單片機(jī)電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書下載(很詳細(xì))

ID:373722 · 發(fā)表于 2018-7-18 10:16

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一、任務(wù)描述
設(shè)計(jì)一款使用 MCS51 單片機(jī)為核心的簡(jiǎn)易時(shí)鐘，其特征為：
1.  “計(jì)時(shí)器”由有單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，由軟件在中斷服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能;
2.  該時(shí)鐘具有 6 位 LED動(dòng)態(tài)顯示時(shí)、分、秒，每個(gè)數(shù)碼管依次被點(diǎn)亮，持續(xù)時(shí)間 4-5ms。實(shí)際上，每個(gè)數(shù)碼管每隔 24-30ms 被點(diǎn)亮 4-5ms。
3.  此時(shí)鐘設(shè)有 4 個(gè)鐘表調(diào)校按鈕，用于工作模式切換、參數(shù)(時(shí)、分、秒)設(shè)定切換，以及 12/24 小時(shí)顯示制式的設(shè)定。各個(gè)按鍵的定義如表 1 所示

二、電子時(shí)鐘硬件構(gòu)成單元概述
1、MCU的選擇分析
對(duì)于此設(shè)計(jì)任務(wù)，選擇 MCU考慮的因素，除了對(duì)產(chǎn)生“時(shí)基信號(hào)”定時(shí)器的需求之外，主要是按需要 MCU口線的個(gè)數(shù)。對(duì)少引腳的 MCU，當(dāng) IO口線不夠用時(shí)，可考慮使用串行輸出方式：如移位寄存器輸出方式(MCS51 串口方式 0、或是 SPI。串口傳輸數(shù)據(jù)是先發(fā)送低位)。
根據(jù)電子表的需求，沒必要使用標(biāo)準(zhǔn) 40Pin 的 MCS51 處理器。眾多 MCS51 處理器廠家均生產(chǎn) 20Pin 和28Pin的處理器，分別可以提供 15/23 個(gè) IO口線。建議在本設(shè)計(jì)中選用這兩種類型的處理器。以下推薦宏晶單片機(jī)的兩款產(chǎn)品:
STC12C2052 和 STC12C5620。這兩款 MCU 是標(biāo)準(zhǔn)的 51 內(nèi)核，內(nèi)部帶有 3 個(gè) 16 位定時(shí)器，以及硬件 SPI 控制器(做主、從均可)，便于做串行的 IO擴(kuò)展。

2、定時(shí)信號(hào)需求與定時(shí)器選用
電子表需要的定時(shí)信號(hào)有 4 個(gè)，如下:
z  時(shí)基信號(hào)：用做計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)；
z  顯示刷新定時(shí)信號(hào)：用于動(dòng)態(tài) LED顯示的輪回切換定時(shí)？；
z  鍵盤延時(shí)定時(shí)信號(hào)：用于鍵盤按下的防抖動(dòng)；
z  校表閃爍定時(shí)信號(hào)：用于校正模式下，時(shí)、分或秒顯示數(shù)字的閃爍。
  電子表對(duì)定時(shí)器的需求至少一個(gè)。上述 4 個(gè)定時(shí)信號(hào)完全可以在一個(gè)定時(shí)中斷程序中用軟件實(shí)現(xiàn)(中斷程序和主函數(shù)是通過全局變量來建立聯(lián)系的，中斷程序和硬件有關(guān))。但使用兩個(gè)定時(shí)器更好。建議使用 T0 產(chǎn)生實(shí)際信號(hào)。為提高實(shí)際信號(hào)的精度，T0 工作在最高優(yōu)先級(jí)的，而其他的定時(shí)器應(yīng)在低一級(jí)的優(yōu)先級(jí)上工作。時(shí)基信號(hào)的產(chǎn)生也需要定時(shí)器硬件與軟件的配合，因?yàn)?MCS51 定時(shí)器不能直接產(chǎn)生 1sec 為單位的時(shí)基信號(hào)。
3、6位 LED動(dòng)態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)
(1) LED數(shù)碼顯示器件原理（共陰極）

圖 9 的方案在位選上同圖 8，但字型碼采用了串行移位寄存器的接口。IC 74LS164 是一個(gè)“串入并出”移位寄存器芯片，并提供一定的推電流驅(qū)動(dòng)能力，以便為共陰極 LED 輸出電流。必須注意串行送數(shù)時(shí)，對(duì)與圖中所示連接關(guān)系，必須是字型碼數(shù)據(jù)的低位在前(其實(shí)串口傳送數(shù)據(jù)的特點(diǎn)就是先輸出低位后輸出高位)，逐位傳送。字型碼為正邏輯。 (5)字型碼串行且位選譯碼的共陰 LED動(dòng)態(tài)顯示單元電路之二(使用 74HC595)

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