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1、基于51单片机的电子台历课程设计摘要本设计是一个基于单片机AT89S51的简易电子台历，附有复位电路，时钟电路，键盘电路。复位电路是单片机的初始化操作，除了正常的初始化外，当程序运行出错后或者操作失误使系统进入死锁状态时，为摆脱困境，也需要能够通过独立式键盘电路进行启动，调整，再运行，时钟电路采用12MHZ的晶振，作为系统的时钟源，具有较高的准确性。在上电或者复位时数码管显示年，月，日，时，分，秒。A键用于模式调整，形成一个循环，按一次键，即对秒调整。再按一次对分调整，如此循环。B键用于按下A键之后进行加1的操作，按一次加1，C键用于减1的操作，按一次减1。能够完成从00时00分00秒到23时
2、59分59秒的循环计时，过23时59分59秒，日期增加1，当日期达到1个月后，月进位1，满12个月后，年进位1，年的首2位保持不变，始终为20。单片机并行口的电子台历的设计在AT89S51的P0口和P2口外接由14个LED数码管（LED7LED0）构成的显示器，用P0口作LED的段码输出口（P0.0P0.7对应于LED的adp）,P2.7P2.0作LED的段码年月日的位控输出线（P2.7P2.0对应于LED7LED0），P1.7P1.0对应时间的数码管，P3口外接三个按键A、B、C（对应于P3.0P3.2）。数码管为4位一体的共阳极的数码管，数码管采用动态扫描法，从右往左依次点亮，显示数字。关
3、键字：单片机、电子台历、数码管ABSTRACTThe design is a single electrical calendar basing SCMC of AT89S51. There are restoration circuit, clock circuit and keyboard circuit. Restoration circuit is used as an original operation, besides normal start-up, when the program runs mistakenly and system loses its order ,in
4、order to get rid of the trouble, it also need to restart ,adjust and run through keyboard. Clock circuit uses 12MHZ Crystal as the source of the calendar ,with a high accuracy.When the system starts, the display shows year, month ,day, week and time the A keyboard is used to start and adjust, the B
5、keyboard is used to add 1,when press it ,the date will add 1, the C keyboard is used to minus 1, when press it , the date will minus 1.It can make a cycle from 00:00 to 23:59:59.The display includes 14 LEDS, the SCMC joins the display in the P1, P0 ports and P2 ports, the SCMC joins the keyboards in
6、 the P3 scan, lighting the LEDS from right to left , showing the numbers.Keywords:SCMC,CalendarLED 目 录第1章 前言2第2章 电子台历方案介绍及结构图32.1 方案1 介绍32.2 方案2介绍42.2.1电子台历整机电路原理图42.3 电子台历工作原理52.3.1 实现时钟计时的基本方法52.3.2 电子台历的显示52.3.3 电子台历的启、停及时间调整5第3章 硬件电路单元电路的设计53.1 电源电路53.2 时钟电路63.3 复位电路63.4 键盘/显示接口电路6第4章 软件系统的设计7结论
7、10参考文献11附录1 电子台历整机原理图11附录2 PCB原理图12第1章 前言在修完本学期的课程，经历了单片机课程设计后，为了更好地检测自己的水平，进一步巩固知识，增强应用能力，进行了此次课程设计，我们选定的课题为基于单片机的电子台历的设计。本次设计的目的在于利用所学知识和电子领域的生产实践相互结合起来，认识到产品的原理，硬件制作流程，进一步熟练语言编程，提高画图水平，增添我们对学习单片机的兴趣，现在进行基于单片机的电子台历的毕业设计，无疑是很有现实意义和指导意义的。电子台历就是基于单片机发展起来的一种仪表，已经广泛使用在各个公共场合与家庭中，电子台历的品种众多，前面板形式有很多种，有的除
8、了显示日期，时间，还安装了传感器，能够显示温度等，还有的具有整点报时功能，用微处理器控制，微处理器的品种也很多，此次设计采用的是89S51,数字显示可以用液晶显示器，也可以用普通数码管，数码管也有一位的，四位一体等之分，还分共阴极和共阳极。大家都知道，数码管比液晶显示器的价钱便宜，所以我们大多见到得是数码管显示产品。数码管不能够显示汉字，只能够显示数字，简单的字母，所以采用分开显示的办法，把汉字刻在显示数字的数码管前。有时甚至在显示星期时，采用7个发光二极管，对应星期，只需来回点亮数码管就可以达到目的，更加有利于节省成本。目前用于电子产品设计调试的工具有很多，有制图用的Protel软件，Pro
