電子系統(tǒng)設計

1、課程名稱：電子系統(tǒng)課程設計班級：電信131姓名：土努哈，阿熱依學號：13424062，13424061指導老師：劉春玲，李澤光目 錄第1章 系統(tǒng)概述11.1時鐘電路設計11.2復位電路的設計11.3外圍電路的設計1第2章 單元電路設計與分析22.1.通用鍵盤/顯示器接口芯片827922.1.1 8279的介紹22.1.2實驗設計32.2. DS12887日歷時鐘芯片32.2.1 DS12887介紹32.2.2 實驗設計4第3章 電路的安裝與調(diào)試、軟件編程與調(diào)試4第4章結束語13元器件明細14Protel 99SE附圖14參考文獻18第1章 系統(tǒng)概述本次設計為數(shù)字時鐘，總體設計思路是通過51單片

2、機對實時時鐘芯片DS12887進行控制，并可以通過外部按鍵/顯示接口芯片8279設置時鐘時分秒初始時間，并顯示在數(shù)碼管上。在設計過程中用LOOP仿真器實現(xiàn)電腦與集成電路板的連接，以便于編程者隨時修改程序并且可以隨時觀察到實現(xiàn)的實驗現(xiàn)象。單片機最小系統(tǒng)，是指用最少的元件組成以單片機為核心元件的可以正常工作具有特定功能的單片機系統(tǒng)，是單片機產(chǎn)品開發(fā)的核心電路。對51系列單片機，須具有五個基本電路：電源電路、時鐘電路、復位電路、程序存儲器選擇電路、外圍電路。因此，單片機最小系統(tǒng)一般應該包括單片機、晶振電路、復位電路、外圍電路等。1.1時鐘電路設計單片機是一種時序電路，必須要有時鐘信號才能正常工作。芯

3、片的18腳（XTAL2）、19腳（XTAL1）分別為片內(nèi)反向放大器的輸出端和輸入端，只要在18腳（XTAL2）和19腳（XTAL1）之間接上一個晶振，再加上2個30PF的瓷片電容即可構成單片機所需的時鐘電路。注意，當采用外部時鐘時，19腳（XTAL1）接地，18腳（XTAL2）接外部時鐘信號。如右圖：1.2復位電路的設計單片機芯片的第9腳RST（Reset）是復位信號輸入端。在開機或工作中因干擾而使程序失控，或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)等情況下都需要復位。MCS-51系列單片機的復位靠外部電路實現(xiàn)，信號從RST引腳輸入，高電平有效，只要保持RST引腳高電平2個機器周期，單片機就能正常復位。如

4、上圖：1.3外圍電路的設計單片機的主要控制功能是通過單片機的I/O口按不同時序輸出不同的高低電平控制外部的電路實現(xiàn)特定的功能。AT89S51共有4個8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個引腳。這四個口的電路結構不完全相同，使用也就有所區(qū)別。依據(jù)單片機的P0、P1、P2、P3口的功能特點和單片機最小系統(tǒng)要實現(xiàn)外擴數(shù)據(jù)存儲器6264和外擴程序存儲器EPROM27512。綜合上面的電路設計，AT89S51單片機最小應用系統(tǒng)如下：第2章 單元電路設計與分析2.1.通用鍵盤/顯示器接口芯片8279 2.1.1 8279的介紹 8279簡述： Intel公司的8279芯片是1種通用可編程鍵

5、盤/顯示器接口電路芯片,它能完成監(jiān)視鍵盤輸入和顯示控制2種功能。 8279對鍵盤部分提供1種掃描工作方式,能對64個按鍵鍵盤陣列不斷掃描,自動消抖,自動識別出閉合的鍵并得到鍵號，能對雙鍵或N鍵同時按下進行處理。 顯示部分為LED或其它顯示器提供了按掃描方式工作的顯示接口,可顯示多達16位的字符或數(shù)字。 8279的基本功能部件：（1） 掃描計數(shù)器 掃描計數(shù)器有兩種輸出方式。在編碼方式工作時,計數(shù)器作二進制計數(shù)。4位計數(shù)狀態(tài)從掃描線SL0-SL3輸出，后經(jīng)外部譯碼才能提供給鍵盤和顯示器的掃描作用；在譯碼工作方式時,掃描計數(shù)器對最低二位進行譯碼,在8259內(nèi)部被譯碼后,從SL0-SL3輸出4選1的譯

6、碼信號,作為顯示器和鍵盤的譯碼掃描線。 （2）鍵盤RAM及其狀態(tài)寄存器 鍵盤RAM是1個雙重功能的8×8位RAM。它是先進先出存儲器。在鍵盤陣列的行列交叉位置是開關傳感器,鍵盤RAM存放著傳感器矩陣中的每一個傳感器的開關狀態(tài)。在此方式中,若檢查出傳感器的狀態(tài)變化,IRQ信號變?yōu)楦唠娖?向CPU發(fā)出中斷申請。 （3）顯示RAM和顯示地址寄存器 顯示RAM用來存放顯示數(shù)據(jù)。共16B，最多可以存放16位的顯示信息。在顯示過程中，這些信息被輪流從顯示寄存器輸出。而顯示寄存器則分為A、B兩組，即OUTA0OUTA3和OUTB0OUTB3，它們可以單獨送數(shù)，也可以共同組成一個8位的字節(jié)。2.1.

