51单片机数字秒表设计报告论文

51单片机数字秒表设计报告论文内容摘要：

Vcc Vss 接地 Vcc 正常操作时为 +5V 接地 ， 外接晶振引脚 XTAL1 和 XTAL2 a、 XTAL1 内部振荡电路反相放大器的输出端，是外接晶体的一个引脚。 当5 采用 外部振荡时， 此引脚接地。 b、 XTAL2 内部振荡电路反相放大器的输出端， 是 外接晶体的 的另一端。 当采用外部振荡时，此引脚接外部振荡源。 （ 2） 控制或与其他电源复用引脚 a、 RST/VPD 当振荡器运行是，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位在 Vcc 掉电期间，此引脚可接上 备用电源，由 VPD向内部提供备用电源，以保持内部 RAM 中的数据。 b、 ALE/PROG 正常操作时为 ALE 功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部存储器， ALE 引脚以不变的频率（振荡器频率的 1/6）周期性的发出正脉冲信号。 因此，它可以用作对外输出的时钟，或用于定时目的。 c、 PSEN 外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间， PSEN 在每个机器周期内两次有效。 d、 EA/Vpp 内部程序存储器和外部程序存储器选择端。 当 EA/Vpp 位高电平时，访问内部程序存储器，当 EA/Vpp 为低电平时，则访问外部程序存储器。 对于 EPROM 编程期间，此引脚上加 21VEPROM 编程电源（ Vpp）。 （ 3） 输入 /输出引脚 ~， ~， ~， ~。 a、 P0 口（ ~）是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 口，在访问外部存储器时，它是分时传送的低字节地址和数据总线， P0 口能以吸收电流的方式驱动八个 LSTTL 负载。 b、 P1 口（ ~）是一个带有内部上拉电阻的 8 位准双向 I/O 口。 能驱动四个 LSTTL 负载。 c、 P2 口（ ~）是一个带有内部上拉电阻的 8 位准双向 I/O 口，在访问外部存储器时，它输出高 8位地址。 P2口可以驱动四个 LSTTL 负载。 d、 P3 口（ ~）是一个带有内部上拉电阻的 8 位准双向 I/O 口。 能驱动四个 LSTTL 负载。 各部分电路设计 系统时钟电路的设计 80C52 单片机内有一个高增益反相放大器，其频率范围为 ~12MHz，6 XTAL1 和 XTAL2 分别为放大器的输入端和输出端。 时钟可以由内部方式或外部方式产生。 80C52 内部方式时钟电路如图 23（ a）所示。 在 XTAL1 和 XTAL2 引脚上外接定时元件，就能构成自激振荡电路。 定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路。 电容器 C1 和 C2 主要起频率微调作用，电容值可选取为 30pF 左右（外接晶体时）或 40pF 左右（外接陶瓷谐振器时）。 80C52 外部方式时钟电路如图 23（ b）所示。 XTAL1 接外部振荡器， XTAL2悬空。 对外部振荡信号无特殊要求，只要保证脉冲宽度，一般采用频率低于 12MHz的方波信号。 图 23 80C51 单片机的时钟电路 系统复位电路的设计 电路中 C R15 组成复位电路，该电路 采用的是上电复位，即整个系统从新开始工作。 复位电路有很多种，分别可由不同的元件组成，可靠性也各有不同，本设计采用简单的上电复位。 如图 24所示。 图 24 复位电路 7 按键与按钮电路设计 本设计中只使用一个按键开关 SET，来对时、分、秒进行调整。 SET还作为复位按钮，也可以进入省电（不显示 LED 数码管）和正常显示三种状态。 图 25所示为按钮电路。 图 25 按钮电路 显示电路的选择与设计 对于数字显示电路，通常采用液晶显示或数码管显示。 对于一般的段式液晶屏，需要专门的驱动电路，而且液晶显示作为一种被动显示，可视性差，不适合远距离观看；对于具有驱动电路和单片机接口的液晶显示模块，一般多采用并行接口，对单片机的接口要求较高，占用资源多；另外， AT89S52 单片机本身没有专门的液晶驱动接口。 而数码管作为一种主动显示器件，具有亮度高、响应速度快、价格便宜、易于购买等优点，而且有远距离视觉效果，很适合夜间或者远距离操作。 因此在本设计中，我们采用 7段数码管作为显示介质。 数码管显示可以分为静态显示和动态 显示两种。 由于本设计需要采用 两 位数码管显示时间 ，如果静态显示则占用的口线多，硬件电路复杂，所以采用动态显示。 驱动数码管采用动态显示。 动态驱动是将所有的数码管的 8 个显示笔画“ a,b,c,d,e,f,g,dp”的同名端连在一起，另外每个数码管中的公共极 COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立的 I/O 线控制，通过分时轮流控制各个数码管的 COM 端，就使各个数码管轮流受控制显示。 P0 口加上拉电阻， P0 端口必须外接上拉电阻才能正常输出“ 0”和“ 1”电平，保证 P1 端口所接的 LED 数码管能够正常显示数字，和软件相配 合来驱动数码管显示。 8 数码管的内部结构 数码管的结构有单个数码管和集成数码管（即一个封装内至少有两个数码管集成在一起）两种，结构图如图 7 所示，其中（ a）为数码管的引脚图，有共阴极和共阳极两种。 本设计采用共阳极数码管，其内部结构图如图（ b）所示。 它们都是由基本的 7 个条状的发光二极管（ LED）排列而成的，可实现数字“ 09”及少量字符的显示。 另外，为了显示小数点，增加了 1个点状的发光二极管，因此数码管就由 8 个 LED 组成，把这些发光二极管命名为“ a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、DP”，对应引脚如图 26 所示。 图 26 数码管的内部结构与引脚图。