9、tel 设计系统是第一套引入Windows环境的EDA开发工具，它具有原理图设计等功能。C语言编译器用到Keil uVision3软件，Keil uVision3集成开发环境IDE是一个基于Windows的软件开发平台，有一个功能强大的编辑器，项目管理器和制作工具。Keil uVision3支持所有的Keil 工具，包括C编译器，宏汇编器，链接器/定位器和目标文件至HEX格式的转换器。在本次设计中，用到了这3个专业软件。第2章 电子台历方案介绍及结构图2.1 方案1 介绍方案1：基于Intel 8155的电子台历的设计利用Intel 8155芯片为AT89S51扩展并行口，通过Intel 81
10、55外接由八个LED数码管（LED7LED0）构成的显示器和由3个按键A、B、C构成的键盘。该系统是以单片机为核心，通过外接键盘，显示电路来实现的。由于外接电路和显示电路需占用单片机的口线，而单片机的资源是有限的，为在充分利用单片机资源的同时，还能扩展其资源，使设计的整体电路应用范围更广泛，因此，可以选择能扩展单片机口线的芯片为其扩展硬件资源，又由于Intel 8155在扩展口线的同时，还能为单片机扩展定时器/计数器和RAM资源空间。该方案是采用Intel 8155芯片对单片机进行扩展，其显示部分就与Intel 8155接口，数码管的段控由PA口控制，位控由PB口控制。设计方框图如下图2.1所
11、示：AT89S51复位电路显示器驱动电路8155时钟电路 键盘电源电路 图2.1 电子台历整机电路框图2.2 方案2介绍方案2：基于单片机并行口的电子台历的设计电子台历整机电路框图如下图2.2。整个电路包括复位电路、时钟电路、电源电路、键盘/显示电路，各电路通过控制器AT89S51使其有机的结合起来。显示器驱动电路AT89S51复位电路时钟电路键盘电源电路图2.2 电子台历整机电路框图本次设计采用方案2，可以减少成本。在AT89S51的P0口，P1口和P2口外接由16个LED数码管（LED15LED0）构成的显示器，用P0口作LED的段码输出口（P0.0P0.7）对应于LED的adp）,P2.
12、7P2.0,P1.0P1.7作LED的位控输出线，P3口外接3个按键A、B、C（对应于P3.0P3.2）。本次电子台历设计出来使用单片机工作所必须的硬件资源（如连接晶振的引脚XTAL1和XTAL2，复位引脚RESET）外，对单片机的硬件资源还做了具体的安排。（1）P0口：P0.0P0.7作为数码管显示器的段控码驱动74LS244的输入端。（2）P3口：P3.0P3.2作为A、B、C键输入口。（3）P1,P2口：P1.0P1.7,P2.0P2.7分别控制数码管LED7LED0的位控码驱动74LS244的输入端。（4）定时/计数器使用定时器0工作方式2实现电子钟的运行。方式2是8位可自动重新装载初
13、值的T/C，T/C是16位的，计数寄存器由TH高8位和TL低8位构成。在特殊功能寄存器（SFR）中，对应 T/C0为TH0和TL0定时器和计数器的初始值通过TH0,TL0设置。满计数值为2t，方式2中TH和TL被当作为两个8位计数器。计数过程中，TH寄存为初值并保持不变，由TL进行8位计数。计数溢出是，除产生溢出中断请求外，还自动将TH中初值重装到TL，即重新装载。（5）专用寄存器定时器控制寄存器TCON，通过设置该寄存器TR0位的状态来控制地定时/计数器0的启动/停止；中断允许寄存器IE，通过设置该寄存器EA/ET0位的状态来设置定时/计数器0中断允许/禁止；定时器/计数器工作方式寄存器TM
14、OD，设置定时/计数器0的工作方式。2.2.1电子台历整机电路原理图电子台历的整机电路原理图见附录1。2.3 电子台历工作原理2.3.1 实现时钟计时的基本方法利用单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计数。(1)计数初值计：将定时器设为工作方式2，定时时间为1000s，则计数溢出1000次即得时钟计时最小单位秒，而1000次计数可用软件方法实现。假设使用T/C0，方式2，1000s定时，fosc=12MHZ。则初值X满足=28-1000/(12/12)=FD17H。(2)采用中断方式进行溢出次数累计，计满1000次为秒计时（1秒）；(3)从秒到分和从分到时的计时是通过累加器和数值进行
15、比较实现的。2.3.2 电子台历的显示日期在8位数码管上显示，在上电或者复位后显示，因此，在内部RAM中设置显示缓冲区共8个单元。电子台历的时钟时间在6位数码管上进行显示，因此，在内部RAM中设置显示缓冲区共6个单元。2.3.3 电子台历的启、停及时间调整电子台历设置3个按键通过程序控制来完成电子台历的启、停及时间调整。其功能分别如下：A键控制电子台历的调整；B键调加1；C键调减1。当第一次按下A键进入对秒的调整，如果按下B键（或者C键）将进行加1（或者减1）的操作，如果不按B（或者C），再按一次A键，即进入对分的调整，再按一次，对时的调整，依次类推。第3章 硬件电路单元电路的设计3.1 电源电路电源电路为整个电路提供电源，是电路设计不可缺少的一部分。电源电路的稳定性决定了整个电路的可靠程度。在本设计中，整个电路需要+5V电源。电源电路是把市电交流220V经过变压器降压为交流9V，再通过二极管整流、电容滤波、三端集成稳压器7805稳压后输出+5V直流电源。3.2 时钟电路时
