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单片机课设数码管计时器.doc
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单片机课设数码管计时器
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第 1 章 设计方案 .....................................................................................................................................................1
1.1 设计目的 ...................................................................................................................................................1
1.2 设计要求 ...................................................................................................................................................1
1.3 设计原理 ...................................................................................................................................................1
第 2 章 硬件设计 .....................................................................................................................................................2
2.1 器件说明 ...................................................................................................................................................2
2.1.1 51 单片机简述 ..............................................................................................................................2
2.1.2 DS12C887 实时时钟芯片简介.......................................................................................................4
2.1.3 MAX7219 共阴极数码管显示驱动芯片简介.................................................................................6
2.2 硬件构造说明 ...........................................................................................................................................7
2.2.1 复位及震荡电路.............................................................................................................................8
2.2.2 时间获取电路 ...............................................................................................................................8
2.2.3 显示驱动电路 ...............................................................................................................................9
第 3 章 软件设计 ...................................................................................................................................................10
3.1 软件设计简要思路 .................................................................................................................................10
3.2 时间获取及定时计数器程序..................................................................................................................11
3.2.1 定时/计数器初值计算.................................................................................................................11
3.2.2 计数运算程序 .............................................................................................................................11
3.3 显示驱动程序 .........................................................................................................................................12
3.4 利用数码管显示的倒计时装置设计程序...............................................................................................14
3.5 软件调试仿真 .........................................................................................................................................18
3.5.1 系统调试工具 keil C51.............................................................................................................18
3.5.2 系统调试工具 PROTEUS...............................................................................................................19
第 4 章 课程设计总结 ...........................................................................................................................................20
致谢 .........................................................................................................................................................................21
参考文献: .............................................................................................................................................................22
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85956153/bg2.jpg)
1
第 1 章 设计方案
1.1 设计目的
本次课程设计的主要概况是了解单片机控制 15 秒倒计时的过程与 MAX7219 基本工作原理及软件设计
方法,是利用时钟芯片和定时计数器的原理将倒计时过程显示在 MAX7219 芯片驱动的八位共阴 LED 数码管
上;最后应用 Profassional 软件设计,仿真基于 AT89c51 单片机的倒计时实验。以到达进一步熟悉和掌
