1、 電 子 科 技 大 學單片機最小應用系統 設 計 報 告 指導老師: 學 生: 學 號: 機電工程學院2009年5月單片機最小應用系統設計報告一、設計題目1二、設計內容與要求1三、設計的目的與意義1四、系統硬件圖14.1系統的硬件電路原理圖24.2 各主要芯片及相應組成電路3五、程序流程圖4六、系統程序5七、系統說明與分析127.1設計步驟127.2設計內容13八、總結13九、參考文獻14一、 設計題目多點定是數字鐘的設計二、設計內容與要求以at89s51單片機為核心器件，組成一個定時數字鐘系統，系統顯示器由四位數字型數碼管組成，分別顯示小時和分鐘，能夠隨時對當前時間進行調整，并能構隨時輸入

2、定時時間，在定時時間到時會有提示音提示時間已到。三、設計的目的意義1. 通過本課程設計的學習，掌握數碼管顯示電路的動態顯示原理；2. 了解到cd4511是一個用于驅動共陰極 led （數碼管）顯示器的 bcd 碼七段碼譯碼器，如下特點:具有bcd轉換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅動功能的cmos電路能提供較大的拉電流，可直接驅動led顯示器；3. 掌握單片機定時器、中斷的工作原理以及動態顯示的編程方法，可以設計可以調整的數字鬧鐘。4. 完成系統所需的硬件設計制作，在提高實際動手能力的基礎上進一步鞏固所學知識。5. 進行題目要求功能基礎上的軟件程序編程，會用相應軟件進行程序調試和測試工作。6.

3、用at89c51，cd4511設計出題目所要求的波形實現循環顯示，并針對實際設計過程中軟、硬件設計方面出現的問題提出相應解決辦法。四、系統的硬件電路圖4.1系統的硬件電路原理圖系統的硬件電路圖如圖1所示，從圖中可以看到該電路主要有時鐘電路、復位電路等組成。電源電路有設備提供，在原理圖上不在說明，本文簡單介紹電源電路的組成原理。該圖為多點定時數字鐘的硬件電路圖4.2 各主要芯片及相應組成電路1）8051單片機：2) 時鐘電路 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為芯片內部振蕩電路的輸入端，xtal2為芯片內部振蕩電路的輸出端。圖為時鐘電路3）復位電路

4、單片機通常采用的復位方式有上電復位和按鈕復位兩種。本次設計用的復位方式是按鈕電平復位。其原理圖如圖3所示。當按下按鈕sw時，電容對r6迅速放電，reset端變為高電平，reset松開后，電容通過電阻r6進行充電，reset端恢復為低電平。圖為復位電路五、程序流程圖定時器t0初始化并開中斷該圖為主程序框圖 該圖為中斷數碼管動態顯示框圖六、系統的程序sw1 equ p3.0 ;定義校分按鈕sw2 equ p3.1 ；定義校時按鈕sw3 equ p3.2 ；定義設定按鈕sw4 equ p3.3 ；定義設定結束按鈕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計數器secs equ 11h ；定義秒計數器minute equ 12h ；定義分鐘計數器hour equ 13h ；定義時計數器dm equ 14h ;定義顯存地址tminute equ 18h ；定義定時分單元thour equ 19h ；定義定時時單元ttab equ 1ah ；時間表指針org 0000hajmp main ；轉主程序org 000bhajmp t0int ；轉t0定時程序main:mov sp ,#60h mov p3,#0ffh ；將p3.0p3.3設置為輸入口 lcall clear setb ea ；允許中斷 setb

6、et0 clr f0mov tmod ,#01h ；清數碼管閃亮控制標志mov tl0,#0b0h ；預裝50ms初值mov th0,#3chmov b ,#50 mov ms,#0 mov secs ,#0 ；預裝秒初值mov minute ,#01h ；預裝分初值mov hour ,#0ch ；預裝時初值mov tminute ,#0 ；預置定時分mov thour,#6h ；預裝定時時setb tr0 ；啟動t0loop1:setb buzzer mov r0,#minute lcall split ；調用子程序lcall disp ；調用顯示程序mov a,secs lcall com

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

8、w3,savejnb sw4,set1sjmp sexitsetm:mov r0,#tminutelcall splitlcall dispjnb sw1,setmmov a,tminute ；取定時分add a,#1 ；定時分加1da a ； 十進制調整mov tminute ,a ；保存定時分cjne a ,#60h ,set1mov tminute ,#0sjmp set1seth:mov r0,#tminute lcall splitlcall dispjnb sw2,seth ；等待sw2釋放mov a,thour ；取定時時add a,#1 ；定時時加1da amov thour

