基于51单片机的精确时钟设计

单片机课程设计目录

目录

第一章绪论 (3)

1.1概述 (3)

1.2设计目的 (3)

1.3设计任务和内容 (3)

第二章总体设计及核心器件简介 (4)

2.1总体设计 (4)

2.2MCS-51之80C51 (4)

第三章单元电路模块设计 (7)

3.1按键电路 (7)

3.2时钟电路 (8)

3.3LED数码管显示电路 (9)

3.4复位电路 (11)

3.5 总体功能介绍 (13)

第四章软件编程设计 (14)

第五章设计体会及总结 (24)

参考文献 (25)

第一章绪论

1.1概述

单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，是微型计算机的一个重要分支。单片机是20世纪七十年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU、RAM、ROM、I/O接口和终端系统与同一硅片的器件。20世纪八十年代以来单片机发展迅速各类新产品不断涌现出现许多新产品，出现了许多高性能新型机种现已成为工业控制和各控制领域的支柱产业之一。由于单片机功能功能强、体积小、可靠性好、价格便宜等独特优点因而受到人们的高度重视并取到了一系列的科研成果，成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，并具有广阔的发展前景。

本设计运用所学的单片机知识，设计了精确时钟，具有低功耗，保密性好，走时精确等优良特点，具有广阔的市场前景

1.2设计目的

加强对单片机和C51语言的认识，充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。

（1）用单片机模拟实现具体应用使个人设计系统能够真正使用。

（2）把理论知识与实践知识相结合，充分发挥个人能力，并在实践中得到锻炼。（3）提高利用已学的知识分析和解决问题的能力。

（4）提高动手实践能力。

1.3设计任务及内容

1.3.1设计任务

分组按照选定题目的设计任务，设计各种单片机应用系统，设计工作量至少要包含：

1. 用MCS-51单片机，12MHz时钟，常规的上电和手动复位电路；

2. 3个以上的按键；

3. LED或/和数码管或/和LCD显示及其接口；

4. 至少2路输入信号，可以是模拟量或数字量。

1.3.2 设计内容

（1）填写设计任务书

（2）进行总体设计，画出原理图

（3）用proteus软件画出PCB板

（4）用Keil软件编写程序

（5）在proteus里模拟并调试程序达到期望功能

第二章总体设计及核心器件简介

2.1 总体设计

整个设计以MCS-51单片机为核心，由LED数码管显示，控制开关，复位电路等组成。

模块电路如图

2.2 80C51简介

2.2.1 80C51单片机简介

80C51是MCS-51系列单片机中的一个子系列，是一族高性能兼容型单片机。其内部资源分配和性能如下；8位CPU；寻址能力2X64K；4KB的内部ROM和128B内部RAM；四个8位I/O接口电路；一个串行全双工异步接口；五个中断源和两个中断优先权；采用CMOS工艺电流小，低功耗。

2.2.280C51各管脚主要功能简介

下图为80C51PCB图：

图2.1

（1）Vss(20脚):接地

（2）VCC（40脚）: 主电源+5V

（3）XTAL1（19脚）:接外部晶体的一端。在片内它是振荡电路反相放大器的输入端。在采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该端引脚必须接地；对于CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。

XTAL2（18脚）:接外部晶体的另一端。在片内它是一个振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率。若需采用外部时钟电路，对于HMOS单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS单片机，此引脚应悬浮。

（4）RST（9脚）: 单片机刚接上电源时，其内部各寄存器处于随机状态，在该脚输入24个时钟周期宽度以上的高电平将使单片机复位（RESET）

（5）PSEN（29脚）: 在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。CPU在向片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。不过，在访问片外数据存储器时，这两次有效PSEN信号不出现。PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。我们根据PSEN、ALE和XTAL2输出端是否有信号输出，可以判别80C51是否在工作。

（6）ALE/PROG（30脚）:在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。CPU在向片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。不过，在访问片外数据存储器时，这两次有效PSEN信号不出现。PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。我们根据PSEN、ALE和XTAL2输出端是否有信号输出，可以判别80C51是否在工作。

（7）EA/VPP（31脚）:当EA端输入高电平时，CPU从片内程序存储器地址0000单元开始执行程序。当地址超出4KB时，将自动执行片外程序存储器的程序。当EA输入低电平时，CPU仅访问片外程序存储器。在对87C51EPROM编程时，此引脚用于施加编程电压VPP。

（8）输入/输出引脚：1）P0.0—P0.7 (39脚—32脚)

2）P1.0—P1.7 （01脚—08脚）

3）P2.0—P2.7 （26脚—21脚）

4）P3.0—P3.7 （10脚—17脚）

第三章单元电路模块设计

3.1 按键电路的选择与设计

连接形式如下：

图3.1按键电路

本设计中有四个按键，分别实现启动、调时和复位功能。这四个键可以采用中断或是查询的方法来识别。对于开始键，主要功能在于开始走时和实时显示，对复位键采用查询的方式，而对于开始键采用外部中断，调时键采用外部中断和定时中断。按键电路与调时电路中由于均采用了外部中断，所以需要用到P3口的第二功能。P3口引脚的第二功能如下表