1、 電 子 科 技 大 學(xué)單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 指導(dǎo)老師: 學(xué) 生: 學(xué) 號(hào): 機(jī)電工程學(xué)院2009年5月單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告一、設(shè)計(jì)題目1二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1三、設(shè)計(jì)的目的與意義1四、系統(tǒng)硬件圖14.1系統(tǒng)的硬件電路原理圖24.2 各主要芯片及相應(yīng)組成電路3五、程序流程圖4六、系統(tǒng)程序5七、系統(tǒng)說明與分析127.1設(shè)計(jì)步驟127.2設(shè)計(jì)內(nèi)容13八、總結(jié)13九、參考文獻(xiàn)14一、 設(shè)計(jì)題目多點(diǎn)定是數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求以at89s51單片機(jī)為核心器件，組成一個(gè)定時(shí)數(shù)字鐘系統(tǒng)，系統(tǒng)顯示器由四位數(shù)字型數(shù)碼管組成，分別顯示小時(shí)和分鐘，能夠隨時(shí)對(duì)當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，并能構(gòu)隨時(shí)輸入

2、定時(shí)時(shí)間，在定時(shí)時(shí)間到時(shí)會(huì)有提示音提示時(shí)間已到。三、設(shè)計(jì)的目的意義1. 通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，掌握數(shù)碼管顯示電路的動(dòng)態(tài)顯示原理；2. 了解到cd4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極 led （數(shù)碼管）顯示器的 bcd 碼七段碼譯碼器，如下特點(diǎn):具有bcd轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的cmos電路能提供較大的拉電流，可直接驅(qū)動(dòng)led顯示器；3. 掌握單片機(jī)定時(shí)器、中斷的工作原理以及動(dòng)態(tài)顯示的編程方法，可以設(shè)計(jì)可以調(diào)整的數(shù)字鬧鐘。4. 完成系統(tǒng)所需的硬件設(shè)計(jì)制作，在提高實(shí)際動(dòng)手能力的基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識(shí)。5. 進(jìn)行題目要求功能基礎(chǔ)上的軟件程序編程，會(huì)用相應(yīng)軟件進(jìn)行程序調(diào)試和測(cè)試工作。6.

3、用at89c51，cd4511設(shè)計(jì)出題目所要求的波形實(shí)現(xiàn)循環(huán)顯示，并針對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)過程中軟、硬件設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)的問題提出相應(yīng)解決辦法。四、系統(tǒng)的硬件電路圖4.1系統(tǒng)的硬件電路原理圖系統(tǒng)的硬件電路圖如圖1所示，從圖中可以看到該電路主要有時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等組成。電源電路有設(shè)備提供，在原理圖上不在說明，本文簡(jiǎn)單介紹電源電路的組成原理。該圖為多點(diǎn)定時(shí)數(shù)字鐘的硬件電路圖4.2 各主要芯片及相應(yīng)組成電路1）8051單片機(jī)：2) 時(shí)鐘電路 該電路主要有電容c1、c2和晶振y1組成。其組成原理圖如圖2所示，圖中xtal1為芯片內(nèi)部振蕩電路的輸入端，xtal2為芯片內(nèi)部振蕩電路的輸出端。圖為時(shí)鐘電路3）復(fù)位電路

4、單片機(jī)通常采用的復(fù)位方式有上電復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種。本次設(shè)計(jì)用的復(fù)位方式是按鈕電平復(fù)位。其原理圖如圖3所示。當(dāng)按下按鈕sw時(shí)，電容對(duì)r6迅速放電，reset端變?yōu)楦唠娖剑瑀eset松開后，電容通過電阻r6進(jìn)行充電，reset端恢復(fù)為低電平。圖為復(fù)位電路五、程序流程圖定時(shí)器t0初始化并開中斷該圖為主程序框圖 該圖為中斷數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示框圖六、系統(tǒng)的程序sw1 equ p3.0 ;定義校分按鈕sw2 equ p3.1 ；定義校時(shí)按鈕sw3 equ p3.2 ；定義設(shè)定按鈕sw4 equ p3.3 ；定義設(shè)定結(jié)束按鈕buzzer equ p3.4 ；定義蜂鳴器輸出按鈕dis equ p2 ；定義顯示器控

5、制口ms equ 10h ；定義50ms計(jì)數(shù)器secs equ 11h ；定義秒計(jì)數(shù)器minute equ 12h ；定義分鐘計(jì)數(shù)器hour equ 13h ；定義時(shí)計(jì)數(shù)器dm equ 14h ;定義顯存地址tminute equ 18h ；定義定時(shí)分單元thour equ 19h ；定義定時(shí)時(shí)單元ttab equ 1ah ；時(shí)間表指針org 0000hajmp main ；轉(zhuǎn)主程序org 000bhajmp t0int ；轉(zhuǎn)t0定時(shí)程序main:mov sp ,#60h mov p3,#0ffh ；將p3.0p3.3設(shè)置為輸入口 lcall clear setb ea ；允許中斷 setb

