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《单片机原理及应用》课程设计报告.docx
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目录
第 1 章 绪 论 ························································ 1
1 .1 课 程 设 计 目 的 ··············································· 1
1.2 课 程 设 计 内 容 ··············································· 1
1.3 课 程 设 计 要 求 ··············································· 1
1.4 电 子 时 钟 的 简 单 介 绍 ········································· 1
第 2 章 控 制 系 统 的 硬 件 设 计 ········································· 4
2.1 单 片 机 型 号 的 选 择 ··········································· 2
2.2 8 9 C 5 1 单 片 机 介 绍 ············································2
2.3 振 荡 电 路 ··················································· 4
2.4 复 位 电 路 ··················································· 4
2.5 键 盘 电 路 ··················································· 4
2.6 数 码 管 显 示 工 作 原 理 ········································· 5
2.7 整 个 电 路 原 理 图 ············································· 5
第 3 章 控 制 系 统 的 软 件 设 计 ··········································6
3.1 程 序 流 程 图 ················································· 6
3.2 程 序 设 计 ··················································· 7
第 4 章 软 件 仿 真 ··················································· 8
4.1 P r o t e u s 软 件 介 绍 ············································ 8
4.2 仿 真 结 果 ··················································· 8
第 5 章 心 得 体 会 ·················································1 0
参 考 文 献 ···························································1 1
附 录 ······························································ 1 2
I
第 1 章 绪 论
1.1 课程设计目的:
通过《单片机原理与应用》课程设计,掌握单片机及其扩展系统设计的
方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。进一步加深单片机及其扩展系统
设计和应用的理解。
1.2 课程设计内容:
电子计时器综合系统设计
① 有 6 位数码管显示,能按照分秒进制显示时间;
② 能正确手动复位;
③ 有上电指示灯;
1.3 课程设计要求:
1)独立设计原理图及相应的硬件电路。
2)针对选择的设计题目,设计系统软件。软件要做到:操作方便,实用
性强,稳定可靠。
3)设计说明书格式规范,层次合理,重点突出。并附上设计原理图及相
应的源程序。
1.4 电 子 计 时 器 的 简 单 介 绍
该电子计时器由 AT89C51,BUTTON,八段数码管等构成,采用晶振电路作为
驱动电路,有延时程序和循环程序产生的一秒定时,达到时分秒的计时,六十秒
为一分钟,六十分钟为一小时,满二十四小时为一天。有两个按键分别控制小时
和分钟,当按下控制分钟的按键时,分钟加一,同理按控制小时的按键时,小时
加一。
1
第 2 章 控 制 系 统 的 硬 件 设 计
2.1 单片机型号的选择
通过对多种单片机性能的分析,最终认为 AT89C51 时最理想的电子时钟开
发芯片。AT89C51 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 向量两级中断结构,
一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89C51 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,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式
保存 RAM 中的内容,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。
2.2 AT89C51 单 片 机 介 绍
图 1 AT89C51
VCC:电源
GND:接地
P0 口:P0 口为一个 8 位漏极开路双向 I/O 口,每脚可吸收 8TTL 门电流。当
2
P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储
器,它可以被定能够以为数据/地址的第八位。在 FLASH 编程时,P0 输出原码,
此时 P0 外部必须被拉高。
P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能
接收 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被
外部上拉为低电平时,P1 口作为第八位地址接收。
P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收,
输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写 1 时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为
输入。并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内
部上拉的原因。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存
取时,P2 口输出地址的高 8 位。在给出地址 1 时,它利用内部上拉优势,当对
外部 8 位地址数据存储器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2
口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3 口:P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4 个
TTL 门电流。当 P3 口写入 1 时,它们被内部上拉位高电平,并用作输入。作为
输入,由于外部上拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的高电平
时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时 ,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址
的低位字节。在 FLASH 编程期间,次引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE 端以
不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对
外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,
将跳过一个 ALE 脉冲。如果想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0.此时,ALE
只有在执行 MOVX,MOVC 指令时 ALE 才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微
处理器在外部执行状态 ALE 禁止,置为无效。
/PSEN:外部程序存储器的读选通信号,低电平有效。在由外部程序存储器取
值期间,每个机器两次/PSEN 有效,但在访问外部数据存储器时,这两次有效的
/PSEN 信号将不出现。
3
/EA/VPP:/EA 为该引脚的第一功能,即外部程序存储器访问控制允许端。当/EA
为高电平时,在 PC 值不超过 0FFFFH 时,单片机读片内程序存储器(4KB)中的
程序;当 PC 值超出时,将自动转向片外 60KB 程序存储器空间中的程序。当/EA
引脚为低电平时,只读取外部程序存储器中的内容。VPP 为该引脚的第二功能,
即在对片内 FLASH 进行编程时,VPP 引脚接入编程电压。
2.3 振荡电路
本次设计采用内部振荡电路,瓷片电容采用 33pf,晶振采用 12MHZ。电路
连接如图 2 所示
图 2 震荡电路
2.4 复位电路
单片机系统的复位电路在这里采用的是上电复位电路的形式,其中电阻 R1
采用 10KΩ 的阻值,电容采用电容值为 100u 的电容。电路连接如图 4 所示
图 3 复位电路
2.5 键盘电路
图 4 键盘电路
4
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