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鄂州大学2004级毕业设计论文 1 电脑钟的设计与制作 【摘 要】该文介绍了89C518155等芯片.掌握实时时钟功能同时学会如何设计和布置各个芯片使实时时钟系统更加优化并掌握应用各个芯片的使能端对芯片的工作进行控制以实现自动记时的功能。
【关键词】89C51芯片8155芯片。
89C51用户系统 CPU为Atmel公司生产的89C51/89C52/89C55等。
出厂所配晶振频率 为11.0592MH每个机器周期为1.085us用户更换晶振以提高速度。
存贮器为64K前4K/8K20K在CPU内部其它程序在EPR0M27512中。
数据存贮器为32K62256地址为8000—FFFFH。
Ⅰ/O扩展8155片内RAM地址∶200O-20FFH 8155命令口地址为∶2100H A口地址∶21O1H B口地址2102H C口地址:2103H T低八位∶2104H T高八位∶2105H A/D采用精高度速度快25us的AD574并在其转换前对信号作了采样保持处理。
AD574启动地址为:4000H 高八位地址为∶4002H 低四位地址为4003H 多路模拟开关的使用∶ IN0∶P10F8H IN4∶P10FCH IN1∶P10F9H IN5:P1OFDH IN2∶P10FAH IN5:P10FEH IN3∶P10FBH IN7:P10FFH P1.0按CD4051的C⑼P1.1按CD4051的B脚10、 P1.2按CD4051的A脚11。
D/A采用0832输出地址为∶6000H-6FFFH 键盘显示CZ2采用8279地址为:7FFEH-7FFFH 日历时钟芯片DS12887命令寄存器为5000H-500DH 不掉电数据存贮器为∶500EH-507FH 控制板∶160x1O9mm 供电∶5V300mA 12V100mA -12V100mA AT89C51是一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器鄂州大学2004级毕业设计论文 2 FPEROM-Flash Programmable and Eraseable Read Only Memory的8位CMOS微控制器使用高密度、非易失存储技术制造并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。
主要性能 与MCS-51 微控制器产品系列兼容。
片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器 存储数据保存时间为10年 宽工作电压范围Vcc可为2.7V到6V 全静态工作可从0Hz至16MHz 程序存储器具有3级加密保护 1288位内部RAM 32条可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 中断结构具有5个中断源和2个优先级 可编程全双工串行通道 空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容 1概 论 1.1 设计的要求 设计并制作出具有如下功能的电脑钟 1 自动计时由6位LED显示器显示时、分、秒。
2 具备校准功能可以直接由09数字键设置当前时间。
3 具备定时起闹功能。
4 一天时差不超过1秒钟。
1.2 设计的目的 ①学习一定的元器件使用技术学会使用元器件的类型.型号.规格并能根设计的具体要求选择元件.元件器是组成电子的基本单元通过寻找把不同的元件器接在一起就组成了电子电路在本设计中对计数器译码驱动等电气性的了解和正确使用器件机械特性的了解和正确操作器件管脚的正确识别与使用等从而进一步了解对6位显示器具体的设计. ②得到一定的基本技能训练如焊接.组装等基本技能.实现一个电子电路必须对电路中各种不同的元器件实现正确的电路连接电路连接技术虽然不像元器件的鄂州大学2004级毕业设计论文 3 使用技术那样复杂但对于不同的电子元器件应当采用什么连接方法什么样的连接是正确的判断连接正确与否也不是一件容易的事需要在设计中不断的识别实践只有经过反复地操作练习才能掌握正确的电路连接的技术. ③学到了一些调试方法在进行对6位显示计数系统调试的时需要使用各种不同的仪器设备对电路进行测量以使方便确定电路的状态判断电路是否按设计要求工作并达到了设计指标为保证测量对电路没有影响在设计中还必须对测量系统进行设计以决定采用什么样的测量系统和如何进行测量. 2 总体方案 2.1 计时方案 方案一采用实时时钟芯片。
针对计算机系统对实时时钟功能的普遍需求各大芯片生产厂家陆续推出了一系列的实时时钟集成电路如DS1287、DS12887等。
