基于51單片機的電子日歷設計畢業(yè)設計

1、成都電子機械高等專科學校成教院成都電子機械高等?？茖W校成教院 畢畢 業(yè)業(yè) 設設 計（論計（論 文）文） 論文題目：論文題目： 基基于于5 51 1單單片片機機的的電電子子日日歷歷設設計計 教教 學學 點：點： 重慶科創(chuàng)職業(yè)學院重慶科創(chuàng)職業(yè)學院 指導老師：指導老師： 張忠雨張忠雨 職職 稱：稱： 講師講師 學生姓名：學生姓名： 聶燕聶燕 學學 號號 : : 20117005582011700558 專專 業(yè)：業(yè)： 應應用用電電子子技技術術 成都電子機械高等專科學校成教院制成都電子機械高等?？茖W校成教院制 20122012 年年 3 3 月月 9 9 日日 成都電子機械高等專科學校成教院成都電子機

2、械高等專科學校成教院 畢業(yè)設計（論文）任務書畢業(yè)設計（論文）任務書 題目：題目： 基基于于5 51 1單單片片機機的的電電子子日日歷歷設設計計 任務與要求：任務與要求： 通過單片機設計通過單片機設計電電子子日日歷歷 數碼管正常顯示陽歷、陰歷日期數碼管正常顯示陽歷、陰歷日期，顯顯 示的格式為年示的格式為年- -月月- -日，利用外部按鍵的操作實現陽歷和陰歷之間的日，利用外部按鍵的操作實現陽歷和陰歷之間的 轉換，實現陰歷和陽歷顯示的暫停、運行等功能。轉換，實現陰歷和陽歷顯示的暫停、運行等功能。 時間：時間： 20112011 年1212 月1515 日 至 20122012 年 3 3 月 151

3、5 日 共 1212 周 教教 學學 點：點： 重慶科創(chuàng)職業(yè)學院重慶科創(chuàng)職業(yè)學院 學生姓名：學生姓名： 聶燕聶燕 學學 號：號： 20117005582011700558 專業(yè)：專業(yè)： 應應用用電電子子技技術術 指導單位或教研室：指導單位或教研室： 指導教師：指導教師： 張忠雨張忠雨 職職 稱：稱： 講師講師 成都電子機械高等專科學校成教院制 畢業(yè)設計畢業(yè)設計( (論文論文) )進度計劃表進度計劃表 日日 期期工工 作作 內內 容容執(zhí)執(zhí) 行行 情情 況況 指導教師指導教師 簽簽 字字 12 月 15 日 至 12 月 25 日 選題 12 月 26 日 至 1 月 2 日 論文提綱寫作 1 月

4、 3 日 至 2 月 15 日 初稿寫作 2 月 16 日 至 2 月 29 日 二稿寫作 3 月 1 日 至 3 月 10 日 定稿并上交論文的電子文稿 3 月 10 日 至 3 月 15 日 做好論文評閱準備 教師對進教師對進 度計劃實度計劃實 施情況總施情況總 評評 簽名 年 月 日 本表作評定學生平時成績的依據之一。 摘 要 設計以單片機at89c51為核心部件的電子日歷，利用74ls245作為驅動器， 74ls138作為譯碼器使用，六個七段數碼管均采用共陰極的方式，p0口作為段選碼輸 出口，p2口作為位選碼輸出口。 本次設計的題目是基于單片機的電子日歷設計，可以正常的顯示年、月、日，

5、 還可以利用外部按鍵實現陰歷和陽歷之間的轉換以及暫停等功能。電子日歷具有性 能穩(wěn)定、精確度高、成本低、易于產品化，以及方便、實用等特點。適用于家庭、 公司、機關等眾多場所。為人們的日常生活、出行安排提供了方便，成為人們日常 生活中不可缺少的一部分。 本次設計可分為兩部分：硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)。 硬件系統(tǒng)包括：at89s51單片機、74ls245驅動器、74ls138譯碼器、rc復位電路、 +5v直流電源電路、去抖電路、動態(tài)顯示掃描電路。 軟件系統(tǒng)主要有單片機的編程構成。 關鍵詞關鍵詞：單片機，日歷，位碼，段碼，顯示 abstract single-chip at89s51 design as t

6、he core components of the electronic calendar, use as a 74ls245 drives, 74ls138 used as a decoder, six and seventh digits are a total of cathode way, p0 mouth as paragraph code output selection, p2 i, as bit selection code output. the design is based on the topic of single-chip design of the electro

7、nic calendar, you can show a normal year, month, day, can also be used to achieve external keys as well as conversion between 陰陽歷 lunar and solar calendarsuspend functions. electronic calendar with stable performance, high accuracy, low cost, ease of production, as well as convenient, practical and

8、so on. apply to families, companies, agencies and many other places. for peoples daily life, travel arrangements, providing a convenient, daily life has become an indispensable part of. the design can be divided into two parts: hardware systems, software systems. hardware system, including: at89s51

9、single-chip, 74ls245 drive, 74ls138 decoder, rc reset circuit, +5 v dc power supply circuit, to stir up the circuit, dynamic display scanning circuit. there are single-chip microcomputer software system constitute the programming. key words: single-chip, calendar, code, code above to show 目 錄 摘摘 要要.

