基于51單片機的實時時鐘設(shè)計(8255擴展io口)

1、目錄摘要1第一章51單片機簡介21.151系列單片機每部結(jié)構(gòu)21.251單片機的封裝及引腳2第二章實時時鐘的設(shè)計方案42.1單片機最先系統(tǒng)42.28255A模塊42.3數(shù)碼管顯示模塊52.4時間調(diào)節(jié)模塊62.5整點報時7第三章實時時鐘的程序設(shè)計83.1時間調(diào)節(jié)程序流程圖83.2主程序流程圖9第四章小結(jié)10參考文獻11附錄112附錄21318摘要單片計算機即單片微型計算機。由RAM ,ROM,CPU構(gòu)成，定時，計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動化上。而51系列單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。通過本子課程設(shè)計掌握單片機的基本原理，加

2、深對課堂知識的理解，從而達到學(xué)習(xí)、設(shè)計、開發(fā)單片機軟硬的能力。 本設(shè)計主要設(shè)計了一個基于AT89C52單片機的電子時鐘，由定時器定時并在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的時間，通過中斷和按鍵掃描實現(xiàn)對時間的停止、啟動和設(shè)置調(diào)整。應(yīng)用Proteus軟件實現(xiàn)了單片機電子時鐘系統(tǒng)的設(shè)計與仿真。該方法仿真效果真實、準確，節(jié)省了硬件資源。關(guān)鍵字：單片機；子時鐘；鍵盤控制。第一章 51單片機簡介單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機是了解計算機原理

3、與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等，比方說用來控制路口紅綠燈的亮滅 公交車報站 。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞“智能型”，如智能型洗衣機等。1.1 51系列單片機每部結(jié)構(gòu)51系列單片機中主要有8031、8051、8751三種機型，它們的指令系統(tǒng)和芯片引腳完全兼容，只是片內(nèi)程序存儲器（ROM）有所不同，其中8031片內(nèi)沒有ROM，8051片內(nèi)有4k的掩膜ROM，8751片內(nèi)有4k的紫外線可擦除ROM。其主要資源有：8位CPU、片內(nèi)帶震蕩器及時鐘電路、128B片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器、4

4、K片內(nèi)程序存儲器（8031無）、21B特殊功能寄存器、4個8位的IO口、一個全雙工串行接口、兩個16位定時器、中斷系統(tǒng)有5個中斷源、111條指令。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。圖1.1 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.2 51單片機的封裝及引腳 在封裝上，51單片機有常用的三種封裝：PQFP-44、DIP-40和PLCC-44。我們學(xué)習(xí)中最常見的封裝為DIP-40型的封裝，其封裝圖如圖1.2所示。該封裝的單片機共有40個引腳，其中可分為端口線電源線和控制線三類。端口線有32條，為4個并行的8為IO端口，由于地址或數(shù)據(jù)的傳送，其中P0口為開漏輸出，在作為通用IO使用時需要加上上拉電阻。在外部擴展時分時提供系統(tǒng)的數(shù)

5、據(jù)總線和地址總線；P2口可作為通用IO接口和外部擴展時的地址總線；P1口只作為通用IO口使用；P3口作為通用IO口外，還附有第二功能，如表1.1所示。表1.1P3口的位第二功能P3.0RXD（串行口輸入）P3.1TXD（串行口輸出）P3.2INT0（外部中斷0輸入）P3.3INT1（外部中斷1輸入）P3.4T0（定時器/計數(shù)器0的外部輸入）P3.5T1（定時器/計數(shù)器1的外部輸入）P3.6WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫允許）P3.7RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀允許）電源線有兩根：VCC為+5V電源線，GND為接地?？刂凭€有6根，其中EA為片外存儲器訪問選擇線；PSEN為片外ROM選通線；RST為復(fù)位線；XT

