彭浩课程设计任务书

.单片机原理与应用课程设计任务书 LED数字显示电子时钟姓 名： 彭 浩 专 业： 电子信息工程 班 级： 09级01班 学 号： 200901002713 日 期： 2011 年 12 月 24 日一、设计题目：LED数字显示电子时钟二、设计目的 1、巩固和加深对单片机原理知识的理解和运用。 2、进一步提高学生综合运用所学知识的能力。 3、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。三、设计要求 1、方案论证，确定总体电路原理图。 2、元器件选择，设计PCB图（或用万能电路实验板搭线）。3、绘制程序流程图，编写汇编语言源程序（或C语言源程序）。4、安装调试，实现数字时钟的基本功能，即能正确显示时、分、秒；可调整时间；秒闪功能。 四、可提供的主要电子元器件 1、AT89S51/52；7407； （均为DIP封装）2、LED（双位共阴）；按键；电阻排；发光二极管；3、石英晶振6M；30pF；0.1uF；10uF电容；电阻若干。五、实践步骤1、收集相关资料，完成电路原理图和应用程序流程图。2、编写汇编语言（或C语言）源程序。3、根据所设计的原理图，完成电路板的制作安装（可用万能板）。4、硬件软件综合调试，并完善其设计功能。六、实践标准完成电路制作安装，完成程序设计并调试通过，实现其设计要求和功能，装配工艺美观，电路运行稳定、可靠。七、设计报告总结1、写出设计方案（包括方案对比，方案确定），给出完整的电路原理图和设计程序流程图。 2、对所设计方案的实现进行全面分析。3、编程调试方法和程序清单。4、安装调试过程，出现的各种现象，总结经验和体会。*5、进一步完善的设想。目 录第一章设计任务分析1第二章系统设计12.1总体设计12.1.1系统说明12.1.2系统框图12.2模块设计22.2.1电源部分22.2.2复位电路22.2.3程序下载接口32.2.4位选部分32.2.5数码管的连接电路62.2.6控制部分6第三章原理图8第四章软件设计94.1程序流程图94.2源程序11第五章总结185.1设计总结19参考文献（References）：20第一章主要目的是为了让大家了解一下数字电子时钟的应用及要求，还有熟炼掌握哪些器件的作用。第二章系统设计2.1总体设计2.1.1系统说明利用单片机（AT89S51）制作简易电子时钟，由六个LED数码管分别显示小时十位、小时个位、分钟十位、分钟个位、秒钟十位、秒钟个位。6个PNP管（9012）分别控制六个数码管的亮灭，一个按键用于时间调整。2.1.2系统框图图2-12.2模块设计2.2.1电源部分 图2-2如图2-2所示，从外部引入4.5V的直流电，为单片机、复位电路提供电源。2.2.2复位电路图2-32.2.3位选部分图2-4图2-4为位选电路，三极管的集电极接数码管的公共端，当P2口对应的引脚输出高电平时三极管导通，对应的数码管显示数据。这样，在同一时刻，6位LED中只有选通的那1位显示出字符，而其他5位则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态，而其他个位的位选线处于关闭状态，在段码线上输出将要显示字符的段码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字符，而其他各位则是熄灭的。如此循环下去，就可以使各位显示出将要显示的字符。虽然这些字符是在不同时刻出现的，而在同一时刻，只有一位显示，其他各位熄灭，但由于LED的余辉和人眼的视觉暂留作用，只要每位显示间隔足够短，则可以造成多位同时亮的假象，达到同时显示的效果。2.2.5数码管的连接电路图2-6图2-6为数码管的引脚图，每位的段码线（a,b,c,d,e,f,g,dp）分别与1个8位的锁存器输出相连，由AT89S51控制组合09十个数据，如令其显示1则b,c引脚（即2，3引脚）送高电平，此时数码管显示1。由于各位的段码线并联，8位I/O口输出段码对各个显示位来说都一样。AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4K bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。AT89S51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32I/O口线，看门狗（WDT），两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。如图2-7所示，AT89S51有40引脚，双列直插（DIP）封装，所用引脚功能如下：1. VCC 运行时加4.5V2. GND 接地3. XTAL1 振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端4. XTAL2 振荡器反相放大器的输出端5. RST 复位输入，高电平有效，在晶振工作时，在RST引脚上作用2个机器周期以上的高电平，将使单片机复位。WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFT AUXR的DISRTO位（地址8EH）可打开或关闭该功能。DISRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态。6. EA/VPP 片外程序存储器访问允许信号。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地），如果EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。7. P1口,P2口P1，P2是一组带内部上拉电阻的8位双向I/O口。运行时通过P1口控制驱动电路的工作，将数据送到数码管，显示相应的段码，为了达到减少功耗或满足端口对最大电流的限制，应加上一限流电阻。P2.0P2.5口控制数码管的位选，使六个数码管轮流显示数据，等于1时位选三极管导通，等于0 时位选三极管截止。8. 无自锁开关（S2P3.7）开关接相应引脚P3.7，当开关按下时，相应引脚为低电平0，断开时引脚为高电平1。第三章 原理图 第四章软件设计4.1程序流程图4.2源程序表4-1 P1口对应段码及数值：显示数字P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.016进制代码dpgfedcba0001111113FH10000011006H2010110115BH3010011114FH40110011066H5011011016DH6011111017DH70000011107H8011111117FH9011011116FH; 5设计总结本设计能够很准确的走时，并能够通过硬件对时钟进行时间调整。u 功能介绍：1. 显示XX：XX：XX时间2. 时间可调：调整键（S2）按下时间小于1秒（t0.5s）分钟位闪亮，此时按下S2键（t0.5s）时钟位闪亮，此时按下S2键（t0.5s），返回到正常显示状态。3. 下载线和电源线插接说明：1.下载线插接说明：两排十针下载口，板图上都有一个小方框，为1号引角；下载线的凸口为正方向，凸口的右侧边的第一个插孔为1号引角，这一点一定要切记，不然的话程序下载不进去。2.电源线插接说明：电池盒的红线为正，黑线为负。板子所留出来的电源插口用VCC（表示电源正）和GND（表示电源负）标明。u 调试要点：首先确保各器件的完好性，其次检测各芯片的电源线和地线是否接触良好，然后焊接器件，接好电源用万用表检测各电源端、地端的状态是否正常。检查无误后插上AT89S51并烧写一简易的程序，观察电路是否能协同工作。最后烧写工作程序，根据显示现象调试程序直至成功。上电运行时，数码管开始显示00：00：00，时钟开始走时。u 制作心得：在这次课程设计的调试过程中，我遇到很多问题，如：由于跳转指令出错，导致整个程序在运行时进入死循环，修改时没有根据流程盲目查找原因浪费许多时间，又由于考虑不周，时钟显示29：89。该电路缺少整点报时及闹钟功能，由于能力和时间问题只能到此为止，很是遗憾，但在查找资料的过程中学到了许多，同时在协作过程中增进同学间的友谊。参考文献（References）：1 于海生微型计算机控制技术M 清华大学出版社1999-62 孙涵芳MCS-51系列单片机原理及应用M 北京航空航天大学出版社1996-43 黄正谨综合电子设计与实践M 东南大学出版社2002-34 杨欣等电子设计从零开始M 清华大学出版社2005-105 谢嘉奎电子线路M 高等教育出版社2003-26 夏路易，石宗义电路原理图与电路设计教程Protel 99SEM 北京希望电子出版社20027 王毓银数字电路逻辑设计M 高等教育出版社2004-28 邱关源电路M 高等教育出版社.DOC资料.