10、i i 前前 言言.1 1 第一章第一章 設計方案設計方案.2 2 第一節(jié) 設計思路 .2 第二節(jié) 系統(tǒng)總體框圖 .2 第二章第二章 硬件設計硬件設計.4 4 第一節(jié) 單片機 at89s51 的簡介.4 第二節(jié) at89s51 內部資源 .5 第三節(jié) at89s51 性能及特點 .6 第三章第三章 動態(tài)顯示電路的介紹動態(tài)顯示電路的介紹.1010 第一節(jié) 去抖電路的工作原理.11 第二節(jié) 復位電路的方式.12 第三節(jié) 中斷系統(tǒng)的介紹.14 第四章第四章 系統(tǒng)調試系統(tǒng)調試.1616 結束語結束語.1717 謝謝 辭辭.1818 參考文獻參考文獻.1919 附錄附錄 1(1(原理圖原理圖) ) .2

11、020 附錄附錄 2 2（電子萬年歷程序）（電子萬年歷程序） .2323 前 言 隨著社會不斷的發(fā)展，科學技術不斷的進步，單片機的問世和飛速發(fā)展掀起了 計算機工程應用的一場新革命，使計算機技術沖破了實驗室和機房的界限，廣泛地 應用于工業(yè)控制系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)、自動測試系統(tǒng)、智能儀表和接口以及各類功 能模塊等廣闊的領域。單片機應用系統(tǒng)已經成為實現許多控制系統(tǒng)的常規(guī)性工具。 我們說，單片機開辟了計算機應用的一個新時代是并不過分的。單片機的發(fā)展歷史 雖然只有短短20年，但由于計算機科學和微電子集成技術的飛速發(fā)展，單片機自身 也在不斷地向更高層次和更大規(guī)模發(fā)展。世界各大半導體廠商紛至沓來爭先擠入這 一

12、市場，激烈的市場競爭也促進了單片機迅速更新換代，帶來了它們更為廣泛的應 用。由于單片機應用系統(tǒng)的高可靠性，硬、軟件的高利用系數，優(yōu)異的性能價格比， 使它的應用范圍由開始傳統(tǒng)的過程控制，逐步進入數值處理、數字信號處理以及圖 像處理等高技術領域。我們在本次的設計中廣泛用到了單片機的應用系統(tǒng)，下面我 們就逐一的敘述。 第一章 設計方案 第一節(jié) 設計思路 設計的題目是基于單片機的電子日歷設計。根據設計要求日歷顯示正常的 年、月、日，同時利用外部按鍵實現陰歷和陽歷之間的轉換，以及暫停等功能。 要想實現上述功能，就必須將硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)有機的結合在一起，方可實 現我們設計任務中的各項要求。 硬件系統(tǒng)主要

13、有單片機 at89s51、74ls245 驅動器、74ls138 譯碼器、rc 復 位電路、獨立式鍵盤接口去抖電路等。 軟件系統(tǒng)主要是單片機的編程。 根據設計要求，電子日歷要顯示年、月、日就需要 6 個顯示數碼管，如 （09 年 05 月 01 日即顯示為 09-05-01） ，由于數碼管的數量較多，必須采用動 態(tài)顯示掃描的方式。例如 09-05-01，首先日分為個位和十位，個位顯示到 09 時，應向日的十位自動進位，即個位清 0，十位置 1，顯示為 10，繼續(xù)累計； 當顯示為 31 時，日的十位就自動向月的個位進位，顯示為 06，當月顯示到 09 時，月的個位自動向月的十位進位，個位清 0，

14、十位置 1，即為 10，當月至 12 時，月向年的個位進位，即顯示 08，同時月、日開始從 01 月 01 日繼續(xù)顯示， 即顯示為 10-01-01，依次周而復始的循環(huán)運行。 此外利用外部按鍵實現陰歷和陽歷的轉換，當按下 k1 按鍵時，當前的陽歷 顯示暫停，而由軟件系統(tǒng)調用陰歷的顯示程序，即顯示為陰歷的日期；當按下 k2 鍵時，當前的顯示暫停，松開按鍵時，當前的顯示繼續(xù)運行；當按下 k3 鍵 時，顯示的當前日期暫停。 利用單片機將 rc 復位電路、動態(tài)顯示電路、電源電路、去抖電路等正確的 連接在一起，并通過單片機的編程來實現本次設計任務中的要求。 第二節(jié) 系統(tǒng)總體框圖 硬件電路采用的是at89