7、2實驗設計 8279地址的確定： 單片機與8279芯片的連接為：單片機的P0.08279的A0，A0=1時，用于對8279寫命令字和讀狀態(tài)字，A0=0時，寫入或讀出的均為數(shù)據(jù)。 單片機的P2.78279的/CS，低電平有效。 故8279的地址范圍在7000-7FFF，本次設計中命令/狀態(tài)口地址為77FFH；數(shù)據(jù)口地址為77FEH。 8279的初始化：8279的命令/狀態(tài)口地址為77FFH，初始化首先將命令/狀態(tài)口地址寫入DPTR，然后將控制字0D1H(OD1H11010001為清除命令)送入累加器A，然后向命令/狀態(tài)口地址DPTR寫入控制字0D1H；這時需要讀取8279的狀態(tài),判斷8279的狀

8、態(tài)字的最高位DU，若DU=1表示顯示無效，即顯示RAM清除顯示或全清命令尚未完成，返回繼續(xù)讀其狀態(tài)字；若DU=0，則清除狀態(tài)完成，完成以后就繼續(xù)向下進行寫顯示、讀鍵盤等命令操作。 2. DS12887日歷時鐘芯片 2.2.1 DS12887介紹DS12887是美國DALLAS半導體公司推出的時鐘芯片，此芯片是基于CMOS技術的，把時鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關電路集于芯片內(nèi)部，大大簡化了外圍電路。其在沒有外部電源的情況下可以工作10年；自帶晶體振蕩器及電池；可計算到2100年前的時分秒、星期、年月日等七種日歷信息并帶閏年補償；有12和24小時兩種制式；用二進制碼或BCD碼代表日歷和鬧鐘信息

9、；內(nèi)建128字節(jié)RAM。2.2.2 實驗設計 DS12887芯片地址的確定： DS12887的片選地址從0D000H開始有效，則芯片內(nèi)部RAM和寄存器的地址為0D000H0D07FH。 DS12887的初始化：DS12887內(nèi)部時鐘的初始化設置：DS12887采用連續(xù)工作制，一般無需每次都初始化，即使是系統(tǒng)復位時也如此。但初始化時，應首先禁止芯片內(nèi)部的更新周期操作。所以，先將DS12887狀態(tài)寄存器B中的SET位置1，然后初始化00H09H時標參數(shù)寄存器和狀態(tài)寄存器A；此后，再通過讀狀態(tài)寄存器C，清除寄存器C中的周期中斷標志位PF、報警中斷標志位AF、更新周期結束中斷標志位UF。寄存器D中的V

10、RT位在讀操作后將自動置1。最后，將狀態(tài)寄存器B中的SET位置0，芯片開始計時工作。第3章 電路的安裝與調(diào)試、軟件編程與調(diào)試1.DS12887和8279的初始化2.將DS12887中的時、分、秒送到8279顯示緩沖區(qū)并顯示出來3.利用按鍵對電子時鐘設初始值利用實驗板上的16個鍵盤來控制時鐘，A、B、C鍵分別是時、分、秒鍵，F(xiàn)鍵為回車鍵。按A鍵顯示小時，然后按1-9數(shù)字鍵來調(diào)整時間，同理，按B鍵顯示分鐘，然后按1-9數(shù)字鍵來調(diào)整分鐘，按C鍵顯示秒，然后按1-9數(shù)字鍵來調(diào)整秒。按F鍵后計算機將修改的時間、分、秒按各個功能鍵的不同分別傳給DS12887中相應功能單元，最后顯示器顯示正常的時、分、秒。

11、程序如下：ORG 0000HLJMPBEGINORG0030HBEGIN:MOVR0,#30HMOVR3,#0CHSS:MOVR0,#00HINCR0DJNZR3,SSLCALLXSCSLCALLCSSZLCALLTIMEMOVR2,#30HAA:MOVDPTR,#77FFHMOVA,#40HMOVXDPTR,AMOVXA,DPTRANLA,#07HJZLLMOVDPTR,#77FEHMOVXA,DPTRMOVR1,AANLA,#01HJZKKMOVA,R1ANLA,#0FEHRRARRARRAADDA,#08HSJMPIIKK:MOVA,R1RRARRARRAII:CJNE A,#0AH,C

