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大工17春《单片机原理及应用》大作业及答案


网络教育学院 《单片机原理及应用》大作业 题 目:单片机电子时钟设计 学习中心: 层 专 年 学 次:专升本 业:电气工程及其自动化 级: 号: 学生姓名: 一、课题背景 1957 年,Ventura 发明了世界上第一个电子表, 从而奠定了电子时钟的基础, 电子时钟开始迅速发展起来。 现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具,采 用延时程序产生一定的时间中断,用于一秒的定义,通过计数方式进行满六十秒 分钟进一,满六十分小时进一,满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能, 是人们日常生活不可缺少的工具。 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 LED 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。 二、时钟的基本原理分析 利用单片机定时器完成计时功能, 定时器 0 计时中断程序每隔 0.01s 中断一 次并当作一个计数,设定定时 1 秒的中断计数初值为 100,每中断一次中断计数 初值减 1,当减到 0 时,则表示 1s 到了,秒变量加 1,同理再判断是否 1min 钟 到了,再判断是否 1h 到了。 为了将时间在 LED 数码管上显示,可采用静态显示法和动态显示法,由于静 态显示法需要译码器, 数据储存器等较多硬件, 可采用动态显示法实现 LED 显示, 通过对每位数码管的依次扫描, 使对应数码管亮, 同时向该数码管送对应的字码, 使其显示数字。由于数码管扫描周期很短,由于人眼的视觉暂留效应,使数码管 看起来总是亮的,从而实现了各种显示。 三、51 单片机介绍及时钟设计分析 针对要实现的功能,采用AT89S51单片机进行设计,AT89S51 单片机是一款 低功耗, 高性能CMOS8位单片机, 片内含4KB在线可编程 (ISP) 的可反复擦写1000 次的Flash只读程序存储器,器件采用高密度、非易失性存储技术制造,兼容标 准MCS- 51指令系统及80C51引脚结构。这样,既能做到经济合理又能实现预期的 功能。 在程序方面,采用分块设计的方法,这样既减小了编程难度、使程序易于理 解,又能便于添加各项功能。程序可分为闹钟的声音程序、时间显示程序、日期 显示程序,秒表显示程序,时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序,延时 程序等。运用这种方法,关键在于各模块的兼容和配合,若各模块不匹配会出现 意想不到的错误。 首先, 在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法, 以及内部寄存器、 存储单元的用法,否则,编程无从下手,电路也无法设计。这是前期准备工作。 第二部分是硬件部分:依据想要的功能分块设计设计,比如输入需要开关电路, 输出需要显示驱动电路和数码管电路等。第三部分是软件部分:先学习理解汇编 语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试,最终完成程序设 计。第四部分是软件画图部分:设计好电路后进行画图,包括电路图和仿真图的 绘制。第五部分是软件仿真部分:软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真, 仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。 第六部分是 硬件实现部分: 连接电路并导入程序检查电路,若与设计的完全一样一般能实现 想要的功能。最后进行功能扩展,在已经正确的设计基础上,添加额外的功能! 四、时钟的设计 A.电路设计 1. 整体设计 此次设计主要是应用单片

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