15、s51芯片來作cpu，顯示部分采用74ls245作為驅動電 路，74ls138作為譯碼器使用，七段共陰極數碼管作為顯示部分，采用rc復位電 路以及獨立式鍵盤接口電路去抖的方法來完成此次的設計。在確定系統(tǒng)的形式 后，畫出本系統(tǒng)的總體框圖，如圖1.1所示： 圖 1-1 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)總體框圖包括：單片機、電源電路、復位電路、顯示電路、去抖電路。 單片機at89s51芯片的主要功能是：存儲程序，對存儲程序進行相應的處理， 并從i/o口輸出； 復位電路：在單片機上有一個復位引腳rest，在單片機外部用電容和電阻 控制rest； 電源電路：采用+5v的直流電源供電； 顯示電路：主要用于顯示日歷的結果；

16、去抖電路：消除外部按鍵按下時的抖動造成的誤操作。 第二章 硬件設計硬件設計 硬件電路主要包括：單片機、去抖電路、顯示電路、復位電路、電源電路 等。 單片機的選擇：選用at89s51芯片， p0.0-p0.7作為段選碼輸出口， p2.1-p2.3作為位選碼輸出口。 去抖電路的選擇：采用獨立式鍵盤電路； 顯示電路的選擇：采用動態(tài)掃描顯示，共陰極七段數碼管； 復位電路的選擇：rc復位電路； 電源電路的選擇：+5v直流電源。 第一節(jié) 單片機 at89s51 的簡介 at89s51 是一種低功耗，高性能的片內含有 4kb 的快閃可編程/擦處只讀存 儲器（fperom-flash programmable

17、 and erasable read only memory ）的 8 位 coms 微控制器，使用高密度、非易失存儲技術改造，并且與 at80c51 引腳和 指令系統(tǒng)完全兼容。芯片上的 fperom 允許在線編程或者采用通用的非易失存 儲編程器對存儲器重復編程。 at89s51 具有多種的 8 位 cpu 與 fperom 結合在一個芯片上，為很多嵌入式 控制應用提供了非常靈活而有方便的方案，其性能價格比遠低于 at87c51。由 于片內帶 eprom 的 at87c51 價格偏高，而片內帶 eprom 的 at89s51 價格低且與 at80s51 兼容，這就顯示了 at89s51 的優(yōu)越

18、性。at89c2051 是一種帶 2k 字節(jié)閃 爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦 除 100 次，該器件采用 atmel 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準 的 mcs-51 指令集和輸出管腳相兼容。 由于將多功能 8 位 cpu 和閃爍存儲器組合在單一芯片上，atmel 的 at89s51 是一種高效微控制器，at89c2051 是它的一個精簡版本。at89s51 單片機可以為 很多嵌入式控制系統(tǒng)提供一種靈活性高且價格低廉的方案。 第二節(jié) at89s51 內部資源 1.中央處理器（cpu） cpu 是單片機內部的核心部件，是一個 8 位二進制數的中

19、央處理單元，主 要有運算器和控制器構成。 運算器用來完成算術運算、邏輯運算、位變量處理和數據傳送等功能。它 是 89s51 內部處理各種信息的主要部件，運算器主要有算術運算和邏輯運算組 成。算術邏輯單元，89s51 中算術邏輯單元由加法器和一個布爾處理器組成。 主要是實現 8 位數據的加、減、乘、除算術運算和與、或、異或、循環(huán)、求反 等邏輯運算；布爾處理器主要用來處理位操作，它是以進位標志位 c 為累加器 的，可執(zhí)行置位、復位、取反、等于 1 轉移、等于 0 轉移、等于 1 轉移且清 0 以及進位標志位與其他位尋址的位之間進行數據傳送等位操作，也能使進位標 志位與其他可以尋址的位之間邏輯與、或

20、操作。 控制器:控制器是單片機內部各部件按一定時序協(xié)調工作的控制核心。是分 析和執(zhí)行指令的部件，控制器主要有程序計數器 pc、指令寄存器 ir、指令譯碼 器 id、振蕩器和定時控制邏輯電路等構成。 程序計數器 pc 是專門用于存放下一條將要執(zhí)行指令的 16 位地址的一個部 件，由 8 位計數器 pch（高 8 位）和 pcl（低 8 位）組成。cpu 就是根據 pc 中 的地址到 rom 中去讀取程序指令碼和數據。 指令寄存器 ir 是用于存放 cpu 根據 pc 地址從 rom 中讀出的指令操作碼并 送給 id。 指令譯碼器 id 是用于分析指令操作的部件，指令操作碼經譯碼后送至定時 控制電

21、路，產生一定序列的脈沖信號，來執(zhí)行指令規(guī)定的操作。 振蕩器及定時控制邏輯電路，在它們外接石英晶體和微調電容（230pf） ， 即可以產生 1.2-12mhz 的脈沖信號，作為 89s51 工作的基本節(jié)拍。 2存儲器 89s51 單片機內部有 128b 的 ram 數據存儲器和 4kb 的掩膜式 rom,當不夠使 用時，可以分別擴展為 64kb 外部 ram 存儲器和 64kb 外部程序存儲器。 程序存儲器是可讀不可寫的，用于存放編好的程序和表格常數。 數據存儲器是既可以讀也可以寫的，用于存放運算的中間結果，進行數據 暫存及數據緩沖等。 3定時/計數器 89s51 內部有 2 個 16 位可編程