这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能计时数据的更新每秒自动进行一次不需程序干预。
计算机间程序简单。
此外实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源具备永不停止的计时功能具有可编程方波输出功能可用做实时测控系统的采样信号等有的实时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。
方案二软件控制。
利用MCS-51内部的定时/计数器进行中断定时配合软件延时实现时、分、秒的计时。
该方案节省硬件成本且能够使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高因此本系统将采用软件方法实现计时。
2.2 键盘/显示方案 对于实时时钟而言显示显然是另一个重要的环节。
如前所述通常有两种显示方式动态显示和静态显示。
方案一串口扩展LED静态显示。
如图1a所示该方案占用口资源少采用串口传输实现静态显示显示亮度有保证但硬件开销大电路复杂信息刷新速度慢比较适用于并行口资源较少的场合。
方案二8155扩展LED动态显示。
鄂州大学2004级毕业设计论文 4 如图1b所示该方案硬件连接简单但动态扫描的显示方式需占用CPU较多的时间在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。
3 硬件设计 3.1电路原理图 电脑钟电路的核心是89C51单片机其内部带有4KB的FLASH ROM无须外扩程序存储器电脑时钟没有大量的运算和暂存数据现有的128B片内RAM已能满足要求也不必外扩片外RAM。
系统配备6位LED显示和4×3键盘采用8155作为键盘/显示接口电路。
利用8155的A口作为6位LED显示的位选口其中PA0PA5分别对应位LED0LED5B口则作为段选口C口的低3位为键盘输入口对应02行A口同时用作键盘的列扫描口。
由于采用共阴极数码管因此A口输出低电平选中相应的位而B口输出高电平点亮相应的段。
P1.0接蜂鸣器低电平驱动蜂鸣器鸣叫启闹。
由图可见8155的地址分配如下 控制寄存器8000H定义为PORT A口8001H定义为PORTA B口8002H定义为PORTB C口8003H定义为PORTC 如果使用本论文配备的实验板实现该电脑钟需将8155地址改变为 移位寄存器LED1LED24×4键盘8031串行口P1口……移位寄存器80318155键盘显示接口LED显示4×4键盘abAD0PA0AD1PA1AD2PA2AD3PA3AD4PA4AD5PA5AD6PA6AD7PA7PB0CEPB1RDPB2WRPB3IO/MPB4ALEPB5PB6PB7TMROUT6PC0PC1TMRIN3PC2PC3PC4RESET4PC58155EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T11512345678PSENALE/PTXDRXD89C51dpgfed cbaLED0LED1LED2LED3LED4LED50123456789C/RALMPA0PA5PC0PC1PC2PB0PB75 V5 V蜂鸣器5 V5 V74LS0739383736353433322122232425262728293011101213141516171819891071121222324252627282930313233343536373839125P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.720 pF20 pF6 MHz1 k5.1 k×3R200 ×822 F1鄂州大学2004级毕业设计论文 5 控制寄存器4400H A口4401H B口4402H C口4403H 并通过引出的P1口外接一个蜂鸣器电路或是用P1口上的发光二极管模拟闹钟功能。
需要指出的是实验板使用的是8031芯片使用外扩程序存储器EPROM2764因此其脚必须接地。
3.2 系统工作流程 本电脑钟具备以下功能 1 时钟显示6位LED从左到右依次显示时、分、秒采用24小时计时。
2 键盘功能采用4×3键盘包括09 数字键键号为00H09HC/R键 时间设定/启动计时键键号为0AH ALM键 闹钟设置/启闹/停闹键键号为0BH 1 时间显示上电后系统自动进入时钟显示从000000开始计时此时可以设定当前时间。
2 时间调整按下C/R键系统
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