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一 課程設(shè)計(jì)的目的 單片計(jì)算機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)。（Single-Chip Microcomputer ）,是 集CPU ,RAM ,ROM ,定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。他體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動(dòng)化上。而51單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。這次課程設(shè)計(jì)通過對它的學(xué)習(xí)，應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟、硬的能力。 二、課程設(shè)計(jì)的具體要求： 該課程設(shè)計(jì)是利用MCS-51單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)／計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、以及行列鍵盤和LED顯示器等部件，設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)電子時(shí)鐘。設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘通過數(shù)碼管顯示，并能通過按鍵實(shí)現(xiàn)設(shè)置時(shí)間和暫停、啟動(dòng)控制等。用定時(shí)／計(jì)數(shù)器T0，工作于定時(shí)，采用方式1，對12MHZ的系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)，初值設(shè)為XXYY（自己計(jì)算）。形成定時(shí)時(shí)間為50ms。用片內(nèi)RAM的7BH單元對50ms計(jì)數(shù)，計(jì)20次產(chǎn)生秒計(jì)數(shù)器78H單元加1，秒計(jì)數(shù)器加到60則分計(jì)數(shù)器79H單元加1，分計(jì)數(shù)器加到60則時(shí)計(jì)數(shù)器7AH單元加1，時(shí)計(jì)數(shù)器加到24則時(shí)計(jì)數(shù)器清0。然后把秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器分成十位和個(gè)位放到8個(gè)數(shù)碼管的顯示緩沖區(qū)，通過數(shù)碼管顯示出來。顯示格式為小時(shí)十位、小時(shí)個(gè)位---分十位、分個(gè)位---秒十位、秒個(gè)位。在處理過程中加上了按鍵判斷程序，能對按鍵處理 三． MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)簡介 40個(gè)引腳按引腳功能大致可分為4個(gè)種類：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。 ⒈ 電源: ⑴ VCC - 芯片電源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； 注：用萬用表測試單片機(jī)引腳電壓一般為0v或者5v，這是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平。但有時(shí)候在單片機(jī)程序正在工作時(shí)候測試結(jié)果并不是這個(gè)值而是介于0v-5v之間，其實(shí)這是萬用表的響應(yīng)速度沒這么快而已，在某一個(gè)瞬間單片機(jī)引腳電壓仍保持在0v或者5v。 ⒉ 時(shí)鐘:XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 ⒊ 控制線:控制線共有4根， ⑴ ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖 ① ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址 ② PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 ⑵ PSEN:外ROM讀選通信號(hào)。 ⑶ RST/VPD:復(fù)位/備用電源。 ① RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。 ② VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。 ⑷ EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。 ① EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。 ② Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。 ⒋ I/O線 80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。 P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線） 四、MCS-51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)簡介
定時(shí)/計(jì)數(shù)器是單片機(jī)中重要的功能模塊之一，在檢測，控制和智能儀器等設(shè)備中經(jīng)常用它來定時(shí)。MCS-51系列中51子系列有2個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器：T0和T1；每個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器既可以對系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)定時(shí)，也可以對外部信號(hào)計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，通過編程設(shè)定來實(shí)現(xiàn)。T0有4種工作方式，T1有3種工作方式，T2有3種工作方式，可通過編程設(shè)定。每個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)事件到時(shí)產(chǎn)生溢出，使相應(yīng)的溢出位置位，溢出可通過查詢或中斷方式處理。 2.中斷系統(tǒng)簡介 MCS-51單片機(jī)提供5個(gè)硬件中斷源：2個(gè)外部中斷源INT0(P3.2)和INT1(P3.3)，2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1的溢出中斷TF0和TF1；1個(gè)串行口發(fā)送TI和接收RI中斷。 T0中斷服務(wù)程序流程圖如圖11.3。 五、鍵盤和LED數(shù)碼管顯示器簡介 本系統(tǒng)共用8個(gè)數(shù)碼管，從右到左依次顯示秒個(gè)位、秒十位、橫線、分個(gè)位、分十位、橫線、時(shí)個(gè)位和時(shí)十位。采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示。按鍵處理設(shè)置為：如沒有按鍵，則時(shí)鐘正常走時(shí)。當(dāng)按下K0按鍵時(shí)，進(jìn)入調(diào)分狀態(tài)，時(shí)鐘停止走動(dòng)；按K1可K2按鍵可進(jìn)行加1或減1操作；繼續(xù)按K0鍵可分別進(jìn)行分和小時(shí)的調(diào)整；最后按K0鍵將退出調(diào)整狀態(tài)，時(shí)鐘開始計(jì)時(shí)運(yùn)行。