22、定時器/計數器，簡稱為定時器 0（t0）和定 時器 1（t1） ，t0 和 t1 分別有兩個 8 位寄存器構成，其中 t0 由 th0(高 8 位)和 tl0(低 8 位)構成。t1 由 th1（高 8 位）和 tl1（低 8 位）構成。 4中斷控制系統(tǒng) 單片機的中斷是指 cpu 暫停正在執(zhí)行的原程序轉而為中斷源服務，在執(zhí)行 完中斷服務程序后再回到原程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷系統(tǒng)是指能夠處理中斷過程部 分的電路。89s51 單片機設有 5 個中斷源（外中斷 2 個，定時/計數中斷 2 個， 串行中斷 1 個） ，2 個優(yōu)先級，可以實現兩級中斷嵌套。 5內部總線 總線是用于傳送信息的公共通道?？偩€可以分

23、為數據總線、地址總線、控 制總線。單片機內的 cpu、存儲器、i/o 接口等單元部件都是通過總線連接到一 起的，采用總線結構可以減少信息傳輸線的根數，提高系統(tǒng)可靠性，增強系統(tǒng) 靈活性。 第三節(jié) at89s51 性能及特點 （1）與 mcs-51 微控制器產品兼容 （2）片內有 4kb 可以在線重復編程的快閃擦寫存儲器（flash memory） （3）存儲器可以循環(huán)寫入/擦除 100 次 （4）存儲器數據可以保存時間為 10 年 （5）較寬的工作電壓范圍：vcc 可以為 2.7-6v （6）全靜態(tài)工作 (7) 程序存儲器具有 3 級加密保護 （8）128*8 位內部 ram （9）32 條可編

24、程 i/o 接口 （10）2 個 16 位定時/計數器 （11）終端結構具有 5 個中斷源和 2 個優(yōu)先級 （12）可編程全雙工串行通道 （13）空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲內容 由于 eprom 具有在線改寫，并且在掉電狀態(tài)下保存數據的特點，可以為用 戶的特殊應用提供方便。但是擦除和寫入對于要求數據高速吞吐的應用還顯的 時間過長，這就是 eprom 芯片的主要缺陷。 at89s51 的內部硬件結構中除了程序存儲器由 fperom 取代了 87c51 的 eprom 外，其余部分完全相同。at89s51 的引腳和 at8051 的引腳完全兼容。 at89s51 的引腳圖如下圖 2.1

25、所示： 圖 2-1 at89s51 芯片引腳圖 pin40: 電源腳，工作電壓為+5v pin20：接地端 p0 口：p0 口為一個 8 位漏極開路的雙向 i/o 口，每腳可以吸收 8ttl 門電 流。當 p0 口的管腳第一次寫“1”時，被定義為高阻輸入，p0 口能夠用于外部 數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位，在 flash 編程時，p0 口作 為原碼輸入口，當 flash 進行校驗時，p0 口輸出原碼，此時，p0 外部必須被拉 高。 p1 口：p1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 口緩沖器能 接收輸出 4ttl 門電流，p1 口管腳寫入 1 時，被內部上

26、拉為高，可用作輸出， p1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在 flash 編程和校驗時，p1 口作為第八位地址接收。 p2 口：p2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 口緩沖器可以接 收、輸出 4 個 ttl 門電流，當 p2 口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高， 且作為輸入。因此作為輸入時，p2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流，這就是 內部上拉的緣故。p2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數據存儲器進 行存取時，p2 口輸出地址的高八位， 。在給出地址“1”時，它利用內部上拉的 優(yōu)勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，p2

27、 口輸出其特殊功能寄存器 的內容。p2 口在 flash 編程和校驗時接收八位地址信號和控制信號。 p3 口：p3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 i/o 口，可以接收輸出 4 個 ttl 門電流。當 p3 口寫入“1”時，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。 作為輸入，由于外部下拉為低電平；p3 口將輸出電流,這就是上拉的緣故。 p3 口也可以作為 at89s51 的一些特殊功能口，如下所示： p3.0: rxd (串行輸入口) p3.1: txd (串行輸出口) p3.2: (外部中斷 0) p3.3: (外部中斷 1) p3.4：t0 (定時/計數器 0) p3.5: t1 (定時

28、/計數器 1) p3.6: (外部數據存儲器寫選通線) p3.7： (外部數據存儲器讀選通線) p3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號 ret 復位輸出：當振蕩器復位時，要保持 ret 腳兩個機器周期的高電平時 間。 ale/prog:當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的 低位字節(jié)，在 flash 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ale 端以 不變的頻率周期輸出脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6，因此它用作對外 部輸出的脈沖或用于定時目的。然而應注意的是，每當用作外部數據存儲器時， 將跳過一個 ale 脈沖，如想禁止 ale 的輸出可在數據地址上置