9、,acjne a ,#24 ,set1mov thour ,#0sjmp set1save:mov r0,#tminutelcall splitlcall disp ；調用顯示子程序jnb sw3,savelcall bbmov r0,ttab ；取時間表指針mov r0,thourinc r0mov r0,tminuteinc r0mov ttab,r0cjne r0,#60h,set1 ；判斷時間表是否存滿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 ；取分鐘的個位mov r1,a ；送顯存inc r1 ；mov a,r0 anl a,#0f0h ；取分鐘的個位swap amov r1,a ；送顯存inc r1inc r0mov a,r0 ；取小時anl a,#0f0h ；取小時個位mov r1,ainc r1mov a,r0anl a,#0f0hswap amov r1,a ；送顯存retdisp: push 00 ；保護現場push 01push 02 push 03push accmov r0,#dm ；顯示緩沖區首地址mov

11、 r2,#0efhjnb f0,disp0djnz b,disp1cpl f0mov b,#50sjmp disp1disp0:clr f0disp1:orl dis ,#0f0h ；關顯示器mov r3,#100djnz r3,$jb f0,hidemov a,r2 ;取位控碼anl a,#0f0h ；屏蔽無關位 orl a,r0mov dis ,ahide:mov r3,#200djnz r3,$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 ；時間表首地址comp1:mov a,r1 ；取時間表的小時cjne a,hour,comp5inc r1mov a,r1cjne a,minute,comp6mov r5,#40mov r4,#10mov r6,#30mov r7,#40comp2:mov r0,#minutelcall splitlcall disp ；調用顯示程序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 ；定時時間表首地址mov a,#0ffhloop2:mov r0,a ；清除定時時間表inc r0cjne r0,#60h,loop2ret t0int:push acc ；保護現場mov tl0 ,#0b0h ；50ms定時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 ；十進制調整da amov minute ,acjne a,#60,t0exit ；判斷分是否等于60mov minute ,#0 ；分清零mov a,hour ；時加1add a,

15、#1 ；十進制調整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add a,#1da amov hour,a ；保存時cjne a ,#24,verh1mov hour ,#0verh1:mov secs ,#0pop accre

16、ti ；中斷返回end七、系統的功能分析與說明7.1設計步驟1. 理解設計任務要求（通過閱讀有關資料及調查研究）；2. 對總體方案進行分析、論證；3. 系統硬件電路的設計；4. 系統控制軟件的設計；1) 以功能明確、相互界面能清晰分割的軟件程序為基礎，確定主程序流程框圖；2) 以主程序流程框圖為基礎，確定各模塊程序算法及實現的功能，進一步確定各模塊程序流程框圖；3) 根據軟件流程框圖，用at89c51匯編語言編寫主程序和延時子程序；4) 系統軟、硬件的調試；5) 編寫課程設計說明書；6) 答辯驗收7.2設計內容1.該系統控制器有四位led數碼顯示器，具有基本時鐘及多點報時功能，可用于作為時間指

17、示及多點時間提醒。 2.時間校對 在任何時候均可通過按壓校時和校分按鈕進行顯示時間調整。每按動一下校時按鈕，小時自動加1；當小時指示為24時，再加1將自動清零。每按動一下校分按鈕，分自動加1，當分鐘指示59時，再按動校分按鈕，分鐘將變為00.3.設定定時時間需要設定報時時間的點時，應首先按設定按鈕，然后再按動校時和校分按鈕，是指示的時間與要求的時間一致，再按設定按鈕保存。設定完畢，最后按結束按鈕退出設定狀態，返回正常的計時狀態。八、總結1、在設計系統過程中，學會用protel 畫原理圖和pcb圖。通過查閱相關的書籍，設計了電路原理圖，經過仿真和反復的修改電路中元器件的參數得到了可行的電路圖。2

18、、接下來是最關鍵的步驟電路板的調試，軟硬件相結合，開始將程序燒到硬件電路中，剛開始工作比較正常，達到了題目的要求，當程序運行幾個循環后，發現開始出現錯誤。輸出的波形比較紊亂，然后進行故障的排查，檢查硬件和軟件都沒有問題，再進行一次調試還是不行，通過查閱cdd4511譯碼芯片的資料，發現問題的所在，自己將片選信號接到地上可能導致一直工作狀態，出現程序紊亂的現象。 3、經過學習單片機接口實驗這門課，使自己對單片機有了更深入的了解，提高了自己的動手能力。很感謝在整個課程學習中老師和師兄們的指導，以及同班同學的熱心幫助。九、參考文獻1 肖玲妮，袁增貴.protel99se.北京：清華大學出版社，2003.2 江太輝.mcs-51系列單片機原理與應用m.廣州：華南理工大學出版社，2002.3 何立民.單片機應用系統設計系統配