利用单片机设计的比记分及实时时钟系统.doc

毕业设计任务书 设计题目 利用单片机设计的比记分及实时时钟系统 设计要求 完成两队得分记录、显示，每队得分由2位段数码管组成，记分范围0-99； 设计依据 所选的单片机及其试验设备。 设计任务 要求在规定的时间内独立的完成下列工作量： 设计说明书需包括：目录系统设计思想电路的硬件设计软件程序及其流程图收获体会参考次料 设计图样 利用Protel绘制出设计系统的硬件电路图。 设计时间 2008 年 月 日至2008 年 月 日 指导教师：申一歌 一．????单片机的特点历史及其应用 单片机又称单片微控制器，它是把一个计算机系统集成到一块芯片上，其主要包括微处理器（CPU）存储器随机访问存储器RAM只读存储器和各种输入输出接口包括定时器计数器并行I/O接口串行口A/D转换器以及脉冲）??（1）． 集成度高 单片机把CPU RAM、 ROM、 I/O接口以及定时器/记数器都集成在一个芯片上,和常规的计算机系统相比它具有体积小集成度高的特点如MC51系列单片机其时钟频率可达12MHZ具有16位的定时器/计数器和4 个并行I/O接口此外还提供有串行接口??（2）．存储量大 采用16位地址总线的8位单片机可寻址外部64数据存取器和64程序存器此外大部分单片机还有片上RAM(一般为128256B)和内部(一般为24KB)，在大多数情况下内部存区器就已经足够了,从而减少了器件的使用数量,降低了成本3）.性能高速度快 为了提高速度和执行效率单片机使用RISC体系结构并行流水线操作和DSP等设计技术指令运行束度大幅度提高一般单片机的时钟频率可以达到12MHZ （4）．抗干扰性强 单片机的各种功能部件都集成一块芯片上特别是存储器也集成在芯片内部因此单片机布线短大都在芯片内部传送数据因此不易受到外部的干扰增强了抗干扰能力系统运行更可靠F8单片机，实际只包含8位CPU、64KBRAM和2个并行口。因此还需要加一块3851（由1KB RAM、定时器/计数器和2个并行I/O构成）才能组成一台完整的计算机。 （2）低性能单片机阶段（1976～1978年） 此阶段的代表为Intel公司制造的MCS-48单片机，这种单片机集成了8位CPU、并行I/O口，8位定时器/计数器和RAM、ROM等，其不足之处是无串行口，中断处理比较简单，片内RAM和ROM容量较小，且寻址范围不大于4KB。 （3）高性能单片机阶段（1978～现在） 此阶段推出的单片机普遍带有串行口，多极中断系统，16位定时器/计数器，片内RAM、ROM容量加大，且寻址范围可达64KB，有的片内还有A/D转换器。这类单片机的典型代表是Intel公司的MCS-51系列、Motoroal公司的6801和Zilog公司的Z8等。这类单片机的性价比高，因此仍被广泛应用，是目前应用比较广泛的单片机。 （4）8位单片机巩固发展以及16位32位单片机推出阶段（1982现在） 此阶段的主要特征是，一方面发展16位单片机32位单片机及专用行单片机；另一方面不断完善高档8位单片机，改善其结构，以满足不同的用户的需求。32位单片机除了具有更高的集成度外，其主频可达20MHZ，数据处理速度比16位单片机快了许多，性能比8位16位单片机更加优越。 由图可以看出，8051单片机内部有以下一些主要部件： 1) 中央外理器CPU： 它是整个单片机的核心，由运算器和控制器组成，主要完成指令的运行控制8位数据运算和位处理。 2) 4KB的片内程序存储器： 主要用于存放程序,常数和表格等。 3) 128B的片内数据存储器RAM和特殊功能存储器SFR(占有128存储器空间)。片内数据存储器主要用于存放可随机读写的数据；SFR主要为一些记录状态的具有特殊功能的寄存器。 4) 4个8位并行口：P0、P1、P2、P3主要用于完成数据的并行输入和输出。 5) 两个16位的定时器/计数器： 主要用于定时或计数. 6) 一个可编程的全双工串行口： 于实现单片机与其它设备之间的的串行数据通信. 7) 具有5个中断源、两个优先级的中断系统. 2.2.定时/计数器的内部结构及其工作原理 在单片机控制系统中，常常需要有实时时钟以实现系统的定时或延时控制，也常需要有计数功能以实现对外部事件进行计数。8051单片机内部有两个16位的定时/计数器，可用于定时控制、延时、对外部事件计数等场合。下面介绍一下8051定时计数器的结构原理及工作方式。 定时计数器的结构及工作原理 8051单片机内部设有两个16位可编程的定时/计数器：定时计数器0和定时计数器1，分别用T/C0和T/C1表示(或用T0、T1表示)。它们的工作方式、定时时间、量程等均可以通过程序来设定。 由图可以看出，定时/计数器内容由特殊功能寄存器T