29、0。此時，ale 只 有在執(zhí)行 movx、movc 指令時 ale 才其作用。另外，該引腳被略微拉高，如果處 理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ale 禁止，置位無效。 xtal1：反向振蕩器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入 xtal2：來自反向振蕩器的輸出 振蕩器特性： xtal1 和 xtal2 分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置 為片內振蕩器，石英振蕩器和陶瓷振蕩器均可采用，如果采用外部時鐘源驅動 器件，xtal2 應不連接，有余的輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器， 因此對外部時鐘信號的脈沖沒有任何嚴格的要求，但必須保證脈沖的高低電平 要求的寬度。 芯片擦除： 整個 perom

30、系列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保 證 ale 管腳處于低電平，在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫“1” ，且在任何 非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外，at89s51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支 持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，cpu 停止工作，但 ram、定時器、 計數器、串口和中斷系統(tǒng)仍工作；在掉電模式下，保存 ram 的內容并且凍結振 蕩器，禁止所用芯片的其他功能，直到下一個硬件復位為止。 為了滿足一些應用系統(tǒng)的特殊要求，如在一些工業(yè)控制中系統(tǒng)中，有時要 進行一些系統(tǒng)的擴展設計以彌補單片機內部資源的不足。單片機的擴展系

31、統(tǒng)通 過并行 i/o 接口作總線，在外部擴展程序存儲器、數據存儲器或輸入輸出接口 以及其他功能的部件以滿足一些控制系統(tǒng)的特殊要求。 第三章第三章 動態(tài)顯示電路的介紹動態(tài)顯示電路的介紹 led 動態(tài)顯示就是利用單片機依次輸出每一位數碼管的段選碼和對應于該 位數碼管的位選控制信號，一位一位輪流點亮各七段數碼管。對于數碼管來說， 每隔一段時間點亮一次，如此循環(huán)，利用人眼的“視覺暫留”效應，只要每位 顯示間隔足夠短就可以給人以同時顯示的感覺。在動態(tài)顯示方式中，同一時刻， 只有一位 led 數碼管在顯示，其他各位是關閉的。在段選碼和位選碼每送出一 次后，應保持 1ms 左右，這個時間應根據實際情況而定，

32、不能太小，因為發(fā)光 二極管從導通到發(fā)光有一定的延時，導通時間太小，發(fā)光太弱，人眼無法看清， 但是也不能太大，因為畢竟要受限于臨界閃爍頻率，而且此時間越長，占用 cpu 時間也就越多。 1. 采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省 i/o 接口，硬件電路也比靜態(tài)顯示方式簡單， 在此次的設計中我們利用 89s51 作為 i/o 接口，六個七段數碼管均采用共陰極 的方式顯示，p0 口作為段選碼輸出口使用，p2 口作為位選碼輸出口使用，它們 的顯示緩沖區(qū)分別為： mov 30h,#01h mov 40h,#05h mov 31h,#00h mov 41h,#01h mov 32h,#05h mov 42h,#03h

33、 mov 33h,#00h mov 43h,#00h mov 34h,#07h mov 44h,#07h mov 35h,#00h mov 45h,#00h 2顯示部分我們利用動態(tài)顯示電路，而其顯示電路中的驅動部分我們則采 用一片 74ls245 芯片作為驅動部分，來完成電路的動態(tài)顯示。 374ls245 是一種三態(tài)輸出的 8 總線收發(fā)驅動器，無鎖存功能。它的端 和 dip 端是控制端，當它的端為低電平時，如果 dip 為高電平，則 74ls245 將 a 端數據傳送至 b 端；如果 dip 為低電平，則 74ls245 將 b 端數據傳送至 a 端。在其他情況下不傳送數據，并輸出高阻態(tài)，它的

34、引腳圖如下圖 2.2 所示， 其功能表如表 2.1 所示。 474ls138 是一種 3-8 譯碼器，其中 g1、g2a、g2b 腳為使能端，只有 g1 為高電平時，g2a、g2b 為低電平時，譯碼器才可以使用。a、b、c 為譯碼 器的信號輸入端，y0-y7 為譯碼器的輸出端，低電平有效。 圖 3-1 74ls138 譯碼器 第一節(jié) 去抖電路的工作原理 1. 目前，mcs-51 單片機應用系統(tǒng)上常采用鍵盤作為輸入設備，通過鍵盤 的操作將數據、內存地址、命令及指令等輸入系統(tǒng)中，來實現簡單的人機通信。 mcs-51 單片機在應用系統(tǒng)上的按鍵常用機械觸點式按鍵，它在閉合及斷開的 瞬間均有抖動的過程，

