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单片机原理与系统课程设计报告书.pdf
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单片机原理与系统课程设计报告书.pdf
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目录
1 课程设计的要求、目的和意义....................................................................................................2
1.1 设计要求…………………………………………………………………………………..2
1.2 设计目的.............................................................................................................................2
1.3 设计意义.............................................................................................................................2
2 系统方案设计及确定....................................................................................................................3
3 系统硬件设计................................................................................................................................4
3.1AT89S51 最小系统设计......................................................................................................4
3.1.1 时钟电路硬件设计..................................................................................................5
3.1.2 复位电路硬件设计..................................................................................................5
3.2 键盘电路硬件设计.............................................................................................................6
3.3 显示电路硬件设计.............................................................................................................7
3.4 蜂鸣器电路硬件设计.........................................................................................................8
4 系统软件设计................................................................................................................................8
4.1 系统主程序设计.................................................................................................................8
4.2 定时器设计.......................................................................................................................10
4.3 秒表设计........................................................................................................................... 11
4.4 闹钟设计........................................................................................................................... 11
4.5 其他主要子程序设计.......................................................................................................12
5 系统调试......................................................................................................................................12
6 总结 .............................................................................................................................................13
参考文献.........................................................................................................................................14
附录 ................................................................................................................................................15
附录一 程序清单...................................................................................................................15
附录二 系统硬件原理图.......................................................................................................37
1 课程设计的目的和意义
1.1 设计要求
用六位数码实现数字时钟,显示时分秒。
1.2 设计目的
灵活运用单片机的基础知识,依据课程设计容,能够完成从硬件电路图设计,到 PCB
制版,再到软件编程及系统调试实现系统功能,完成课程设计,加深对单片机基础知识的理
解,并灵活运用,将各门知识综合应用。
能够上网查询器件资料,培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。
独立完成一个小的系统设计,从硬件设计到软件设计,增强分析问题、解决问题的能力,为
日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。
1.3 设计意义
单片机课程设计过程中,我们通过查阅资料、硬件设计、程序设计、安装调试等环节,
完成了一个涉及 89S51 单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程
应用。使我们不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来,而且能够对电子电路、
电子元器件、原理图绘制等方面的知识进一步加深认识,同时在软件编程、排错调试、焊接
技术、相关软件及仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。使我们增进对单片
机的感性认识,加深对单片机理论方面的理解。使我们了解和掌握单片机应用系统的软硬件
设计过程、方法及实现,强化单片机应用电路的设计与分析能力。提高我们在单片机应用方
面的实践技能和科学作风;培育学生综合运用理论知识解决问题的能力,实现理论结合实际,
学以致用的原则。
2 系统方案设计及确定
本次课程设计,要求用单片机及 6 位 LED 数码管显示时、分、秒,以24<小>时计时方
式运行,能整点提醒(短蜂鸣,次数代表整点时间),使用按键开关可实现时、分调整,秒
表(或闹钟)/时钟功能转换,以及实现省电(关闭显示)功能。
1.时钟功能
利用单片机片定时器(如 T0)产生 1s 计时,自行设定时钟计数单元地址,包括秒单元、
分单元、时单元,最大计数值为23 时 59 分 59 秒。用 6 位 LED 数码管显示时、分、秒,以
24<小>时计时方式运行;
使用按键开关可实现时、分调整,可增加“熄灭符”用于时间调整时的闪烁功能;
能整点提醒(短蜂鸣,次数代表整点时间);
可通过按键使系统进入省电状态(数码管不亮,时钟不停)。
2.秒表功能
能通过按键实现秒表/时钟功能之间的转换;
利用单片机部定时器(如 T1)实现秒表的计时,自行设定秒表计数单元地址,包括 10ms
单元、秒单元、分单元, 通过 6 位 LED 数码管显示,最大计数值为 99 分 59.99 秒。
可通过按键实现秒表的暂停、清零、启动。
3.闹钟功能
能通过按键实现闹钟/时钟功能之间的转换;
可通过按键设定闹钟时间,在定时闹铃时精确到分,可通过 6 位 LED 数码管显示闹钟
设定时间。
可通过按键实现闹铃有效、无效,以及在设定闹钟后取消闹时功能。
在闹铃时,可通过按键开关使蜂鸣停止。
4.系统设计方案框图如下:
电源
独立按键电路
数码管显示电路
时钟电路
AT89S51
单片机
蜂鸣器电路
复位电路
图 2-1 系统设计方案框图
3 系统硬件设计
3.1AT89S51 最小系统设计
单片机最小系统单片机,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的
系统.对 51 系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路.
下面给出一个 51 单片机的最小系统电路图:
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