6、AL1和XTAL2為片內(nèi)震蕩電路輸入線；ALE為地址鎖存允許線。圖1.2 單片機引腳圖第二章 實時時鐘的設(shè)計方案本課設(shè)制作的實時時鐘由單片機外擴一片8255A芯片，用8255A的PA口和PB口控制6位8段共陽數(shù)碼管顯示時鐘，并由定時器控制時鐘精準的計時，中斷和按鍵掃描共同完成對時間的初始化、啟停和調(diào)整。整體完成實時時鐘的設(shè)計，精準的計時。整體仿真原理圖見附錄1。2.1 單片機最先系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)就是能使單片機工作的最少的器件構(gòu)成的系統(tǒng)。對于本課設(shè)所使用的AT89C52來講，其最小系統(tǒng)為AT89C52單片機芯片、時鐘電路和復(fù)位電路，器仿真原理圖如圖2.1所示。圖2.1單片機最小系統(tǒng)2.2 82

7、55A模塊8255A是一種可編程的I/O接口芯片，可以與MCS-51系統(tǒng)單片機以及外設(shè)直接相連，廣泛用作外部并行I/O擴展接口。8255A內(nèi)部由PA、PB、PC三個8位可編程雙向I/O口，A組控制器和B組控制器，數(shù)據(jù)緩沖器及讀寫控制邏輯四部分電路組成。數(shù)據(jù)總線（8條）：D0D7，用于傳送CPU和8255A間的數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)字。  控制總線（6條）：RESET：復(fù)位線，高電平有效。/CS：片選線，低電平有效。  /RD、/WR：/RD為讀命令線，/WR為寫命令線，皆為低電平有效。A0、A1：地址輸入線：用于選中PA、PB、PC口和控制寄存器中哪一個工作。

8、本次課設(shè)中8255A的設(shè)計如圖2.2。圖2.2 8255A連接圖其中DOD7連接在單片機的外擴數(shù)據(jù)總線P0口上，WR和RD分別接在單片機的WR和RD口，RESET接在單片機RST上，CS、A1和A0分別接在P2.7、P2.6和P2.5上，從而8255A的A口地址可為0000H,B口地址可為2000H,C口地址可為4000H控制口地址可為6000H。2.3 數(shù)碼管顯示模塊本課設(shè)采用8段共陽數(shù)碼管，其中abcdefg七段構(gòu)成日字形dp段位小數(shù)點位，當(dāng)陽極那端為高電平時相應(yīng)的段為低電平則該段點亮，從而顯示不同的數(shù)字和符號。本次利用8255A控制數(shù)碼管，其連接圖如圖2.3所示。圖2.3 數(shù)碼管顯示原理

9、圖2.4 時間調(diào)節(jié)模塊時間調(diào)節(jié)時利用中斷和按鍵掃描來實現(xiàn)的，其連接圖如圖2.4所示。圖2.4 按鍵連接圖其中，定時器啟停有外部中斷0控制，設(shè)置時分秒由外部中斷1控制，而調(diào)時間時的加減是由按鍵連接P1.0和P1.1口。2.5 整點報時利用蜂鳴器實現(xiàn)整點報時，仿真原理圖如圖2.5所示。圖2.5 蜂鳴器控制第三章 實時時鐘的程序設(shè)計程序設(shè)計中主要包括初始化，定時器0的控制，中斷和按鍵掃描，蜂鳴器控制等。程序清單見附錄2。3.1 時間調(diào)節(jié)程序流程圖時間調(diào)節(jié)程序流程圖如圖3.1所示。圖3.1 時間調(diào)節(jié)程序流程圖3.2 主程序流程圖主程序流程圖如圖3.2所示。圖3.2主程序流程圖第四章 小結(jié)本次我和本組另

