单片机课程-日历时钟设计

1题目一日历时钟设计一、设计内容：采用MCS-51系列单片机进行日历时钟设计并通过实验仪验证通过。二、设计要求：1．设计单片机最小系统电路（包括复位、晶振电路、外扩3个2764共24KROM、3个6264共24KRAM等）2．设计键盘/显示器接口电路。3．通过软件编程实现日历时钟的显示（显示年、月、日和时：分：秒）4．通过键盘可预置日历时钟。5．实现作息时间控制输出。一、单片机最小系统1．89C52单片最小系统EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U189C52VCCVCCR11KRESETXTAL112.0MHzC230PC330PC122uFP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P3.2P3.0P3.1P1.7P1.5P1.6P3.3P3.5P3.4RSTP3.7P3.6P1.0P1.1P1.2P1.3P1.42．8032总线型最小系统（3片组成）2VCCD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U274LS373EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U18032VCCR11KRESETXTAL112.0MHzC230PC330PC122uFA010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122A1326CE20OE22PGM27VPP1D011D112D213D315D416D517D618D719U427128BUSADDRESSBUSDATAD7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0A12A11A10A9A8A0A1A2A3A4A5A6A7A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3D4D5D6D7A8A9A10A11A12A13A14A15INT0RXDTXDP1.7P1.5P1.6INT1T1T0RSTRDWRALEP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4A13目录摘要......................................................................7前言.......................................................................81概论....................................................................81.1概述..................................................................81.2时钟日历的特性........................................................82系统原理与硬件设计...................................................92.1硬件选择.............................................................102.2AT89C51单片机简介....................................................102.3时钟芯片介绍.........................................................152.4LED简介..............................................................203程序设计..............................................................224调试过程及数据分析..................................................194.1KEIL调试.............................................................1934.2实验台调试...........................................................195结果分析..............................................................306心得体会..............................................................307致谢...................................................................308参考文献...............................................................20摘要本次单片机课程设计利用PCF8563日历实时时钟实现年月日时分秒的显示。本次课程设计需要用到CPU模块、ZLG7290键盘与显示模块、时钟模块（PCF8563）。PCF8563这种时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新在计算机汇编语言的驱动下每秒自动进行一次，但不需程序干预其输出状态。此外，这种时钟芯片带有锂电池做后备电源，具备永不停止的计时功能和可编程方波输出功能，可用作实时测控系统的采样信号等。这种时钟芯片内部还带有非易失性RAM，可用来存放需长期保存但有时也需变更的数据。本次设计中的LED数码管电子时钟电路采用24小时制记时方式,日期和时间用16位数码管显示。设计采用AT98C51单片机，使用5V电源供电。本次设计采用AT89C51单片机的扩展芯片和ZLG7290键盘与显示模块做驱动，由多块LED数码管构成的显示系统，与传统的基于8/16位普通单片机的LED显示系统相比较，本系统在不显著地增加系统成本的情况下，可支持更多的LED数码管稳定显示。关键词：PCF8563、AT89C51、时钟日历前言一块单片机芯片就是一台计算机，由于单片机以其集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗等特点使它应用于智能仪器仪表、机电一体化、实时程控、人类生活中。除此之外还广泛应用办公自动化领域、商业营销领域、汽车及通信系统、计算机外部设备等各领域中，并且单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。由此可见掌握单片机的使用方法和利用单片机解决实际问题具有重要的意义。本次设计根据AT89C51单片机系统扩展的基本原理和方法、常用总线标准和典型接口电路4的应用，结合本次设计的题目要求进行系统扩展，通过单片机驱动时钟芯片进行年、月、日、时、分、秒显示，最后通过74LS154译码和动态显示的方式完成设计任务，设计论文中附有电路图、程序清单、各数据存储单元的所在地址和输入输出口对应表。因水平有限，难免有疏落不足之处，恳请老师和同学能给予批评指正1概论1.1概述单片机课程设计---5---随着电子技术的迅速发展，特别是随着大规模集成电路产生而出现的微型计算机，给人类生活带来了极大的方便。走入家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可以见到单片机应用的踪影。如果说微型计算机技术的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么也可以毫不夸张的说：“单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的工业革命”。目前，单片机以其可靠性高和智能性等特点被广泛应用到工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等领域中，并已经进入家庭，因此，单片机技术的开发和应用水平已经逐步成为一个国家自动化发展水平的标志之一。1.2时钟日历的特性PCF85631．PCF8563是PHILIPS公司推出的一款工业级内含IC总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片PCF8563的多种报警功能定时器功能时钟输出功能以及中断输出功能能完成各种复杂的定时服务甚至可为单片机提供看门狗功能内部时钟电路内部振荡电路内部低电压检测电路1.0V以及两线制I2C总线通讯方式不但使外围电路及其简洁而且也增加了芯片的可靠性同时每次读写数据后内嵌的字地址寄存器会自动产生增量当然作为时钟芯片PCF8563亦解决了2000年问题因而PCF8563是一款性价比极高的时钟芯片它已被广泛用于电表水表气表电话传真机便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域2系统原理与硬件设计1．本次的设计题目是日历时钟设计，要求实现年、月、日、时、分、秒的正常显示，需要硬件和软件的结合来实现。本次设计利用时钟日历芯片PCF8563的特性和AT89C51单片机的功能利用实现的。时钟芯片在电源的作用下向通过P1口向AT89C51单片机输入时间信号，AT89C51单片机在接受到时间信号后通过P0将信号送到单片机另一扩展芯片ZLG7290，驱动LED数码管显示。同时，系统通过p0口接收键盘输入信号。系统框图如下：画出系统框图2.1硬件选择清单（1）时钟芯片选择选用时钟日历芯片PCF8563（2）单片机的选择选用AT89C51单片机，并配备11.0592MHz晶振。单片机课程设计---6---（3）键盘及显示电路选择采用扩展芯片ZLG7290作为接口键盘及led驱动器，共（待定）极数码管显示。（4）电源选择采用直流5V电源供电。(6)ROM和RAM2.2AT89C51单片机简介AT89C51单片机是一种低功耗，高性能的片内含有4KB可编程/擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的8位COMS微控制器，使用高密度，非易失存储技术制造，并且与AT89C51引脚和指令系统完全兼容。芯片上的FPEROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对存储器重复编程。2.2.1引脚说明AT89C51单片机采用40条引脚双列直插式器件，引脚除5V（40脚）和电源地（20脚）外，其功能分为时钟电路、控制信号、输入/输出三大部分，逻辑框图及引脚图分别如图2.3（a）（b）所示(a)(b)图2.3AT89C51单片机逻辑图与引脚图AT89C51单片机的内部硬件结构中除了程序存储器由FPEROM取代了87C51单片机的EPROM外，其余部分完全相同，其管脚说明如下：（1）VCC：供电电压（2）GND：接地单片机课程设计---7---（3）时钟电路XTAL1（19脚）——芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输入端。XTAL2（18脚）——芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输出端。（4）控制信号RST（9脚）复位信号：ALE（30脚）地址锁存信号PSEN（29脚）片外程序存储器读选通：EA/Vpp(30脚）（5）I/O接口2.3时钟芯片介绍2PCF8563简介PCF8563是PHILIPS公司推出的一款带I2C总线,具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片PCF8563的多种报警功能。定时器功能时钟输出功能以及中断输出功能能完成各种复杂的定时服务甚至可为单片机提供看门狗功能内部时钟。电路内部振荡电路内部低电压检测电