6、et0 clr f0mov tmod ,#01h ；清數(shù)碼管閃亮控制標(biāo)志mov tl0,#0b0h ；預(yù)裝50ms初值mov th0,#3chmov b ,#50 mov ms,#0 mov secs ,#0 ；預(yù)裝秒初值mov minute ,#01h ；預(yù)裝分初值mov hour ,#0ch ；預(yù)裝時(shí)初值mov tminute ,#0 ；預(yù)置定時(shí)分mov thour,#6h ；預(yù)裝定時(shí)時(shí)setb tr0 ；啟動(dòng)t0loop1:setb buzzer mov r0,#minute lcall split ；調(diào)用子程序lcall disp ；調(diào)用顯示程序mov a,secs lcall com

7、p mov r0,#minutelcall splitlcall dispscan:jb sw3,loop1lcall tset ；調(diào)用設(shè)定時(shí)間設(shè)置程序sjmp loop1 tset:lcall clear ；調(diào)用時(shí)間表清除程序lcall bbset0:mov r0,#minute lcall splitlcall disp ；調(diào)用顯示子程序jnb sw3,set0setb f0mov ttab,#20hset1:mov r0,#tminutelcall splitlcall dispjnb sw1,setm ；判斷設(shè)置分按鈕是否有效jnb sw2,seth ；判斷設(shè)置時(shí)按鈕是否有效jnb s

8、w3,savejnb sw4,set1sjmp sexitsetm:mov r0,#tminutelcall splitlcall dispjnb sw1,setmmov a,tminute ；取定時(shí)分add a,#1 ；定時(shí)分加1da a ； 十進(jìn)制調(diào)整mov tminute ,a ；保存定時(shí)分cjne a ,#60h ,set1mov tminute ,#0sjmp set1seth:mov r0,#tminute lcall splitlcall dispjnb sw2,seth ；等待sw2釋放mov a,thour ；取定時(shí)時(shí)add a,#1 ；定時(shí)時(shí)加1da amov thour

9、,acjne a ,#24 ,set1mov thour ,#0sjmp set1save:mov r0,#tminutelcall splitlcall disp ；調(diào)用顯示子程序jnb sw3,savelcall bbmov r0,ttab ；取時(shí)間表指針mov r0,thourinc r0mov r0,tminuteinc r0mov ttab,r0cjne r0,#60h,set1 ；判斷時(shí)間表是否存滿sexit:lcall bbclr f0retbb:mov r5,#40hloop3:mov r6,#80hdjnz r6,$cpl buzzerdjnz r5,loop3setb bu

10、zzerretsplit:mov r1,#dm ；顯存首地址mov a,r0 ；取分鐘anl a,#0f0h ；取分鐘的個(gè)位mov r1,a ；送顯存inc r1 ；mov a,r0 anl a,#0f0h ；取分鐘的個(gè)位swap amov r1,a ；送顯存inc r1inc r0mov a,r0 ；取小時(shí)anl a,#0f0h ；取小時(shí)個(gè)位mov r1,ainc r1mov a,r0anl a,#0f0hswap amov r1,a ；送顯存retdisp: push 00 ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)push 01push 02 push 03push accmov r0,#dm ；顯示緩沖區(qū)首地址mov

11、 r2,#0efhjnb f0,disp0djnz b,disp1cpl f0mov b,#50sjmp disp1disp0:clr f0disp1:orl dis ,#0f0h ；關(guān)顯示器mov r3,#100djnz r3,$jb f0,hidemov a,r2 ;取位控碼anl a,#0f0h ；屏蔽無(wú)關(guān)位 orl a,r0mov dis ,ahide:mov r3,#200djnz r3,$inc r0 ；指向下一位顯存mov a,r2 ；取字位碼rl amov r2,ajb acc.0,disp1 ；判斷顯示器是否掃描一遍deeit:pop accpop 03pop 02pop 0

12、1pop 00ret comp:mov r1,#20h ；時(shí)間表首地址comp1:mov a,r1 ；取時(shí)間表的小時(shí)cjne a,hour,comp5inc r1mov a,r1cjne a,minute,comp6mov r5,#40mov r4,#10mov r6,#30mov r7,#40comp2:mov r0,#minutelcall splitlcall disp ；調(diào)用顯示程序djnz r6,comp2mov r6,#30cpl buzzerdjnz r5,comp2mov r5,#40 ；響鈴comp3:mov r0,#minutelcall splitlcall dispdj

13、nz r4,comp3mov r4,#20cpl buzzerdjnz r7,comp3mov r7,#40comp4:lcall dispmov a,secsjz comp4comp5:inc r1comp6:inc r1cjne r1,#60h,comp1ret clear:mov r0,#20h ；定時(shí)時(shí)間表首地址mov a,#0ffhloop2:mov r0,a ；清除定時(shí)時(shí)間表inc r0cjne r0,#60h,loop2ret t0int:push acc ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)mov tl0 ,#0b0h ；50ms定時(shí)mov th0,#3chjb f0,lp2jnb sw1,verm ；

