学号：；常州大学；单片机硬件
实习报；题目：数字时钟设计学生：陈伟学院（系）：怀德学院；通信工程教研室指导
教师：屈霞；目录；1前言.；2.3.1at89c51单片机.；2.4.2启停电路.；3软件设计流程及描述；常州大学硬件实习报告；1前言；1.1学号：常州大学单片机硬件实习报题目：数字时钟设计学生：陈伟学院（系）：怀德学院专业班级：通信101指导教师：屈霞告通信工程教研室指导教师：屈霞目录1前言11.1设计意义.11.2系统功能.11.3使用方法.12硬件电路设计及描述.12.1总体设计.12.3元器件简介22.3.1at89c51单片机22.3.274ls37322.3.38255a22.3.474ls138译码器.22.3.574ls0722.4电路描述32.4.1最小系统.32.4.2启停电路.42.4.38255输入输出电路.42.4.5数码管显示电路.52.4.5仿真图.63软件设计流程及描述.73.1主程序流程图73.2数值转换流程图83.3数码管动态扫描流程图93.4源程序代码.104实习总结145参考文献14常州大学硬件实习报告1前言1.1设计意义单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、
电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本次实习通过对它的学习、应用，以at89c51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由直流电源供电，通过数码管能够准确显示时钟数值。数字时钟是现代社会应用广泛的计时工具，在航天、电子等科研单位，工厂、医院、
学校等企事业单位，各种体育赛事及至我们每个人的日常生活中都发挥着重要的作用。本系统是基于at89c51单片机设计的一个具有六位led显示的数字时实时钟，该系统同时具有硬件设计简单、工作稳定性高、价格低廉等优点。1.2系统功能数字钟是一个将时分秒在数码管上显示的计时装置，计时方式为24h，另外还有启动、暂停功能。1.3使用方法程序运行后始终显示初始值00:00:00,当按下开始键后开始计时，按下暂停键后时钟暂停工作，数码管显示暂停时刻的计数数值。2硬件电路设计及描述2.1总体设计电子钟电路由最小系统、74ls373地址控制电路、8255输入输出电路、译码电路、第1页共14页2.3元器件简介2.3.1at89c51单片机常州大学硬件实习报告8位程序存储器，128bytes的数据存储器，32条i/o口线，21个专用寄存器，2个可编程定时/计数器·5个中断源，2个优先级，一个全双工串行通信口，外部数据存储器寻址空间为64kb，外部程序存储器寻址空间为64kb，双列直插40pindip封装，单一+5v电源供电。2.3.274ls373三态输出的八d透明锁存器，当三态允许控制端oe为低电平时，q0～q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当oe为高电平时，q0～q7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端le为高电平时，q随数据d而变。当le为低电平时，d被锁存在已建立的数据电平。2.3.38255a具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。它是一片使用单一+5v电源的40脚双列直插式大规模集成电路。8255a的通用性强，使用灵活，通过它cpu可直接与外设相连接。2.3.474ls138译码器当一个选通端为高电平，另两个选通端为低电平时，可将地址端（a、b、c）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。2.3.574ls07单片机的应用系统中的逻辑门驱动芯片,缓冲功能，同时也可以提高电流的驱动能力,使流过二极管的电流增强，从而灯变的更亮。第2页共14页 学号：；常州大学；单片机硬件实习报；题目：数字时钟设计学生：陈伟学院（系）：怀德学院；通信工程教研室指导教师：屈霞；目录；1前言.；2.3.1at89c51单片机.；2.4.2启停电路.；3软件设计流程及描述；常州大学硬件实习报告；1前言；1.1学号：常州大学单片机硬件实习报题目：数字时钟设计学生：陈伟学院（系）：怀德学院专业班级：通信101指导教师：屈霞告通信工程教研室指导教师：屈霞目录1前言11.1设计意义.11.2系统功能.11.3使用方法.12硬件电路设计及描述.12.1总体设计.12.3元器件简介22.3.1at89c51单片机22.3.274ls37322.3.38255a22.3.474ls138译码器.22.3.574ls0722.4电路描述32.4.1最小系统.32.4.2启停电路.42.4.38255输入输出电路.42.4.5数码管显示电路.52.4.5仿真图.63软件设计流程及描述.73.1主程序流程图73.2数值转换流程图83.3数码管动态扫描流程图93.4源程序代码.104实习总结145参考文献14常州大学硬件实习报告1前言1.1设计意义单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本次实习通过对它的学习、应用，以at89c51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由直流电源供电，通过数码管能够准确显示时钟数值。