《用单片机内部定时器实现的数字没钟智能测控仪器设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用单片机内部定时器实现的数字没钟智能测控仪器设计（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、“智能测控仪器设计”课程项目设计总结报告项目名称： 用单片机内部定时器实现的数字钟 指导老师： 学 号： 专业年级： 完成时间： 2013 年 7 月 用单片机内部定时器实现的数字钟摘要：近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本文介绍了基于单片机AT89C5
2、1的数字钟的设计，详细讨论了它从软件上实现的过程，重点在时钟调整的方式：查询和中断的比较，然后，对数字钟的稳定性和精确性作了相关的讨论。在文章的最后，给出了采用中断方式实现的数字钟的源程序。本次设计通过对一个时钟显示、手动校时等功能的时间系统的设计，其中结合了LCD1602显示、单片机定时中断等技术。关键词：单片机的应用,AT89C51,LCD1Abstrct：In recent years along with computer penetration in the social sphere and the large scale integrated circuit developmen
3、t, MCU applications are constantly deepening, because it has strong function, small volume, low power consumption, low price, reliable work, so that the use is convenient wait for a characteristic, thus it is especially suitable for and control of relevant system, more and more widely and its applic
4、ation in automatic control, intelligent instruments, instrumentation, data acquisition, military products and household appliances and other fields, the microcontroller is often used as a core component to use, in accordance with the specific hardware structure, and the specific characteristics of t
5、he target application software node, to make perfect. This article introduced based on the single-chip digital clock design, discussed in detail from the software implementation process, heavy in the clock adjustment way: queries and disruption of comparison, and then, on the digital clock made of t
6、he stability and accuracy of closed the discussion. At the end of the article, gives the interrupt mode to achieve digital clock source. This design through to a clock display, manual school functions when the time system design, which combines the LCD1602 display, dynamic scanning, SCM timer interr
7、upt technology.Key words: The application of MCU, AT89C51, LCD1. 项目研究意义与研究现状数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，装置，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。数字钟的设计方法有许多种,例如,可用中小规模集成电路组成电子钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟；还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有其特点，其中利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，并便于功能的扩展。数字钟广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,成
8、为人们日常生活中不可少的必需品,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，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。本课题研究的基于51单片机数字钟采用专用实时时钟芯片，走时准确，且具有掉电保持功能，采用新颖简单的图像点阵液晶显示，开机有启动画面，具有良好的人机界面；是很好的时间指示工具。2. 研究
9、的内容与预期目标2.1 研究内容单片机经过1、2、3、3代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强I/O功能及较好的结构兼容性方向发展。其发展趋势不外乎以下几个方面：1、多功能 单片机中尽可能地把所需要的存储器和I/O口都集成在一块芯片上，使得单片机可以实现更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可编程计数器阵列）、WDT（监视定时器-看家狗）、高速I/O口及计数器的捕获/比较逻辑等。有的单片机针对某一个应用领域，集成了相关的控制设备，以减少应用系统的芯片数量。例如，有的芯片以51内核为核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解码器、CAN或者I*
10、I*C总线控制器等，LED、LCD或VFD显示驱动器也开始集成在8位单片机中。2、高效率和高性能为了提高执行速度和执行效率，单片机开始使用RISC、流水线和DSP的设计技术，使单片机的性能有了明显的提高，表现为：单片机的时钟频率得到提高；同样频率的单片机运行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片内ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的数量和限制。由于系统资源和系统复杂程度的增加，开始使用高级语言（如C语言）来开发单片机的程序。使用高级语言可以降低开发难度，缩短开发周期，增强软件的可读性和可移植性，便于改进和扩充功能。3、低电压和低功耗单片机的嵌入式应用决定了低电
11、压和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工艺的大量采用，很多单片机可以在更低的电压下工作（1.2V或0.9V），功耗已经降低到uA级。这些特性使得单片机系统可以在更小电源的支持下工作更长的时间。2.2 预期目标该多功能数字钟的设计，总体上大致可分为以下几个部分组成：1. 时钟电路部分；2.复位电路部分；3.LCD显示电路部分；4.按键选择电路部分；5. 蜂鸣器电路部分。系统原理框图如图1所示。整个电路的工作原理是由晶振芯片提供准确的时钟电路，由键盘调整数字钟的功能，并通过软件编程把时间数字通过LCD显示出来。时钟电路复位电路LCD显示电路按键选择电路AT89C51图1 系统原理框图3. 总体结
12、构设计1.系统的基本原理及设计思想本设计采用AT89C51单片机模块、晶振电路模块、复位电路模块、独立键盘模块和显示电路模块。晶振电路用于产生AT89C51单片机工作时所必需的控制信号。AT89C51单片机的内部电路正是在时钟信号的控制下，严格地按时序执行指令进行工作。在执行指令时，CPU首先到程序存储器中取出需要执行的指令操作码，然后译码，并由时序电路产生一系列控制信号完成指令所规定的操作。复位是单片机的初始化操作，只需给AT89C51的复位引脚RESET加上大于2个机器周期的高电平就可使AT89C51复位。当AT89C51进行复位时，PC初始化为0000H，使AT89C51单片机从程序存储
13、器的0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当程序运行出错（如程序“跑飞”）或操作错误使系统处于“死锁”状态时，也需要按复位键即RESET为高电平，使AT89C51摆脱“跑飞”或“死锁”状态而重新启动程序。键盘的任务有三项：（1）首先判别是否有键按下。若有，进入下一步工作。（2）识别哪一个键被按下，并求出相应的键值。（3）根据键值，找到相应键值的处理程序入口。在本设计中，键盘具有向单片机输入数据、命令等功能，是人与单片机对话的主要手段。2.计时方案电脑数字钟的秒信号是利用AT89C51单片机内部定时器TO产生的。由于振荡器的晶振频率为12MHz，使得TO的最大定时时间远远小于
14、1秒，因此，在设计时采用了硬件计数与软件计数相结合的方式，即通过TO产生0.1S的时基信号，然后再利用软件进行计数，从而产生1秒钟的时间信号。在设计中，定时器TO采用了中断方式。当定时时间到时，定时器向CPU申请一次中断，CPU响应中断后转入中断服务程序，在TO的中断服务程序中实现时、分、秒的累加，即每产生一次中断，0.1S时基单元的内容加1，当0.1S时基单元的内容等于10时，便产生1S信号，使秒计数单元的内容加1，并将0.1S时基单元的内容清0；当秒计数单元计满60后，向分计数单元进位，使分计数单元的内容加1，并将秒计数单元的内容清0；当分计数单元计满60后，向时计数单元进位，使时计数单元
15、的内容加1，并将分计数单元的内容清0；时计数单元计满24后清O。4.硬件设计4.1 单片机的选择本课程选用AT89C51型号的单片机。 AT89C51 是美国ATMEL 公司生产的低电压，高性能CMOS8 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AT89C51 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: 1、与MCS-51产指令系统完全兼容 2、 4k字节可重擦写Flash 闪速存储器 3、 1000 次擦写周期 4、 全静态操作：0Hz24MHz 5、 三级加密程序存储器 6、 1288 字节内部RAM 7、 32 个可编程I O口线 8、 2 个16 位定时计数器 4.2 定时/计数器8051系列单片机至少有两个16位内部定时器/