14、判斷校分按鈕是否有效jnb sw2,verh ；判斷校時(shí)按鈕是否有效lp2:inc msmov a,ms cjne a,#3,lp3clr ledlp3:cjne a,#20,t0exit ；判斷一秒是否到setb ledmov ms ,#0inc secsmov a,secscjne a,#60,t0exit ；判斷秒是否等于60mov secs,#0 ；秒清零mov a,minute ；分加1add a,#1 ；十進(jìn)制調(diào)整da amov minute ,acjne a,#60,t0exit ；判斷分是否等于60mov minute ,#0 ；分清零mov a,hour ；時(shí)加1add a,

15、#1 ；十進(jìn)制調(diào)整da amov hour,acjne a,#24h ,t0exitmov hour ,#0t0exit:pop accreti ；中斷返回verm:mov a,minute ；取分add a,#1 ；分加1da amov minute,a ；保存分cjne a ,#60,verm1mov minute,#0verm1:mov secs ,#0pop accreti ；中斷返回verh:mov a,hour ；取時(shí)add a,#1da amov hour,a ；保存時(shí)cjne a ,#24,verh1mov hour ,#0verh1:mov secs ,#0pop accre

16、ti ；中斷返回end七、系統(tǒng)的功能分析與說明7.1設(shè)計(jì)步驟1. 理解設(shè)計(jì)任務(wù)要求（通過閱讀有關(guān)資料及調(diào)查研究）；2. 對(duì)總體方案進(jìn)行分析、論證；3. 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)；4. 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)；1) 以功能明確、相互界面能清晰分割的軟件程序?yàn)榛A(chǔ)，確定主程序流程框圖；2) 以主程序流程框圖為基礎(chǔ)，確定各模塊程序算法及實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)一步確定各模塊程序流程框圖；3) 根據(jù)軟件流程框圖，用at89c51匯編語(yǔ)言編寫主程序和延時(shí)子程序；4) 系統(tǒng)軟、硬件的調(diào)試；5) 編寫課程設(shè)計(jì)說明書；6) 答辯驗(yàn)收7.2設(shè)計(jì)內(nèi)容1.該系統(tǒng)控制器有四位led數(shù)碼顯示器，具有基本時(shí)鐘及多點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，可用于作為時(shí)間指

17、示及多點(diǎn)時(shí)間提醒。 2.時(shí)間校對(duì) 在任何時(shí)候均可通過按壓校時(shí)和校分按鈕進(jìn)行顯示時(shí)間調(diào)整。每按動(dòng)一下校時(shí)按鈕，小時(shí)自動(dòng)加1；當(dāng)小時(shí)指示為24時(shí)，再加1將自動(dòng)清零。每按動(dòng)一下校分按鈕，分自動(dòng)加1，當(dāng)分鐘指示59時(shí)，再按動(dòng)校分按鈕，分鐘將變?yōu)?0.3.設(shè)定定時(shí)時(shí)間需要設(shè)定報(bào)時(shí)時(shí)間的點(diǎn)時(shí)，應(yīng)首先按設(shè)定按鈕，然后再按動(dòng)校時(shí)和校分按鈕，是指示的時(shí)間與要求的時(shí)間一致，再按設(shè)定按鈕保存。設(shè)定完畢，最后按結(jié)束按鈕退出設(shè)定狀態(tài)，返回正常的計(jì)時(shí)狀態(tài)。八、總結(jié)1、在設(shè)計(jì)系統(tǒng)過程中，學(xué)會(huì)用protel 畫原理圖和pcb圖。通過查閱相關(guān)的書籍，設(shè)計(jì)了電路原理圖，經(jīng)過仿真和反復(fù)的修改電路中元器件的參數(shù)得到了可行的電路圖。2

18、、接下來是最關(guān)鍵的步驟電路板的調(diào)試，軟硬件相結(jié)合，開始將程序燒到硬件電路中，剛開始工作比較正常，達(dá)到了題目的要求，當(dāng)程序運(yùn)行幾個(gè)循環(huán)后，發(fā)現(xiàn)開始出現(xiàn)錯(cuò)誤。輸出的波形比較紊亂，然后進(jìn)行故障的排查，檢查硬件和軟件都沒有問題，再進(jìn)行一次調(diào)試還是不行，通過查閱cdd4511譯碼芯片的資料，發(fā)現(xiàn)問題的所在，自己將片選信號(hào)接到地上可能導(dǎo)致一直工作狀態(tài)，出現(xiàn)程序紊亂的現(xiàn)象。 3、經(jīng)過學(xué)習(xí)單片機(jī)接口實(shí)驗(yàn)這門課，使自己對(duì)單片機(jī)有了更深入的了解，提高了自己的動(dòng)手能力。很感謝在整個(gè)課程學(xué)習(xí)中老師和師兄們的指導(dǎo)，以及同班同學(xué)的熱心幫助。九、參考文獻(xiàn)1 肖玲妮，袁增貴.protel99se.北京：清華大學(xué)出版社，2003.2 江太輝.mcs-51系列單片機(jī)原理與應(yīng)用m.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002.3 何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配