35、時間長短與開關的機械特性有關。一般為 510ms，由 于抖動會造成被查詢的開關狀態(tài)無法正確讀出，造成誤操作。為了保證 cpu 對 按鍵的一次閉合僅在按鍵穩(wěn)定時作一次鍵輸入處理，必須消除產生的（前沿） 后沿的抖動影響，在本次設計中我們采用獨立式鍵盤接口電路的方式來消除按 鍵抖動的現象。 2. 獨立式鍵盤的接口電路 獨立式鍵盤的接口電路：在單片機應用系統(tǒng)中，有時只需要幾個簡單的按 鍵向系統(tǒng)輸入信息。這時，可將每個按鍵直接接在一根 i/o 接口線上，這種連 接方式的鍵盤稱為獨立式鍵盤。每個獨立按鍵單獨占有一根 i/o 接口線，每根 i/o 接口線的工作狀態(tài)不會影響到其他 i/o 接口線。這種按鍵接口

36、電路配置靈 活，硬件結構簡單，但每個按鍵必須占用一根 i/o 線，i/o 接口線浪費較大。 在此電路中，按鍵輸入都采用低電平有效。上拉電阻保證了按鍵斷開時，i/o 接口線有確定的高電平。當 i/o 接口內部有上拉電阻時，外電路可以不配置上 拉電阻。如圖 2.4 所示： 圖 3-2 獨立式鍵盤接口電路 第二節(jié) 復位電路的方式 1單片機在開機時或者在工作中因干擾而使程序失控，或工作中程序處于 某死循環(huán)狀態(tài)，在這些情況下都需要復位，復位的作用是使中央處理器 cpu 以 及其他功能部件都需要恢復到一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)重新開始工 作。 289s51 單片機的復位靠外部的電路實現，信號由 re

37、st 引腳輸入，高電 平有效，在振蕩器工作時，主要保持 rest 引腳高電平兩個機器周期，單片機即 復位，復位后，pc 程序計數器的內容為 0000h。 3智能系統(tǒng)一般應有手動或上電復位電路。復位電路可以采用簡單的電阻， 電容及按鍵開關構成上電自動復位電路入圖 2.5 所示，而手動復位電路如圖 2.6 所示，也可以選擇專用的復位芯片。復位電路的實現通常有兩種方式：即 專用 p 監(jiān)控電路和 rc 復位電路。前者成本較高，但復位可靠性高，尤其是高 可靠重復復位；后者電路實現簡單，成本低，但復位可靠性相對較低。對于復 位要求高、并對電源電壓進行監(jiān)視的場合，大多采用前者復位電路。 圖 3-3 上電自動

38、復位電路 圖 3-4 手動復位電路 （1）專用監(jiān)控 p 電路 專用 p 監(jiān)控電路又稱為電源監(jiān)視電路，具有上電時可以產生復位信號和電 源電壓跌落到“門檻值”時可以產生復位信號等功能。按有效電平分，有高電 平輸出、低電平輸出兩種；按功能分，有簡單的電源監(jiān)視復位電路、帶“看門 狗”定時器（watch dog timer,wdt）的監(jiān)控電路和 wdt + e2prom 的監(jiān)控電路 等多種類型。比較常見的生產廠家有 maxim、philips、imp 及 dalls 等，51 系列微處理器中常用的型號有 max8l3l、max8o9、x25043/5 等。 （2）rc 復位電路 本次設計采用的是 rc

39、復位方式。rc 復位電路的實質是一階充放電電路， 結合圖 2.7 說明這種復位電路的特點。系統(tǒng)上電時該電路提供有效的復位信號 rst（高電平）直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤銷復位信號（低電平） 。從理論上說，51 系列單片機復位引腳只要外加兩個機器周期的有效信號即可復位，即只要保證 t=rc 2m（機器周期）便可。但在實際設計中，通常 c1 取值為 10f 以上, rl 通常取值 10k 左右。實踐發(fā)現，rl 如果取值太小，例如 lk，則會導致 rst 信號驅動能力變差而無法使系統(tǒng)可靠復位。 圖 3-5 rc 復位電路 第三節(jié) 中斷系統(tǒng)的介紹 中斷技術是計算機中在實時處理和實時控制中不可缺少的一個很重要

40、的技 術。它既和硬件有關，也和軟件有關。而且中斷是現代計算機必須具備的重要 功能，也是計算機發(fā)展史上的一個里程碑。 1.中斷的概念 當計算機執(zhí)行正常程序時，系統(tǒng)中出現了某種急需處理的異常情況和特殊 請求，這時 cpu 暫時終止當時正在執(zhí)行的程序，轉而去對隨機發(fā)生的緊迫事件 進行處理（執(zhí)行中斷服務程序） ，待該事件處理完畢，cpu 自動的返回到原來 被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行，這個過程稱為“中斷” 。 2.中斷的作用 （1）實現同步工作：計算機有了中斷功能后，就解決了快速 cpu 與低速 外設之間的矛盾，可以使 cpu 和外設同時工作。cpu 啟動外設后，繼續(xù)執(zhí)行 主程序，同時外設也在工作。當外設把數