六、基本原理 1．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T0 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0用于時(shí)間計(jì)時(shí)。選擇方式1，重復(fù)定時(shí)，定時(shí)時(shí)間設(shè)為50ms，定時(shí)時(shí)間到則中斷，在中斷服務(wù)程序中用一個(gè)計(jì)數(shù)器對50ms計(jì)數(shù)，計(jì)20次則對秒單元加1，秒單元加到60則對分單元加1，同時(shí)秒單元清0；分單元加到60則對時(shí)單元加1，同時(shí)分單元清0；時(shí)單元加到24則對時(shí)單元清0，標(biāo)志一天時(shí)間計(jì)滿。在對各單元計(jì)數(shù)的同時(shí)，把它們的值放到存儲(chǔ)單元的指定位置。。 七．硬件電路 file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps112D.tmp.png
八、軟件程序流程及代碼 1. T0中斷服務(wù)程序流程圖 file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps112E.tmp.png file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps112F.tmp.pngfile:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1140.tmp.png 3.程序代碼 ORG 0000H LJMP START ORG 000BH ；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷程序入口 LJMP INTT0 ；主程序 START：MOV R0，#70H MOV R7，#0CH INIT： MOV @R0，#00H INC R0 DJNZ R7，INIT MOV 72H，#10 MOV 75H，#10 MOV TMOD，#01H MOV TL0，#0B0H MOV TH0，#03CH SETB EA SETB ET0 SETB TR0 START1：LCALL SCAN LCALL KEYSCAN SJMP START1 ；延時(shí)1MS子程序 DL1MS：MOV R6，#14H DL1：MOV R7，#19H DL2：DJNZ R7，DL2 DJNZ R6，DL1 RET ；延時(shí)20MS子程序 DL20MS：ACALL SCAN ACALL SCAN ACALL SCAN RET ；數(shù)碼管顯示程序 SCAN： MOV A，78H ；時(shí)間存入顯示緩沖區(qū)相應(yīng)位置 MOV B，#0AH DIV AB MOV 71H，A MOV 70H，B MOV A，79H MOV B，#0AH DIV AB MOV 74H，A MOV 73H，B MOV A，7AH MOV B，#0AH DIV AB MOV 77H，A MOV 76H，B MOV R1，#70H ；循環(huán)掃描顯示 MOV R5，#80H MOV R3，#08H SCAN1：MOV A，R5 MOV P2，A MOV A，@R1 MOV DPTR，#TAB MOVC A，@A+DPTR MOV P0，A MOV A，R5 LCALL DL1MS INC R1 MOV A，R5 RR A MOV R5，A DJNZ R3，SCAN1 MOV P2，#00H MOV P0，#0FFH RET TAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H，0BFH ；“0~9”，“-”的共陽極字段碼
；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷服務(wù)程序 INTT0： PUSH ACC PUSH PSW CLR ET0 CLR TR0 MOV TL0，#0B0H MOV TH0，#03CH SETB TR0 INC 7BH MOV A，7BH CJNE A，#14H，OUTT0 MOV 7BH，#00 INC 78H MOV A，78H CJNE A，#3CH，OUTT0 MOV 78H，#00 INC 79H MOV A，79H CJNE A，#3CH，OUTT0 MOV 79H，#00 INC 7AH MOV A，7AH CJNE A，#18H，OUTT0 MOV 7AH，#00 OUTT0： SETB ET0 POP PSW POP ACC RETI ；按鍵處理程序 KEYSCAN：CLR EA JNB P1.0，KEYSCAN0 JNB P1.1，KEYSCAN1 JNB P1.2，KEYSCAN2 KEYOUT：SETB EA RET KEYSCAN0：LCALL DL20MS JB P1.0，KEYOUT WAIT0：JNB P1.0，WAIT0 INC 7CH MOV A，7CH CLR ET0 CLR TR0 CJNE A，#03H，KEYOUT MOV 7CH，#00 SETB ET0 SETB TR0 SJMP KEYOUT KEYSCAN1：LCALL DL20MS JB P1.1，KEYOUT WAIT1：JNB P1.1，WAIT1 MOV A，7CH CJNE A，#02H，KSCAN11 INC 79H MOV A，79H CJNE A，#3CH，KEYOUT MOV 79H，#00 SJMP KEYOUT KSCAN11：INC 7AH MOV A，7AH CJNE A，#18H，KEYOUT MOV 7AH，#00 SJMP KEYOUT KEYSCAN2：LCALL DL20MS JB P1.2，KEYOUT WAIT2：JNB P1.2，WAIT2 MOV A，7CH CJNE A，#02H，KSCAN21 DEC 79H MOV A，79H CJNE A，#0FFH，KEYOUT MOV 79H，#3BH SJMP KEYOUT KSCAN21：DEC 7AH MOV A，7AH CJNE A，#0FFH，KEYOUT MOV 7AH，#17H SJMP KEYOUT END 九．設(shè)計(jì)制作流程 1、在PROTEUS中設(shè)計(jì)硬件 PROTEUS軟件使用過程如下： 1）選擇元器件 2）放置元器件 3）連線 4）添加程序 5）運(yùn)行仿真 元器件清單如下： 單片機(jī)：80C52 按鍵：BUTTON 電阻：RES 電容：CAP 晶振：CRYSTAL LED數(shù)碼管：7SEG-MPX8-CA-BLUE（CA：共陽，CC：共陰） 地：GRAND 電源：POWER 2、在KEIL51中編寫程序，編譯、連接形成HEX文件。 3、在PROTEUS中把HEX文件加載到單片機(jī)芯片上。 4、運(yùn)行仿真看結(jié)果。
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