單片機(jī)電子時鐘課程設(shè)計指導(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)計一款使用 MCS51 單片機(jī)為核心的簡易時鐘，其特征為：
1.  “計時器”由有單片機(jī)內(nèi)部定時器產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號，由軟件在中斷服務(wù)程序中實現(xiàn)計時功能;
2.  該時鐘具有 6 位 LED動態(tài)顯示時、分、秒，每個數(shù)碼管依次被點亮，持續(xù)時間 4-5ms。實際上，每個數(shù)碼管每隔 24-30ms 被點亮 4-5ms。
3.  此時鐘設(shè)有 4 個鐘表調(diào)校按鈕，用于工作模式切換、參數(shù)(時、分、秒)設(shè)定切換，以及 12/24 小時顯示制式的設(shè)定。各個按鍵的定義如表 1 所示

二、電子時鐘硬件構(gòu)成單元概述
1、MCU的選擇分析
對于此設(shè)計任務(wù)，選擇 MCU考慮的因素，除了對產(chǎn)生“時基信號”定時器的需求之外，主要是按需要 MCU口線的個數(shù)。對少引腳的 MCU，當(dāng) IO口線不夠用時，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 IO口線。建議在本設(shè)計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 16 位定時器，以及硬件 SPI 控制器(做主、從均可)，便于做串行的 IO擴(kuò)展。

2、定時信號需求與定時器選用
電子表需要的定時信號有 4 個，如下:
z  時基信號：用做計時器計時基準(zhǔn)信號；
z  顯示刷新定時信號：用于動態(tài) LED顯示的輪回切換定時？；
z  鍵盤延時定時信號：用于鍵盤按下的防抖動；
z  校表閃爍定時信號：用于校正模式下，時、分或秒顯示數(shù)字的閃爍。
  電子表對定時器的需求至少一個。上述 4 個定時信號完全可以在一個定時中斷程序中用軟件實現(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))。但使用兩個定時器更好。建議使用 T0 產(chǎn)生實際信號。為提高實際信號的精度，T0 工作在最高優(yōu)先級的，而其他的定時器應(yīng)在低一級的優(yōu)先級上工作。時基信號的產(chǎn)生也需要定時器硬件與軟件的配合，因為 MCS51 定時器不能直接產(chǎn)生 1sec 為單位的時基信號。
3、6位 LED動態(tài)顯示電路的設(shè)計
(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“串入并出”移位寄存器芯片，并提供一定的推電流驅(qū)動能力，以便為共陰極 LED 輸出電流。必須注意串行送數(shù)時，對與圖中所示連接關(guān)系，必須是字型碼數(shù)據(jù)的低位在前(其實串口傳送數(shù)據(jù)的特點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動態(tài)顯示單元電路之二(使用 74HC595)

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