数字时钟是现代社会应用广泛的计时工具，在航天、电子等科研单位，工厂、医院、学校等企事业单位，各种体育赛事及至我们每个人的日常生活中都发挥着重要的作用。本系统是基于at89c51单片机设计的一个具有六位led显示的数字时实时钟，该系统同时具有硬件设计简单、工作稳定性高、价格低廉等优点。1.2系统功能数字钟是一个将时分秒在数码管上显示的计时装置，计时方式为24h，另外还有启动、暂停功能。1.3使用方法程序运行后始终显示初始值00:00:00,当按下开始键后开始计时，按下暂停键后时钟暂停工作，数码管显示暂停时刻的计数数值。2硬件电路设计及描述2.1总体设计电子钟电路由最小系统、74ls373地址控制电路、8255输入输出电路、译码电路、第1页共14页2.3元器件简介2.3.1at89c51单片机常州大学硬件实习报告8位程序存储器，128bytes的数据存储器，32条i/o口线，21个专用寄存器，2个可编程定时/计数器·5个中断源，2个优先级，一个全双工串行通信口，外部数据存储器寻址空间为64kb，外部程序存储器寻址空间为64kb，双列直插40pindip封装，单一+5v电源供电。2.3.274ls373三态输出的八d透明锁存器，当三态允许控制端oe为低电平时，q0～q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当oe为高电平时，q0～q7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端le为高电平时，q随数据d而变。当le为低电平时，d被锁存在已建立的数据电平。2.3.38255a具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。它是一片使用单一+5v电源的40脚双列直插式大规模集成电路。8255a的通用性强，使用灵活，通过它cpu可直接与外设相连接。2.3.474ls138译码器当一个选通端为高电平，另两个选通端为低电平时，可将地址端（a、b、c）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。2.3.574ls07单片机的应用系统中的逻辑门驱动芯片,缓冲功能，同时也可以提高电流的驱动能力,使流过二极管的电流增强，从而灯变的更亮。第2页共14页 常州大学硬件实习报告；2.4电路描述；2.4.1最小系统：系统运行的基本电路包括晶振电；图22最小系统；最小系统由晶振电路和复位电路构成是单片机运行的最；第3页共14页；常州大学硬件实习报告；2.4.2启停电路：启动时钟和停止时钟（见图2；图23启停电路；p1.0，p1.1口分别接2个按键，当按键按下时；p1.0对应键按下启动定时器，p1.1对应键按下常州大学硬件实习报告2.4电路描述2.4.1最小系统：系统运行的基本电路包括晶振电路和复位电路（见图22）。图22最小系统最小系统由晶振电路和复位电路构成是单片机运行的最基本的电路，复位电路是利用rc电路的放电原理，让rst端能保持一段时间的高电平，以完成复位。复位时，按键时间也应保持在两个机器周期以上。晶振电路由1个11.0592mhz晶振和2个30pf瓷片电容构成，单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。第3页共14页常州大学硬件实习报告2.4.2启停电路：启动时钟和停止时钟（见图23）。图23启停电路p1.0，p1.1口分别接2个按键，当按键按下时检测为低电平则执行相应程序，规定p1.0对应键按下启动定时器，p1.1对应键按下暂停定时器。2.4.38255输入输出模块：输出位选及段选（见图24）。图248255电路8255数据总线d与单片机p0口传送8位数据，pb口输出段选码，pc口pc0、pc1、pc2送3位2进制位选码选码输入38译码器，不断扫描8位数码管，实现8位数码管动态显示。2.4.438译码器电路：将输入的段选码在y0y7口以低电平译出（见图25）。第4页共14页常州大学硬件实习报告图2538译码电路38译码器的abc口分别与8255的pc0、pc1、pc2相连，y0y7分别与8位数码管选择端相连，3位二进制码段选码在abc端输入在y0y7口以低电平译出。2.4.5数码管显示电路：将时钟计数数值通过8位共阴数码管动态显示出来（见图26）图26数码管显示电路8255pb口p0~p7通过7407逻辑门驱动芯片分别于共阴数码管a、b、c、d、e、f、g、dp相连，38译码器的y0~y7连两个数码管的位选端。第5页共14页常州大学硬件实习报告2.4.5仿真图第6页共14页常州大学硬件实习报告3软件设计流程及描述3.1主程序流程图（见图31）图31主程序流程图第7页共14页 