦写周期全静态操作：0Hz24MHz三级加密程序存储器 128X8字节内部RAM 32个可编程I /0 口线 2个16位定吋/计数器2.2.1单片机的引脚说明单片机（microcontToller, 乂称微控制器）是在一块硅片上集成了各种部 件的微型计算机。这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器 ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。AT89S51是一款单片封装的微控制器，适合于许多要求高集成度、低成本的 场合。可以满足多方面的性能要求。采用了高性能的处理器结构，指令执行吋间 只需2到4个吋钟周期（6倍于标准51单片机器件）。AT

10、89S51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部 RAM, 32个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级断结构，一 个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0Hz的 静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工 作，但允许RAM,定吋/计数器，串行通信口及 断系统继续工作。掉电方式保 存RAM小的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件 复位。其引脚图如下图1：P1.0 CP1.1 匚P1.2 CP1.3 匚P1.4 匚P1.5 匚P1.6 匸P1.7 CRST匚 (RXD) P3.O

11、 匸 (TXD) P3.1 匚 (INTO) P3.2 匚 (INT1) P3.3 匚 (TO) P3.4 匚 (T1) P3.5 匚 (WJT) P3.6 匚 (RD) P3.7 匸 XTAL2 C XTAL1 匚GND匚 VCC PO O (ADO) PO.1 (AD1) PO.2 (AD2) PO.3 (AD3) PO.4 (AD4) P0.5 (AD5) P0.6 (AD6) P0.7 (AD7) KR/VPP ale/PRUG PSEN P2.7 (A15) P2.6 (A14) P2.5 (A13) P2.4 (A12) P2.3 (A11) P2.2 (A1O) P2.1 (A9

12、) P2.O (A8)图1AT89S51引脚图引脚功能介绍： PO： P0是一组8位漏极开路型双向T / 0 口，也即地址/数据总线复用 口。作为输出口用吋，位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口 写“1”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。Pl： P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I /0 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。对端口写“1”，通过内部 的

13、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（HL） oFlash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。P2: P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I /0 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） o在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVXDPTR 指令）吋，P2 口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外

14、部数据存储器吋, P2 口线上的内容，在整个访问期间不改变。Flash编程或校验吋，卩2亦接收高位地址和其它控制信号。P3： P3 口是一组带有内部丄拉电阻的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。作输入端吋，被外部拉低的P3上拉 电阻输出电流（IIL）。P3 口除了作为一般的I / 0 口线外，更重要的用途是它的第二功能。如下表所示：端口引脚第二功能P3 0RXD C串行输入口P3.1TXO （申行输岀口P3.2INTO （外中断0）P3 3INT1 （外中断1P3.4TO （定时

15、/计数器O外部输入P3.5T1 （定时/计数器1外柿输入P3.6WR （外部数搦存储器写选通P3 7RD外部数掘存做读选通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。半振荡器工作吋，RST引脚出现两个机器周期以上高电平 将使单片机复位。ALE / PROG：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。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振 荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出吋钟或用于定吋H 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） o PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89S51由外部程序存储器取指令（或数据）吋，个机器周期两次PSEN有, 即输出两个脉冲。在此期间，半访问外部数据存储器，这两次有的PS