41、據準備好后，就發(fā)出中斷請求，請求 cpu 中斷正在執(zhí)行的程序，轉而執(zhí)行中斷服務程序（i/o 處理） ，中斷服務程序 執(zhí)行完后，cpu 恢復執(zhí)行主程序，外設也繼續(xù)工作。這樣，cpu 可以指揮多個 外設同時工作，從而大大提高了 cpu 的效率。 （2）實現實時處理：在實時控制系統(tǒng)中，為使控制系統(tǒng)能保持在最佳的工 作狀態(tài)，被控系統(tǒng)的各種控制參量可隨時向計算機發(fā)出中斷請求，要求 cpu 處 理。對此，cpu 必須作出快速響應和及時處理，這種實時控制功能只有靠中斷 技術才能實現。 （3）實現故障處理：若計算機在運行過程中出現了事先預料不到的情況或 故障時，如電源掉電、存儲出錯、傳輸錯誤等，可以利用中斷系

42、統(tǒng)自行處理， 而不必停機。 3.中斷系統(tǒng)的功能 （1）進行中斷優(yōu)先權的排隊（2）實現中斷嵌套（3）自動響應中斷并返回 4.89s51 的中斷請求源 89s51 有 5 個中斷源，它們是 2 個外部中斷、2 個定時器中斷和一個串行接 口中斷。它們分別是外部中斷 0、定時/計數器 0、外部中斷 1、定時/計數器 1 和串行接口中斷。它們的中斷向量表如下表 2.2 所示： 中斷向量表 2-2 中斷源入口地址 外部中斷 00003h 定時/計數器 t0000bh 外部中斷 10013h 定時/計數器 t1001bh 串行接口中斷0023h 第四章 系統(tǒng)調試 完成了硬件的設計、制作和軟件編程之后，要使系

43、統(tǒng)能夠按設計思路正常 運行，必須進行系統(tǒng)調試。系統(tǒng)調試包括硬件調試和軟件調試兩個部分。不過， 作為一個單片機系統(tǒng)，正常運行是硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)相結合的，因此，硬件、 軟件系統(tǒng)的調試是緊密相關，二者是相輔相成的。 程序的調試應一個模塊一個模塊地進行，單獨調試各功能子程序，檢驗程 序是否能夠實現預期的功能，接口電路的連接是否正常等；最后逐步將各個子 程序連接起來進行統(tǒng)一的調試。統(tǒng)一的調試需要注意的是，各程序模塊間能否 正確傳送數據，特別要注意各子程序的現場保護與恢復。 在調試過程中出現的問題： （1）七段數碼管全部顯示的是 888888，經分析原因在試驗箱的 p0、p2 口 接線有誤，顯示數據無法

44、正常的送到段碼口和位碼口，經調整以后，該顯示正 常。 （2）數碼管從 09-05-01 開始運行，當顯示到 09-05-09 時又重新從 09- 05-01 開始顯示，依次周而循環(huán)顯示，而不進位顯示 10，經過對整個程序的分 析也沒能夠找到錯誤之處，后經指導老師的講解分析最后發(fā)現是程序設計的錯 誤，在程序的顯示日期的日期運行到 09 到時，必須先判斷個位是否為 10，如 果個位是 10，則應使其日期的個位清 0，十位加 1，即顯示為 10；如果個位沒 有運行到 10 時，就應繼續(xù)顯示數值，直到顯示到 10 時，進而進行進位，顯示 日期為 10，依次類推，當顯示到 31 時，就向月進位，即顯示為

45、 06 月，當月份 顯示到 12 時，從而向年進位，即顯示 09 年，同時月、日共同顯示為 01-01， 即為 09-01-01，經過修改更正，顯示正常。 （3）數碼管顯示為 09-05-08 以后，顯示的日期為亂碼，不是 09，進而進 行程序分析，經過指導老師的耐心講解、分析和在同學們的幫助下，最后確定 為程序中的查表程序有誤，進而進行修改，顯示正常。 結束語 至此，關于畢業(yè)設計的所有內容就介紹完了，進行這次畢業(yè)設計一切都是 從零開始，從最簡單查資料、了解各個元件的功能起步，再確定設計方案、畫 流程圖、編寫程序到最后進行仿真，這次課題設計可以說成功完成。系統(tǒng)的硬 件、軟件設計合理，功能完備，

46、運行穩(wěn)定、可靠。 在整個設計過程中，學到了許多扎實的知識。通過設計提高了對單片機的 認識，進一步熟悉和掌握單片機的結構及工作原理。通過實際程序設計和調試， 逐步掌握模塊化程序設計方法和調試技術，提高軟件設計、調試能力；通過這 次設計熟悉以單片機核心的應用系統(tǒng)開發(fā)的全過程，掌握硬件電路設計的基本 方法和技術，掌握相關電路參數的計算方法。最終較好的完成了設計，達到了 預期的目的，完成最初的設想。 通過此項設計設計，本系統(tǒng)能完成以下功能 （1）顯示公歷日期功能（年、月、日、時、分、秒以及星期） （2）可通過按鍵切換年、月、日及時、分、秒的顯示狀態(tài) （3）可隨時調校年、月、日或時、分、星期 （4）可每

