浙江XX學(xué)院電子信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告PAGEPAGE12第12頁(yè)共13頁(yè)《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：簡(jiǎn)易數(shù)字鐘設(shè)計(jì)學(xué)年：2011～2012學(xué)期：一專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：094學(xué)號(hào)：000000000姓名：XXXXX指導(dǎo)教師：時(shí)間：浙江XXX學(xué)院電子信息學(xué)院目錄1設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 22設(shè)計(jì)要求 23設(shè)計(jì)方案和系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 23.1電源模塊 33.2復(fù)位模塊 33.3時(shí)鐘模塊 33.48155擴(kuò)展模塊 43.5LCD顯示模塊 53.6鍵盤模塊 64設(shè)計(jì)內(nèi)容（包括硬件和軟件） 75測(cè)試結(jié)果 76設(shè)計(jì)總結(jié) 7附錄 7源程序 7總原理圖 7操作說(shuō)明 71設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)針對(duì)數(shù)字時(shí)鐘的顯示、計(jì)時(shí)、工作方式以及原理和設(shè)計(jì)方法等問題，通過(guò)應(yīng)用以STC89C58單片機(jī)為核心芯片，以LCD1602液晶顯示屏為顯示器件，以及應(yīng)用8155拓展輔助芯片等模塊作為硬件基礎(chǔ)，KEIL為編程軟件進(jìn)行程序編寫，STC_ISP為程序燒寫軟件對(duì)單片機(jī)進(jìn)行燒寫的方法，展開對(duì)數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，獲得了我們這個(gè)單片內(nèi)部定時(shí)/計(jì)時(shí)器為計(jì)時(shí)方式以及應(yīng)用外部時(shí)鐘芯片PCF8563為技術(shù)方式的數(shù)字時(shí)鐘。2設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)要主要應(yīng)用KEIL、STC_ISP為開發(fā)設(shè)計(jì)軟件，以C語(yǔ)言為編程語(yǔ)言進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，開發(fā)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘，設(shè)計(jì)的任務(wù)要求如下：具有秒、分、時(shí)、年、月、日、星期的計(jì)時(shí)及LCD顯示功能；具有外部調(diào)事功能。3設(shè)計(jì)方案和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)采用的是分模塊的設(shè)計(jì)方法，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行分步設(shè)計(jì)，然后將各個(gè)模塊進(jìn)行匯總，將各個(gè)模塊拼接在一起，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)框圖如圖3-1。圖3-1設(shè)計(jì)原理框圖3.1電源模塊電源模塊完成交流交流轉(zhuǎn)直流的功能，將電網(wǎng)的220V交流轉(zhuǎn)換為可為芯片工作的+5V直流電源其原理圖如圖3.1-1。圖3.1-1直流穩(wěn)壓電源原理圖3.2復(fù)位模塊 復(fù)位模塊是為單片機(jī)的復(fù)位設(shè)計(jì)的，復(fù)位模塊包含了按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩種。上電復(fù)位是利用電容的充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在上電的瞬間，RST引腳的電位與Vcc相同，隨著電容充電RST引腳的電位下降。上電復(fù)位所需的時(shí)間是振蕩周期建立時(shí)間加上2個(gè)機(jī)器周期，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，RST電位保持高電平。一般只要保持真脈沖的寬度為10us，就可使單片機(jī)復(fù)位。電路原理圖如圖3.2-1.按鍵復(fù)位和上電圖3.2-1上電復(fù)位原理圖3.3時(shí)鐘模塊時(shí)鐘模塊本設(shè)計(jì)中采用了兩種一種為單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘，也就是晶振電路的分頻實(shí)現(xiàn)，用T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的功能。如圖3.3-1。第二鐘應(yīng)用外部時(shí)鐘芯片PCF8563如圖3.3-2.圖3.3-1單片機(jī)時(shí)鐘電路圖3.3-2外部時(shí)鐘芯片pcf8563原理圖3.48155擴(kuò)展模塊8155模塊電路如圖3.4-1所示，其中U1為81C55芯片，特性如下：256字節(jié)的RAM；一組可編程6位IO口；兩組可編程8位IO口；可編程14位二進(jìn)制計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器；多工地址和數(shù)據(jù)總線；內(nèi)部地址鎖存。8155采用40腳雙列直插封裝，單一＋5v電源，引腳分布如下圖所示：AD0—AD7為地址數(shù)據(jù)總線，單片機(jī)與8155之間的地址、數(shù)據(jù)、命令、狀態(tài)信息都是通過(guò)這個(gè)總線口傳送。CE為片選信號(hào)，輸入低電平有效。WR為寫信號(hào)，輸入低電平有效。RD為讀信號(hào)，輸入低電平有效。