10、外一名同學(xué)完成了這次單片機課程設(shè)計課題中的實時時鐘設(shè)計，通過這次的設(shè)計使我認識到本人對單片機方面的知識知道的太少了，對于書本上的很多知識還不能靈活運用，尤其是對程序設(shè)計語句的理解和運用，不能夠充分理解每個語句的具體含義，導(dǎo)致編程的程序過于復(fù)雜，使得需要的存儲空間增大。損耗了過多的內(nèi)存資源。本次的設(shè)計使我從中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所學(xué)到的知識運用到我以后的工作中去。在大學(xué)的課堂的學(xué)習(xí)只是在給我們灌輸專業(yè)知識，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實的生活中去，此次的實時時鐘設(shè)計給我奠定了一個實踐基礎(chǔ)，我會在以后的學(xué)習(xí)、生活中磨練自己，使自己適應(yīng)于以后的競爭，同時在查找

11、資料的過程中我也學(xué)到了許多新的知識，在和同學(xué)協(xié)作過程中增進同學(xué)間的友誼，使我對團隊精神的積極性和重要性有了更加充分的理解。最后，感謝老師一個學(xué)期來對我們的教育，正是由于老師的精彩的課程和對我們嚴格的要求，使得我的課程設(shè)計能夠順利的完成，同時在課程設(shè)計過程中，我們鞏固和學(xué)習(xí)了我們的單片機知識。相信這對我以后的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計乃至今后的工作將會有很大的幫助！參考文獻（1） 張齊.單片機原理與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 電子工業(yè)出版社（2） 周潤景.PROTUES入門實用教程 機械工業(yè)出版社（3） 任向民.微機接口技術(shù)實用教程 清華大學(xué)出版社（4） 附錄1附錄2#include<reg52.h>#

12、include<absacc.h>#define PA XBYTE0x0000#define PB XBYTE0x2000#define PC XBYTE0x4000#define CMD XBYTE0x6000sbit up=P10;sbit down=P11;sbit FMQ=P13;bit flag_TR=0;unsigned char flag_SET=0,shi=0,fen=0,miao=0,temp=0,i;unsigned char shu10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void init()I

13、E=0x87;TMOD=0x01;TH0=0x4c;TL0=0X00;TCON=0x05;CMD=0x80;void delay(unsigned int m)unsigned char count;while(m!=0)for(count=0;count<239;count+)m-;void display(unsigned char shi,unsigned char fen,unsigned char miao)unsigned char shi0,shi1,fen0,fen1,miao0,miao1;shi0=shi/10; shi1=shi%10;fen0=fen/10; fe

14、n1=fen%10;miao0=miao/10; miao1=miao%10;PA=0x80;PB=shushi0;delay(5);PA=0x40;if(flag_SET=3&&!flag_TR)PB=shushi1&0x7f;elsePB=shushi1;delay(5);PA=0x20;PB=shufen0;delay(5);PA=0x10;if(flag_SET=2&&!flag_TR)PB=shufen1&0x7f;elsePB=shufen1;delay(5);PA=0x08;PB=shumiao0;delay(5);PA=0x04;

15、if(flag_SET=1&&!flag_TR)PB=shumiao1&0x7f;elsePB=shumiao1;delay(5);void main()init();while(1) display(shi,fen,miao);if(flag_SET)TR0=0;if(flag_SET=1&&up=0)while(up=0);miao+;if(miao=60)miao=0;if(flag_SET=1&&down=0)while(down=0);miao-;if(miao>60)miao=59;if(flag_SET=2&&

16、amp;up=0)while(up=0);fen+;if(fen=60)fen=0;if(flag_SET=2&&down=0)while(down=0);fen-;if(fen>60)fen=59;if(flag_SET=3&&up=0)while(up=0);shi+;if(shi=24)shi=0;if(flag_SET=3&&down=0)while(down=0);shi-;if(shi>24)shi=23; if(flag_TR=1)TR0=1;elseTR0=0;if(flag_TR=1&&fen=0&&miao=0)for(i=0;i<shi;i+)display(shi,fen,miao);FMQ=0;delay(300);FMQ=1;delay(300);while(miao=0);void timer0() interrup