常州大学硬件实习报告；3.2数值转换流程图（见图32）；图32数值转换流程图；第8页共14页；常州大学硬件实习报告；3.3数码管动态扫描流程图（见图33）；第9页共14页；图33数码管动态显示流程图；3.4源程序代码；d8255aequ8000hd8255bequ8；常州大学硬件实习报告；8255pa口地址8255pb口地址825；8255状常州大学硬件实习报告3.2数值转换流程图（见图32）图32数值转换流程图第8页共14页常州大学硬件实习报告3.3数码管动态扫描流程图（见图33）第9页共14页图33数码管动态显示流程图3.4源程序代码d8255aequ8000hd8255bequ8001hd8255cequ8002hd8255equ8003hsecondequ30hminuteequ31hhourequ32hcountequ34h常州大学硬件实习报告8255pa口地址8255pb口地址8255pc口地址8255状态/命令口地址；秒数值存放地址；分数值存放地址；时数值存放地址；中断次数计数ledbufequ40h显示缓存org0000hljmpstartorg000bhljmpintt0org0100hstart:movsp,60h；定义定时器t0中断地址；跳到中断服务程序；堆栈指针方式0,pb,pc口输出,pa口输入movdptr,d8255mova,90hmovdptr,amovledbuf,0movledbuf+1,0movledbuf+2,0movledbuf+3,0movledbuf+4,0movledbuf+5,0hmovledbuf+6,10hmovledbuf+7,10hmain:movhour,0movminute,0movsecond,0mov；初始化8个数码管；时分秒初始化00:00:00count,0中断计数次数为0第10页共14页常州大学硬件实习报告movtmod,01h；定时器t0方式0movth0,3chmovtl0,0b0hsetbeasetbet0show:mova,second；装初值；开总中断；开定时器t0中断；把秒的十位个位分开movb,10divabmovledbuf+1,amova,bmovledbuf,amova,minutemovb,10divabmovledbuf+3,amova,bmovledbuf+2,amova,hourmovb,10divabmovledbuf+5,amova,bmovledbuf+4,ajnbp1.0,j0jnbp1.1,j1lcalldisplaysjmpshowj0:setbtr0sjmpshowj1:clrtr0sjmpshowintt0:movth0,3ch；秒的十位送显示；秒个位送显示；把分的十位个位分开；分的十位送显示；秒个位送显示；把时的十位个位分开；时的十位送显示；时的个位送显示；检测p1.0口是否为低电平，为低则转移；检测p1.1口是否为低电平，为低则转移；调显示；启动定时器；关闭定时器重装初值第11页共14页movtl0,0b0hinccount常州大学硬件实习报告；中断计数加1mova,countcjnea,20,retueincsecondmovcount,0mova,secondcjnea,60,retueincminutemova,minutecjnea,60,retueinchourmovminute,0mova,hourcjnea,24,retuemovhour,0movminute,0retue:reti；中断返回display:movr7,8；8个数码管movr5,0dloop:mova,r5incr5；取第一个数码管地址；取下一个地址anla,00000b；第一个数码管movr0,ledbuf；时计到24则时分秒清零，否则返回继续执行；时清零；分计到60则时加1，否则返回继续执行；分加1movsecond,0；秒计到60则分加1，否则返回继续执行；分加1；检测是否计数1秒；秒加1；中断计数清零；秒清零movsecond,0；分清零；秒清零movsecond,0；分清零；秒清零；显示缓存movdptr,d8255c；送位选movdptr,a；点亮对应的led第12页共14页 mova,r0；常州大学硬件实习报告；；读显示缓存；movdptr,ledseg；取段选码表；；查表；incr0；读下一个缓存movdptr,d82；movca,a+dptrlcalldelayd；delay:pushmovdelayloop:；nopdjnzpopret；ledseg:dbdbdbend；r7,dloop；8个数码管是否扫描完07rmova,r0常州大学硬件实习报告；读显示缓存movdptr,ledseg；取段选码表；查表incr0；读下一个缓存movdptr,d8255b；送段选movdptr,a；显示数据movca,a+dptrlcalldelaydjnzretdelay:pushmovdelayloop:nopdjnzpopretledseg:dbdbdbendr7,dloop；8个数码管是否扫描完07r7,200r7,delayloop073fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh0,1,2,3,4,57dh,07h,7fh,6fh,77h,7ch6,7,8,9,a,b39h,5eh,79h,71h,00h,40hc,d,e,f,,第13页共14页常州大学硬件实习报告实习总结在这次实习加深我对单片机的了解，在学习新知识的同时，把在课程中学到的理论知识运用到实际作品设计、操作中，更进一步地熟悉了单片机芯片的结构及掌握了其工作原理和具体的使用方法与相关元器件的参数计算方法、使用方法，了解了电路的开发和制作及课程设计报告的编写。加深了对相关理论知识及专业知识的掌握度，增强自身的动手能力，锻炼及提高了理解问题、分析问题、解决问题的能力，更深刻的体会到了理论联系实际的重要性，进一步掌握画图软件的使用和提高相应的画图操作水平及技巧。参考文献[1]赵德安.单片机原理与应用.北京：机械工业出版社，2009.4[2]郭天祥.51单片机c语言教程.北京：电子工业出版社，2009.12[3]肖洪兵.跟我学用单片机.北京：北京航空航天大学出版社,2002.8[4]李广第.单片机基础.第1版.北京：北京航空航天大学出版社，1999第14页共14页