单片机整点报时闹钟

单片机最小应用系统

设

计

报

告

指导老师：吴兆华

学生：曾雅琼

学号： 092011109

机电工程学院

2010年五月

目录

一设计题目 (3)

二设计目的 (3)

2.1 设计目的要求 (3)

2.2 系统设计意义 (3)

三系统硬件图 (3)

四程序流程图 (4)

五、系统说明与分析 (4)

5.1 系统主要组成部分 (5)

5.2 单片机最小系统部分 (5)

5.2.1 MCS-51系列单片机概述 (5)

5.2.2 MCS-51系列单片机的并行I/O口 (6)

5.2.3 MCS-51系列单片机的工作方式和时序 (7)

5.3 数码显示部分 (8)

5.3.1概述 (8)

5.3.2 LED数码管引脚结构 (8)

5.3.3 LED数码管显示原理 (9)

5.3.4 LED数码管的驱动方式 (10)

5.4电路板的制作 (11)

5.5 系统连线说明分析 (12)

六源程序 (13)

七总结 (19)

八参考文献 (20)

一设计题目

整点报时闹钟

二设计目的

该单片机最小应用系统设计目的及要求如下：

2.1 设计目的要求

1、通过本次实验，掌握单片机I/O口的使用，6位7段数码管动态显示数据的方法

以及蜂鸣器的用法；

2、通过对单片机的使用和编程，了解单片机的应用编程；

3、掌握单片机汇编语言设计和分析方法；

4、学会使用并熟练掌握电路绘制软件Protel99SE；

5、掌握电路图绘制及PCB图布线技巧。

2.2 系统设计意义

1、在系统掌握单片机相应基础知识的前提下，熟悉单片机最小应用系统的设计方法及系统设计的基本步骤。

2、完成所需单片机最小应用系统原理图设计绘制的基础上完成系统的电路图设计。

3、完成系统所需的硬件设计制作，在提高实际动手能力的基础上进一步巩固所学知识。

4、进行题目要求功能基础上的软件程序编程，会用相应软件进行程序调试和测试工作。

5、用AT89S51，DAC0823设计出题目所要求的电压输出，实现电压值动态显示，并针对实际设计过程中软、硬件设计方面出现的问题提出相应解决办法。

三系统硬件图

图1 电路原理图四程序流程图

图2 程序流程图

五 系统说明与分析

5.1 系统主要组成部分

模拟电压输出系统主要分为三个部分：单片机最小系统，蜂鸣器提示部分，数码管显示部分。

所用主要元件有：AT89S51，蜂鸣器，六位七段数码管。 5.2 单片机最小系统部分 5.2.1 MCS-51系列单片机概述

MCS-51系列单片机是一种高性能的8位机系列，广泛应用于各种小型控制系统中，其引脚图如图所示。本论文采用的AT89C51单片机是AMTEL 公司生产的MCS-51系列的兼容产品，与MCS-51指令系统兼容，系统结构相同，CMOS 工艺制造并带有非易失性Flash 程序存储器。全部支持12时钟和6时钟操作。AT89C51包含128字节RAM 、32条I/O 口线、3个16位定时/计数器、6输入4优先级嵌套中断结构、1个串行I/O 口（可用于多机通信I/O 扩展或全双工UART 以及片内振荡器和时钟电路）。

图3 MCS-51系列单片机

5.2.2DAC0832芯片介绍

DAC0832是一款常用的数摸转换器，它有两种连接模式，一种是电压输出模式，另外一种是电流输出模式，为了设计的方便，选用电压输出模式，如电路图所示，Iout1和Iout2之间接一参考电压，VREF输出可控制电压信号。它有三种工作方式：不带缓冲工作方式，单缓冲工作方式，双缓冲工作方式。该电路采用单缓冲模式，由电路图可知，由于/WR2=/XFER=0，DAC寄存处于直通状态。又由于ILE=1，故只要在选中该片（/CS=0）的地址时，写入（/WR=0）数字量，则该数字信号立即传送到输入寄存器，并直通至DAC 寄存器，经过短暂的建立时间，即可以获得相应的模拟电压，一旦写入操作结束，/WR1和/CS立即变为高电平，则写入的数据被输入寄存器锁存，直到再次写入刷新。

5.2.3MCS-51系列单片机的工作方式和时序

单片机应用系统中，除了基本计算机系统单元电路外．还需配备完整的外围电路、以完成复位、掉电保护、提供时钟、节电等功能。

（1）时钟电路：单片机内部有一个高增益的反相放大器，通过XTAL1和XTAL2引脚外接石英振于或陶瓷振子、微调电容组成振荡器如图13所示。该振荡器发出的脉冲直接送入内部时钟电路。振荡器若外接的是石英扳子，微调电容通常选择30pF；外接陶瓷娠子时选样47pF。振荡频率范围选择1.2—12M。MCS5-51系列单片机也可以采用外接时钟，这时XTAL 2脚用来输入外部时钟信号(XTAL2脚为内部时钟电路的输入端)，XTALl脚则接地如图13－b所示。对于CHM05工艺制造的80C51单片机，则应从XTALl脚输入外部时钟信号，XTAL 2脚悬空。

(a)外接石英晶体振荡电路（b）外接时钟电路

图4 两种单片机时钟电路

(a) 上电复位 (b) 按键电平复位

(c) RC放电过程 (d) 电平复位过程

图5 单片机常用复位电路

（2）复位电路：复位使单片机处于起始状态，并从此状态开始运行MCS5-51单片机RST引脚为复位端，该引脚连续保持2个机器周期(24个时钟振荡周期)以上的高电平。可使单片机复位。本论文使用的是外部复位电路，单片机在启动后要从复位状态开始运行，因此上电时要完成复位工作，称上电复位，如图14－a所示。上电瞬间电容两端的电压不能发生突变，只RST端为高电平＋5v，上电后电容通过及RC电路放电RST端电压逐渐下降，直至低电平0V，如图14－c所示。适当选择R、C的值，使RST端的高I 电平维持2个机器周期以上即可完成复位。单片机L在运行过程中，出于本身或外并干扰的原因会导致出错。这时可按复位键以重新开始远行，按键复位可分为按键电平复位或按健脉冲复位，如图14－b所示。按键脉冲复位和上电平复值的原理是一样的，都是利用RC电路的放电原理，如图14－d所示。让RST端能保持一段时间的高电平，以完成复位，按键电平复位时，按键时间也应保持在两个机器周期以上。

根据设计要求和计算简便的原则，我们选择12M的石英晶振、30PF的电容、+5V电