47、次增減一進行時間調節(jié) （5）可動態(tài)完整顯示年份 本次設計的電子萬年歷也存在的不足的地方，有待于以后的改進。 謝 辭 2012 年 3 月，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文基本完成。從 最初的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以 用語言來表達。歷經了一個多月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設計終于落下了 帷幕?；叵脒@段日子的經歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設計的過程中， 我擁有了無數難忘的回憶和收獲。在與畢業(yè)設計指導老師的交流討論中我的題 目定了下來，是：基于 51 單片機的電子日歷設計。當選題報告，開題報告定下 來的時候，我當時便立刻著手資料的收集工作中，當時面對

48、浩瀚的書海真是有 些茫然，不知如何下手。在導師細心的指導下，終于使我對自己的工作方向和 方法有了掌握。 此次課程設計中我學到了很多很多重要的東西，它使我的能力得到了全方 位的提高，對于專業(yè)技能有了更深刻的了解。 感謝我的導師給了我莫大的幫助，在他悉心的指導和嚴格的要求下，我的 畢業(yè)論文順利完成了。 論文從選題到最終的完成，凝結著導師辛勤的汗水，他不辭勞苦的教導、 嚴謹的作風使我終生受益。在此畢業(yè)設計完成之際，謹向導師和所有幫助過我 的老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。 還有感謝家人、朋友還有宿舍里所有的室友，是他們給我創(chuàng)造了良好的學 習氛圍，在學習和生活中給了我支持和幫助。在以后的學習生活中我會

49、時時敦 促自己更加努力，不辜負師長、親人、朋友對我的期望。 參考文獻 1 李朝青 .單片機原理及其接口技術.北京 .北京航空大學 出版社 ,1998 2 張毅剛 .彭喜元 .孟升衛(wèi) .劉兆慶編著 .mcs-51 單片機使用子 程序設計 .哈爾濱 .哈爾濱工業(yè)大學出版社,2003 3 肖玲妮 .袁增貴 .protel99se 印刷電路板設計教程.北京 .清 華大學出版社,2003 4 公茂法 .單片機人機接口實力集.北京 .北京航空大學出版 社 ,1998 5 先鋒工作室 .單片機程序設計實例.北京 .清華大學出版 社 ,2002 6 陳明熒 .8051 單片機課程設計實訓教材.北京 .清華大學

50、 出版社 ,2003 7 胡漢才 .單片機原理及其接口技術.北京 .清華大學出版 社 ,1996 開始 顯示初始化 定時器賦初值 中斷初始化 計數器初始化 開啟定時器 調顯示程序 附錄1(原理圖) 初始化 查表取段碼 段碼送p0口 位碼送p2口 調整數據指針 顯示入口 循環(huán)一周？ 左移位碼子程序返回 y n 取數 圖 1 主程序流程圖 圖 2 顯示程序流程圖 中斷2入口 保護現場 1天到了嗎？ 個位加1 百位= 4？ 十位= 1？ 中斷返回 十位= 3？ y n n n y y 個位= 6？ 恢復初值 重裝初值 個位= 1？ 百位置1 十位清0 個位置1 個位=10？ 個位= 10？ 個位清0

51、 十位加1 個位清0 十位加1 n y y y n n n n y y 圖 3中斷 2 程序流程圖 調陰歷調陽歷 暫停 延時 開啟定時 p1.1=1? p1.2=1? p1.0=1? y y y n n n 圖 4中斷 1 程序流程圖 圖 5外部按鍵程序流程圖 附錄2（電子萬年歷程序） org 0000h ljmp main org 000bh ；定時器 t1 入口地址 ljmp ctco1 org 001bh ；定時器 t2 入口地址 ljmp ctco2 org 0030h main:mov 30h,#01h mov 31h,#00h mov 32h,#05h mov 33h,#00h m

52、ov 34h,#07h mov 35h,#00h ；顯示初始化 mov 40h,#05h mov 41h,#01h mov 42h,#03h mov 43h,#00h mov 44h,#07h mov 45h,#00h ；顯示初始化 mov r3,#10 mov r4,#10 mov tmod,#11h mov th0,#3ch mov tl0,#0b0h mov th1,#3ch mov tl1,#0b0h setb ea setb et0 setb tr0 setb et1 setb tr1 next:jb p1.0,mmm ；判 p1.0 是否等于 1？ lcall display1 ；調陽歷顯示程序 mmm:lacll dealy ；調用延時程序 lcall display2 ；調陰歷顯示程序 jb p1.1,www ；判位 p1.1 是否等于 1？ sjmp next ；中斷返回 www:clr ea ；暫停 jb p1.2,qqq ；判 p1.2 是否等于 1？ clr ea ；暫停 qqq:setb ea ；