PA0～PA7、PB0～PB7可工作于基本I/O方式或選通方式，由寄存器的編程來(lái)選擇；PC0～PC5可作為輸入/輸出口線，也可以作為A口、B口選通方式工作時(shí)的狀態(tài)控制信號(hào)線。本實(shí)驗(yàn)中，PA、PB口作為輸出，其中PA口與LCD1602引腳相連，PC為輸入口，PA與PC口構(gòu)成鍵盤模塊的行列線。IO/M為I/O與RAM選擇信號(hào)。8155內(nèi)部I/O口與RAM是分開編址的，因此要使用控制信號(hào)進(jìn)行區(qū)分。IO/M=0，對(duì)RAM進(jìn)行讀寫；IO/M=1，對(duì)I/O進(jìn)行和計(jì)數(shù)器進(jìn)行讀寫。8155詳細(xì)資料請(qǐng)參考PDF，本實(shí)驗(yàn)8155的端口地址由單片機(jī)的P0口和P2.1以及P2.0決定。圖3.4-18155電路原理圖 3.5LCD顯示模塊顯示模塊電路如圖3.5-1所示，U2為顯示元件液晶LCD1602，整個(gè)液晶屏采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中GND為電源地，VDD接5V正電源，VO為液晶顯示屏對(duì)比度調(diào)整端，可通過(guò)一個(gè)可調(diào)電阻接地，本圖未接。RS為寄存器選擇端，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作、低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)，可讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。E端為使能端，當(dāng)E端由低電平變成高電平時(shí)，液晶屏執(zhí)行命令。RS、RW、E端通過(guò)JP2分別與單片機(jī)的P1.5、P1.6、P1.7引腳相連。DB0—DB7為8位雙向數(shù)據(jù)線，通過(guò)JP1分別與并行I/O擴(kuò)展芯片8155的PA0—PA7引腳相連。J1為跳線，該跳線主要功能為液晶背光的顯示與消隱。圖3.5-1LCD液晶顯示電路原理圖3.6鍵盤模塊1.模塊功能按鍵模塊主要提供實(shí)驗(yàn)所需的控制功能以及向系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)箱采用矩陣式鍵盤組成4*4共16個(gè)鍵，在按鍵數(shù)量較多時(shí)可以節(jié)省I/O口線。2.模塊電路按鍵模塊電路如圖3.6-1所示，S1—S16組成4*4的行列結(jié)構(gòu)。行列式鍵盤的接口方法很多，例如直接接口于單片機(jī)的I/O口；利用擴(kuò)展的并行I/O口接口；用串行口擴(kuò)展I/O接口；利用可編程的鍵盤顯示接口芯片8279、7279等。其中利用擴(kuò)展的并行I/O接口方法方便靈活，本模塊采用的就是這種接口方式。下圖中4*4的按鍵通過(guò)8155的PA口和PC口組成，PA0—PA3為行線，PC0—PC3為列線。按鍵設(shè)置在行、列線的交電上。對(duì)按鍵的工作過(guò)程可以分為兩步：第一步是CPU檢測(cè)是否有鍵按下；第二步是識(shí)別出哪一個(gè)鍵按下。圖3.6-1按鍵原理圖4設(shè)計(jì)內(nèi)容（包括硬件和軟件）圖4-1軟件流程圖圖4-2硬件流程圖5測(cè)試結(jié)果6設(shè)計(jì)總結(jié)附錄源程序#include<INIF.h>#include<lcd1602.h>ucharKEY_DOWN(void); //鍵值判斷函數(shù)，定義見Key.cucharnum,w,i,mi=50,fen=10,shi=23,ni1=11,ni2=20,yu=12,ri=5;longintx;ucharaaa[16]={0};ucharbbb[16]={0};ucharrunnian(longintx);ucharxingqi(longintyear,ucharyue,ucharri);voiddisplay() { x=ni2*100; x=x+ni1; i=runnian(x); if(mi==60) { fen++; mi=0; } if(fen==60) { fen=0; shi++; } if(shi==24) { shi=0; ri++; } switch(yu) { case1:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case2:if(ri==29+i){yu++;ri=1;}break; case3:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case4:if(ri==31){yu++;ri=1;}break; case5:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case6:if(ri==31){yu++;ri=1;}break; case7:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case8:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case9:if(ri==31){yu++;ri=1;}break; case10:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case11:if(ri==31){yu++;ri=1;}break; case12:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; } if(yu==13) { ni1++; yu=1; } if(ni1==100) { ni1=0; ni2++; } w=xingqi(x,yu,ri); switch(w) { case0:aaa[11]='M';aaa[12]='O';aaa[13]='N';break; case1:aaa[11]='T';aaa[12]='U';aaa[13]='E';break; case2:aaa[11]='W';aaa[12]='E';aaa[13]='D';break; 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