单片机课程设计-(51单片机实现电子时钟)

2/24湖北文理学院单片机课程设计题目：用51单片机实现电子时钟院部物理与电子信息工程学院专业名称电子信息科学与技术班级1111姓名杨庆月学号2011111136指导教师李刚2013年12月09日3/24目录摘要-------------------------------------------------------------11单片机的相关知识-------------------------------------------11.1单片机的简介---------------------------------------------------11.2单片机的特点---------------------------------------------------11.389C52单片机的基本特点-------------------------------------------22电子时钟---------------------------------------------------32.1电子时钟的基本特点-----------------------------------------------32.2电子时钟的原理--------------------------------------------------43控制系统的硬件设计----------------------------------------43.1单片机型号的选择------------------------------------------------43.2lcd1602工作的原理----------------------------------------------43.3键盘电路的设计-------------------------------------------------63.4复位电路设计--------------------------------------------------------63.5时钟电路设计--------------------------------------------------73.6整体电路原理图------------------------------------------------74控制系统的软件的设计-------------------------------------84.1程序的设计-----------------------------------------------------84.2程序源代码-----------------------------------------------------85仿真结果和实物图----------------------------------------------195.1仿真结果-------------------------------------------------------------195.2实物图---------------------------------------------------------------196总结-----------------------------------------------------------------------------------------------20参考文献-------------------------------------------------------214/241/24摘要：单片计算机即单片微型计算机。由RAM,ROM,CPU构成，定时，计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。本设计主要设计了一个基于AT89C52单片机的电子时钟。并在1602上显示相应的时间。并通过一个控制键用来实现时间的调节和是否进入省电模式的转换。具有时钟和日历的功能，年限显示范围是2013-2099（可修改），且具有闰年自动修正功能关键字：单片机；子时钟；键盘控制；LCD1602。1单片机识的相关知识1.1单片机简介MCS-51是INTEL公司在成功推广的MCS-48单片机基础上加以改进而成的8位单片机。这种单片机大约是上世纪70年代末推出的，内部程序可重写的为8751，外扩程序的是8031，一次性生产，不可改变程序的是8051。外形一般为DIP40封装。不久又推出了增强型的8052，其资源更加丰富。以后又采用CHMOS技术推出了80c51,耗电大大降低。到了90年代，INTEL公司把精力放到更赚钱的计算机上，将51单片机技术转让给了一此其它公司，如ATMELPhilips等半导体制造公司，使51系列单片机的市场份额不断扩大。尽管十多年前就有人认为51单片机会很快淘汰，但事实证明51单片机经过不断的改进后，由于技术成熟，使用方便，至今在8位单片机市场仍然拥有庞大的用户。特别是MCS-51技术的20年专利期限到期后，大量的兼容型号不断推出。从上世纪90年代后期开始，美国ATMEL公司在掌握快速擦写的存储器后，推出了AT89C系列，此系列在中国获得了广泛的应用。在此之前，由于可擦写的8751价格昂贵，国内长时间采用8031+27C64这样的外扩存程序储器方式。51单片机最初只有DIP40这种很古老的封装，后来推出了CHMOS工艺的80C51后开始有了PLCC44这种相对较小的方形封装。AT89C系列中开始有20脚的DIP20的精简型封装，这极大方便了在一些相对简单的单片机应用，缩小了PCB的体积。20脚的有AT89C1051、AT89C1051、AT89C1051，对应程序存储器分别为1K、2K、4K。标准的51为4K程序空间，128字节的RAM，32条端口，5个中断，2个定时/计数器，12个时钟周期执行一条基本指令，最长的除法为48个周期。52为8K程序空间，256字节的RAM，32条端口，6个中断，3个定时/计数器。AT89S51是可在板上直接下载程序的改进型号，并增加了看门狗功能，AT89C51只能在编程器下写入程序，所以经常会有人在PCB上安装IC插座，以便取下来编程更新程序。AT的51系列后来也推出了单周期的51，但价格没什么优势，国内很少使用。最近几年宏晶在国内大量推广STC51系列单片机，最近又推出不少所谓1T的单2/24片机，价格较低STC采用串口直接下载程序，写入程序很方便。1.2单片机的特点1.单片机的存储器ROM和RAM时严格区分的。ROM称为程序存储器，只存放程序，固定常数，及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。2.采用面向控制的指令系统。为满足控制需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是单片机具有很强的位处理能力。3.单片机的I/O口通常时多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。4.单片机的外部扩展能力很强。在内部的各种功能部件不能满足应用的需求时，均可在外部进行扩展，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来了很大的方便。1.389C52单片机介绍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P1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/地址的第八位。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外部必须被拉高。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口作为第八位地址接收。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AT89C52的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（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。3/24ALE/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地位字节。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（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）。2电子时钟2.1电子时钟的基本特点现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用用液晶显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。4/242.2电子时钟的原理该电子时钟由89C52，1602液晶等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。而电路中有四个控制按键，一个是选择，一个进行加数，一个进行减数，还有一个保存。例如按下选择键，然后1602显示光标，此时可以用加或减来进行调节，在按下选择键，光标移到不同的单位上，同理进行调节，最后待日期时间调节好后，按下保存键，时钟开始计时。3控制系统的硬件设计3.1单片机型号的选择通过对51单片机的学习，认为STC89C52是最理想的电子时钟开发芯片。STC89C52，最终认为89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，器件采用高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-52指令集和输出引脚相兼容。还有一