单片机系统的应用与开发.ppt

第9章 单片机系统的应用与开发
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：0～9 数字键，键 号为00H～09HC/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00： 00：00开始计时，此时可以设定当前时间。
方案一：串口扩展，LED静态显示。
第9章 单片机系统的应用与开发
如图9.1（a）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。 如图9.1（b）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。
15 20 pF +5 V 14
31
INT1 INT0 89C51
T T1 0
EA/V P
P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6
21 22 23 24 25
26 27
19 18
X1 X2
P2.7 28
2 0 pF
9 RESE
T
17 16
RWD
R
RXD TXD ALE/P PSEN
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，PA0～PA5分别对应位LED0～LED5，B口则 作为段选口，C口的低3位为键盘输入口，对应0～2行，A口同 时用作键盘
9.1.2 总体方案
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。
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LED1
LED2
…
串行口
8031 P 1口
移位寄存器
4×4 键 盘 (a)
移位寄存器 …
8031
8155 键盘显示
接口
LED显 示 4×4 键 盘
(b)
图9.1 显示方式框图 (a) 静态显示框图；(b) 动态显示框图
第9章 单片机系统的应用与开发
9.1.3 硬件设计
第9章 单片机系统的应用与开发
6 MHz ＋
+5 V
蜂鸣器
7 4 LS0 7
1
1 2 Baidu Nhomakorabea 4 5 6
7 8
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5
P1.6 P1.7
P0.0 39
P0.1 38
P0.2 37
P0.3 36
P0.4 35
P0.5 34
P0.6 P0.7
33 32
13 12
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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. 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。
9.1 课程设计——电脑钟的设计与制作
9.1.1 设计要求 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0～9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。
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8 9 10 7 11
CE RWD
P0B 8155 P1B
P2B
IOR/M ALE
P3B P4B P5B
P6B
30 31 32 33
34 35 36
LED0 LED1LED2 LED3 LED4LED5 +5 V
PC 00
1
2
3
PC
5.1 k ×3
6 TMROU T
3 TMRI
7 PC P0C P1C
10 11 30 29
PB0~PB 7
12 AD0 13 AD1 14 AD2 15 AD3 16 AD4 17 AD5 18 AD6 19 AD7
PA0 21
PA1 22
PA2 23
PA3 24
PA4 25
PA5 26
PA6 PA7
27 28
R200 ×8
dp g f e d c b a
PB 29
37 38 39
14 5 6 7
PC 28
9
C/ R
ALM
N
P2C 1
P3C 2
4 RESE
P4C 5
T
5
PA0 ~ PA5
+5 V
1 k
22 F
图9.2 电脑钟硬件原理图
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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。
第9章 单片机系统的应用与开发
第9章 单片机应用系统的设计与开发
9.1 课程设计——电脑钟的设计与制作
9.2 应用系统设计实例——单片温度控制系统
9.3 单片机应用系统开发的一般方法
9.4 单片机应用系统实用技术
9.5 抗干扰设计
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第9章 单片机系统的应用与开发
第9章 单片机应用系统的设计与开发
第9章 单片机系统的应用与开发
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9.2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 如果使用本书配备的实验板实现该电脑钟，需将8155地 址改变为