握单片机的结构及工作原理;掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性与控制方法;掌握以单片机
核心的电路设计的基本方法和技术;通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术
以及通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,了解开发一单片机应用系统的全过程,为今后从
事相应开发打下基础的目的。
1.2 设计要求
STC12C5A60S2(引脚排序及基本功能同 AT89S51)作为主控芯片,设计利用数码管显示的倒计时时间
装置。一是扩展 DS12C887 时钟电路设计;二是利用 MAX7219 驱动 LG3641AH(或同型号共阴极)数码管,
显示倒计时剩余时间;三是在倒计时时间减为零以后,进行加 1 时间显示。
1.3 设计原理
在单片机获取 DS12C887 时钟芯片中的秒时间后,进行数据处理和驱动 MAX7219 芯片驱动数码管完成显
示倒计时功能。
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2
第 2 章 硬件设计
2.1 器件说明
2.1.1 51 单片机简述
AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only
Memory)的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器,俗称单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可
擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。该器件采用 ATMEL 高密度
非易失存储器制造技术制造,与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和
闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器,AT89C2051 是它的一种精简版本。
AT89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51 引脚说明:
图 2.1 AT89C51 引脚分布图
VCC:供电电压。
GND:接地。
P0 口:P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口,每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P0 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,它可以被定义为数据/地址的低八位。在 FIASH 编
程时,P0 口作为原码输入口,当 FIASH 进行校验时,P0 输出原码,此时 P0 外部必须接上拉电阻。
P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接收输出 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 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上
拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时,P1 口作为低八位地址接收。
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缘故。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 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85956153/bg4.jpg)
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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”
后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)
这是由于上拉的缘故。
P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如表 2.2 所示:
表 2.1 P3 口第二功能表
P3.0
RXD(串行输入口)
P3.1
TXD(串行输出口)
P3.2
/INT0(外部中断 0)
P3.3
/INT1(外部中断 1)
P3.4
T0(记时器 0 外部输入)
P3.5
T1(记时器 1 外部输入)
P3.6
/WR(外部数据存储器写选通)
P3.7
/RD(外部数据存储器读选通)
P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
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,
此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
指令是 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,置位无效。
/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/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。
/EA/VPP:当/EA 保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式 1 时,/EA 将内部锁定为 RESET;当/EA 端保持高电平时,此间内部程序存储器。在 FLASH 编
程期间,此引脚也用于施加 12V 编程电源(VPP)。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出。
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2.1.2 DS12C887 实时时钟芯片简介
DS12C887 能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息,其内部又增加了世纪寄存器,从
而利用硬件电路解决子“千年”问题;DS12C887 中自带有锂电池,外部掉电时,其内部时间信息还能够保
持 10 年之久;对于一天内的时间记录,有 12 小时制和 24 小时制两种模式。在 12 小时制模式中,用 AM
和 PM 区分上午和下午;时间的表示方法也有两种,一种用二进制数表示,一种是用 BCD 码表示;DS12C887
中带有 128 字节 RAM,其中有 11 字节 RAM 用来存储时间信息,4 字节 RAM 用来存储 DS12C887 的控制信息,
称为控制寄存器,113 字节通用 RAM 使用户使用;此外用户还可对 DS12C887 进行编程以实现多种方波输出,
并可对其内部的三路中断通过软件进行屏蔽。
引脚功能:
DS12C887 的引脚排列如图 1 所示,各管脚的功能说明如下:
图 2.2 DS12C887 引脚分布
GND、VCC:直流电源,其中 VCC 接+5V 输入,GND 接地,当 VCC 输入为+5V 时,用 户可以访问 DS12C887 内
RAM 中的数据,并可对其进行读、写操作;当 VCC 的输入小于+4.25V 时,禁止用户对内部 RAM 进行读、写
操作,此时用户不能正确获取芯片内的时间信息;当 VCC 的输入小于+3V 时,DS12C887 会自动将电源发换
到内部自带的锂电池上,以保证内部的电路能够正常工作。
(1)MOT:模式选择脚,DS12C887 有两种工作模式,即 Motorola 模式和 Intel 模式,当 MOT 接 VCC 时,
选用的工作模式是 Motorola 模式,当 MOT 接 GND 时,选用的是 Intel 模式。本文主要讨论 Intel 模式。
(23)SQW:方波输出脚,当供电电压 VCC 大于 4.25V 时,SQW 脚可进行方波输出,此时用户可以通过对控
制寄存器编程来得到 13 种方波信号的输出。
AD0~AD7:复用地址数据总线,该总线采用时分复用技术,在总线周期的前半部分,出现在 AD0~AD7 上
的是地址信息,可用以选通 DS12C887 内的 RAM,总线周期的后半部分出现在 AD0~AD7 上的数据信息。
(14)AS:地址选通输入脚,在进行读写操作时,AS 的上升沿将 AD0~AD7 上出现的地址信息锁存到
DS12C887 上,而下一个下降沿清除 AD0~AD7 上的地址信息,不论是否有效,DS12C887 都将执行该操作。
(17)DS/RD:数据选择或读输入脚,该引脚有两种工作模式,当 MOT 接 VCC 时,选用 Motorola 工作模式,
在这种工作模式中,每个总线周期的后一部分的 DS 为高电平,被称为数据选通。在读操作中,DS 的上升
沿使 DS12C887 将内部数据送往总线 AD0~AD7 上,以供外部读取。在写操作中,DS 的下降沿将使总线
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- m0_662250002022-12-10感谢大佬分享的资源,对我启发很大,给了我新的灵感。
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