12、CCLCALLAAALCALLTIMEMOVR2,#30HSJMPLLCCC:CJNEA,#0BH,DDDLCALLBBBLCALLTIMEMOVR2,#30H SJMPLLDDD:CJNEA,#0DH,NNMOVR2,#30HSJMPLLNN:CJNEA,#0EH,LLMOVR2,#38HLL:MOVA,R2MOVR0,AMM:LCALLReadLCALLDIRSJMPAARead:MOVDPTR,#600AH;12887數(shù)據(jù)讀出MOVXA,DPTRJBACC.7,DUMOVDPTR,#6006HMOVXA,DPTRMOV30H,AMOVDPTR,#6004HMOVXA,DPTRMOV31H

13、,AMOVDPTR,#6002HMOVXA,DPTRMOV32H,AMOVDPTR,#6000HMOVXA,DPTRMOV33H,ARETTIME:MOVDPTR,#600BH;12887初始化MOVA,#0A2HMOVXDPTR,AMOVDPTR,#6000HMOVA,37H;秒初始化MOVXDPTR,AINCDPTRINCDPTRMOVA,36H;分初始化MOVXDPTR,AINCDPTRINCDPTRMOVA,35H;時初始化MOVXDPTR,AINCDPTRINCDPTRMOVA,34H;星期初始化MOVXDPTR,AINCDPTRMOVA,3AH;日期初始化MOVXDPTR,AINC

14、DPTRMOVA,37H;月初始化MOVXDPTR,AINCDPTRMOVA,38H;年初始化MOVXDPTR,AMOVDPTR,#600CHMOVXA,DPTRINCDPTRMOVXA,DPTRMOVDPTR,#600BHMOVA,#22HMOVXDPTR,ARETXSCS:MOVDPTR,#77FFH;顯示初始化MOVA,#0D1HMOVXDPTR,ALP:MOVXA,DPTRJBACC.7,LPMOVDPTR,#77FFHMOVA,#00HMOVXDPTR,AMOVA,#2AHMOVXDPTR,ARETDIR:MOVDPTR,#77FFH;顯示子程序MOVA,#90HMOVXDPTR,A

15、MOVR7,#04HDL0:MOVDPTR,#ADSEGMOVA,R0SWAPAANLA,#0FHMOVCA,A+DPTRMOVDPTR,#77FEHMOVXDPTR,AMOVDPTR,#ADSEGMOVA,R0ANLA,#0FHMOVCA,A+DPTRMOVDPTR,#77FEHMOVXDPTR,AINCR0DJNZR7,DL0RETJPSR:MOVDPTR,#77FFH;判斷鍵盤輸入MOVA,#40HMOVXDPTR,AMOVXA,DPTRANLA,#07HJZJPSRMOVDPTR,#77FEHMOVXA,DPTRMOVR1,AANLA,#01HJZEEMOVA,R1ANLA,#0FEH

16、RRARRARRAADDA,#08HMOV70H,ALJMPLP2EE:MOVA,R1RRARRARRAMOV70H,ALP2:RETCSSZ:MOV70H,#00HJX:LCALLJPSRMOVA,70HCJNEA,#00H,VVSJMPJXVV:MOVR0,#38HLCALL XSLCALLJPSRMOVA,70H;時鐘初始值設置CJNEA,#0AH,BBAAA:MOVR0,#38HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HDD:SWAPAMOVR2,AMOVA,38HANLA,#0FHADDA,R2MOV38H,AMOVR0,#38HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,7

17、0HADDA,R2MOV38H,AMOVR0,#38HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HSWAPAMOVR2,AMOVA,39HANLA,#0FHADDA,R2MOV39H,AMOVR0,#38HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HADDA,R2MOV39H,AMOVR0,#38HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HSWAPAMOVR2,AMOVA,3AHANLA,#0FHADDA,R2MOV3AH,AMOVR0,#38HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HADDA,R2MOV3AH,AMOVR0,#38HLCALLDIRLCALLJP

18、SRMOVA,70HCJNEA,#0BH,ZZSJMPBBZZ:CJNEA,#0CH,DDLJMPCCUU:LJMPVVBB:CJNEA,#0BH,CCBBB:MOVR0,#34HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HYY:SWAPAMOVR2,AMOVA,34HANLA,#0FHADDA,R2MOV34H,AMOVR0,#34HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HADDA,R2MOV34H,AMOVR0,#34HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HSWAPAMOVR2,AMOVA,35HANLA,#0FHADDA,R2MOV35H,AMOVR0,#34

19、HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HADDA,R2MOV35H,AMOVR0,#34HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HSWAPAMOVR2,AMOVA,36HANLA,#0FHADDA,R2MOV36H,ASJMPTTCC:LJMPOOYYY:LJMPYYSS:LJMPUUTT:MOVR0,#34HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HADDA,R2MOV36H,AMOVR0,#34HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HSWAPAMOVR2,AMOVA,37HANLA,#0FHADDA,R2MOV37H,AMOVR0,#34HLCALLDIRLCALLJPSRMOVA,70HADDA