文档介绍：《单片机原理及接口》
课程设计报告
题目: 时钟系统设计
专业名称: xxx
班级: 莆田学院
学号: xxxx
姓名: xxxx
2012年 1月
时钟系统设计

设计目的:
(1)掌握C51单片机的结构及其内部的定时/计数器、中断系统、以及外围的行列式按键和LED数码管等部件
(2)掌握定时/计数器的结构和原理、中断处理系统的工作原理及中断方式处理定时/计数的工作过程,数码管显示原理
(3)设计时钟系统通过数码管显示及按键设置实现时间的准确显示、闹铃和修改
(4)学会运用软件和硬件相结合来实现设计的需要
设计要求:
设计一时钟系统,系统具有时钟功能,能准确显示时、分、秒。
电子数字钟实现的主要功能
实现正常走时
能够设置时间且待设置位会闪烁显示
具有闹铃及设定闹铃时间功能
具有倒计时功能

硬件:计算机一台
Windowns操作系统、 KeilC51单片机仿真软件、 proteus单片机系统仿真软件。
二、整体设计方案

时钟的设计,主要采用了AT89S52、74HC573、74LS138、晶振、8只共阴LED数码管,包括显示模块,按键模块和扬声器模块以及单片机的基础电路。

(如图1-1)
89C51单片机有四组8位并行I/O口,记作P0、P1、P2和P3。每组I/O口内部都有8位数据输入缓冲器、8位数据输出锁存器及数据输出驱动等电路。
四组并行I/O端口即可以按字节操作,又可以按位操作。当系统没有扩展外部器件时,I/O端口用作双向输入输出口;当系统作外部扩展时,使用P0口作系统地址的低8位、P2口作系统地址的高8位;P0口还可作数据时分复用线,P3口有第二功能(如图1-2),大多与其内部功能部件有关,其中RD、WR是外部数据存储器的写、读控制信号。应注意:当四个并行口在作输入口使用时,均应先对其写“1”,以避免误读。

图1-1 89C51 单片机相关引脚图1-2 P3口每一位的第二功能

8051型单片机有两个十六位定时/计数器T0、T1,有四种工作方式,跟定时/计数器相关的特殊功能寄存器有这样几个:
表一:方式控制寄存器TMOD
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
GATE
C/T
M1
M0
GATE
C/T
M1
M0
加法计数寄存器TH0、TH1 (高八位)TL0、TL1(低八位);定时/计数到标志TF0、TF1(中断控制寄存器TCON);定时/计数器启停控制位TR0、TR1(TCON);
定时/计数器中断允许位ET0、ET1(中断允许寄存IE);定时/计数器中断优先级控制位PT0、PT1(中断优IP)。
TMOD的低四位为T0的方式字,高四位为T1的方式字。TMOD不能位寻址,必须整体赋值。
(1)工作方式选择位M1、M0
表二:M1、M0的状态决定定时器的工作方式
M1
M0
功能说明
0
0
1
1
0
1
0
1
方式0,为13位的定时/计数器
方式1,为16位的定时/计数器
方式2,为常数自动重装入的8位定时/计数器
方式3,T0分为两个8位定时/计数器,T1在该方式时停止
(2)定时和外部事件计数方式选择位C/T
C/T=0为定时器方式;C/T=1为外部事件计数器方式
(3)门控位GATE
GATE = 0时,且受定时器运行控制位(TR0、TR1)的控制时为软件启动。
GATE = 1时,除受TR0、TR1控制外,还受外部引脚(INT0、 INT1)输入电平的控制(为高)为硬启动。
(4)初值的确定:
a = – T×fosc/12 (注意单位);THx = a / 256;TLx = a % 256;
根据确定初值的公式,三种工作方式下可得以下结论:,频率越大,所定的最大时间越来越短;,方式1所定的时间最长;,晶振为12MHZ时能定的最大时间为50ms

所谓中断是指,单片机内部有一个中断管理系统,它对内部的定时器事件、串行通信的发送和接收事件及外部事件(如键盘按键动作)等进行自动的检测判断,当有某个事件产生时,中断管理系统会置位相应标志通知CPU,请求CPU迅速去处理。CPU检测到某个标志时,会停止当前正在处理的程序流程,转去处理所发生的事件(针对发生的事件,调用某一特定的函数,称为该事件的中断服务函数),处理完以后,再回到原来被中断的地方,继续执行原来的程序。