《单片机原理及接口》课程设计报告-时钟系统设计汇.doc

《单片机原理及接口》 课程设计报告 题 目： 时钟系统设计 专业名称： xxx 班 级： 莆田学院 学 号： xxxx 姓 名： xxxx 2012年 1月 时钟系统设计 一．设计说明 1.1 设计目的： （1）掌握C51单片机的结构及其内部的定时/计数器、中断系统、以及外围的行列式按键和LED数码管等部件 （2）掌握定时/计数器的结构和原理、中断处理系统的工作原理及中断方式处理定时/计数的工作过程，数码管显示原理 （3）设计时钟系统通过数码管显示及按键设置实现时间的准确显示、闹铃和修改 （4）学会运用软件和硬件相结合来实现设计的需要 1.2 设计要求： 设计一时钟系统，系统具有时钟功能，能准确显示时、分、秒。 1.3 电子数字钟实现的主要功能 实现正常走时 能够设置时间且待设置位会闪烁显示 具有闹铃及设定闹铃时间功能 具有倒计时功能 1.4设计环境 硬件：计算机一台 Windowns操作系统 、 KeilC51单片机仿真软件 、 proteus单片机系统仿真软件。 二、整体设计方案 1.硬件电路设计 时钟的设计，主要采用了AT89S52、74HC573、74LS138、晶振、8只共阴LED数码管，包括显示模块，按键模块和扬声器模块以及单片机的基础电路。 1.1方案设计所应用知识 1.1.1.C51单片机介绍（如图1-1） 89C51单片机有四组8位并行I/O口，记作P0、P1、P2和P3。每组I/O口内部都有8位数据输入缓冲器、8位数据输出锁存器及数据输出驱动等电路。 四组并行I/O端口即可以按字节操作，又可以按位操作。当系统没有扩展外部器件时，I/O端口用作双向输入输出口；当系统作外部扩展时，使用P0口作系统地址的低8位、P2口作系统地址的高8位；P0口还可作数据时分复用线，P3口有第二功能（如图1-2），大多与其内部功能部件有关，其中RD、WR是外部数据存储器的写、读控制信号。 应注意：当四个并行口在作输入口使用时，均应先对其写“1”，以避免误读。 图1-1 89C51 单片机相关引脚 图1-2 P3口每一位的第二功能 1.1.2定时/计数器 8051型单片机有两个十六位定时/计数器T0、T1，有四种工作方式，跟定时/计数器相关的特殊功能寄存器有这样几个： 表一：方式控制寄存器TMOD D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 加法计数寄存器TH0、TH1 （高八位）TL0、TL1（低八位）；定时/计数到标志TF0、TF1（中断控制寄存器TCON）；定时/计数器启停控制位TR0、TR1（TCON）； 定时/计数器中断允许位ET0、ET1（中断允许寄存IE）；定时/计数器中断优先级控制位PT0、PT1（中断优IP）。 TMOD的低四位为T0的方式字，高四位为T1的方式字。TMOD不能位寻址，必须整体赋值。 （1）工作方式选择位M1、M0 表二：M1、M0的状态决定定时器的工作方式 M1 M0 功 能 说 明 0 0 1 1 0 1 0 1 方式0，为13位的定时／计数器 方式1，为16位的定时／计数器 方式2，为常数自动重装入的8位定时／计数器 方式3，T0分为两个8位定时／计数器，T1在该方式时停止 （2）定时和外部事件计数方式选择位C/T C/T＝0为定时器方式；C/T＝1为外部事件计数器方式 （3）门控位GATE GATE = 0时，且受定时器运行控制位（TR0、TR1）的控制时为软件启动。 GATE = 1时，除受TR0、TR1控制外，还受外部引脚（INT0、 INT1）输入电平的控制（为高）为硬启动。 （4）初值的确定： a = – T×fosc/12 （注意单位）；THx = a / 256；TLx = a % 256； 根据确定初值的公式，三种工作方式下可得以下结论：a.同种方式下，频率越大，所定的最大时间越来越短；b.同种频率下，方式1所定的时间最长；c.晶振为6MHZ时能定的最大时间100ms,晶振为12MHZ时能定的最大时间为50ms 1.1.3中断 所谓中断是指，单片机内部有一个中断管理系统，它对内部的定时器事件、串行通信的发送和接收事件及外部事件（如键盘按键动作）等进行自动的检测判断，当有某个事件