1、1大庆师范学院计算机组成原理课程设计总结报告设计题目：基本模型机的模拟设计与实现子 题 目：简易时钟学生姓名：许辛院 别：计算机科学与技术学院专 业：计算机科学与信息技术班 级：计算机本科三班学 号：201001041085指导教师: 2011 年 7 月 8 日2大庆师范学院课 程 设 计 任 务 书题目 简易时钟 主要内容：参考资料：完 成 期 限： 一 周 指 导 教 师 签 名 ： 年 月 日31 设计要求利用 89S51 单片机结合数码管和 1602 显示器设计一个电子时钟，由于用 LED 数码管显示年月日，1602 第一行显示时分秒，第二行显示闹钟。在夜晚或黑暗的场合里也可以使用，
2、具有一定的使用性。独立按键进行时间和闹钟的调整。2 硬件设计及描述2.1 确定元器件型号及参数2.1.1 AT89S51 单片机简介:AT89S51 是一个低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k Bytes ISP(In-system progRAMmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决
3、方案。AT89S51 具有如下特点：40 个引脚，4k Bytes Flash 片内程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32 个外部双向输入/输出（I/O）口，5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。功能特性：兼容 MCS-51 指令系统32 个双向 I/O 口42 个 16 位可编程定时/计数器全双工 UART 串行中断口线2 个外部中断源中断唤醒省电模式看门狗（WDT）电路灵活的 ISP 字节和分页编程4k 可反复擦写(1000 次）ISP Flash ROM4.5-5
4、.5V 工作电压时钟频率 0-33MHz128x8bit 内部 RAM低功耗空闲和省电模式3 级加密位软件设置空闲和省电功能双数据 AT89S51 相对于 AT89C51 增加的新功能包括：- 新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变，甚至比 89C51 更低！- ISP 在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能。- 最高工作频率为 33MHz，大家都知道 89C51 的极限工作频率是 24M，就是说 S51 具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。- 具有双工 UART 串行通道。- 内部集成看门狗计时器，不再需要像
5、 89C51 那样外接看门狗计时器单元电路。- 双数据指示器。- 电源关闭标识。- 全新的加密算法，这使得对于 89S51 的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。- 兼容性方面：向下完全兼容 51 全部字系列产品。比如 8051、89C51 等等早期 MCS-51兼容产品。也就是说所有教科书、网络教程上的程序（不论教科书上采用的单片机是8051 还是 89C51 还是 MCS-51 等等），在 AT89S51 上一样可以照常运行，这就是所谓的向下兼容。据从电子市场获得的消息，最直接的是编程器市场，老款不支持 AT89SXX 的编程器将真正、永远被淘汰。第
6、二是仿真器市场，有客户将对 AT89SXX 提出仿真要求。第三是下载电缆线，因为 AT89SXX 支持在线编程，很多客户需要这个功能。第四，出版社、学校可能推出新的教材或技术资料。第五，AT89S 在目前肯定不能被解密，但迟早仍可以给解密行业带来巨大利润。AT89S51/ AT89S52 在工艺上进行了改进，AT89S51/ AT89S52 采用 0.35 新工艺，成本降低,而且将功能提升,增加了竞争力。89CXX 与 89SXX 可以兼容。Atmel 已经不接受89CXX 的定单现在卖的 89c51 片子全是库存，价格相对与 s51 来说 at89c51 可以要更高一点。2.1.2 LED
7、数码显示管5单片机 P0 端口接有 4 位共阳极 LED 数码管显示器。数码管的 8 个引脚依照a、b、c、d、e、f、g、dp 顺序依次与 P0 端口的 8 个引脚P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7 相连，R 是限流电阻。4 位 LED 数码管的共阳极引脚分别与 V1V4 三极管的集电极相连，三极管的基极通过限流电阻分别接在单片机 P2 端口的 P2.0P2.3 引脚上。4 位数码管显示器分别由 4 只三极管控制，例如，P2.0 输出为低电平时，V4 三极管导通，与其相连的共阳极数码管显示器开始工作；P2.0 输出为高电平时，V4 三极管截止，与其相连的数码
8、管显示器停止工作。LED 显示屏分为数码显示屏、图文显示屏和视频显示屏，均由 LED 矩阵块组成。LED数码显示屏的显示器件为 7 段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏。 图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD 节目以及现场实况。LED 显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于金融、税务、工商、邮电、体育、广告、厂矿企业、交通运输、教育系统、车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场
9、、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。 2.5m 宽茶色和透明磨砂树脂板已由无锡正成企业安装调试成功!大大改善了 LED 的整体效果,有效时间达 20 年之久,耐高温达 150 度,低温达-45 度LED 显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。 LED 之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化
10、方向发展。 LED 显示屏性能超群: 发光亮度强 在可视距离内阳光直射屏幕表面时,显示内容清晰可见. 超级灰度控制 具有 1024-4096 级灰度控制,显示颜色 16.7M 以上,色彩清晰逼真,立体感强.静态扫描技术 采用静态锁存扫描方式,大功率驱动,充分保证发光亮度. 自动亮度调节 具有自动亮度调节功能,可在不同亮度环境下获得最佳播放效果. 全面采用进口大规模集成电路,可靠性大大提高,便于调试维护. 全天候工作 完全适应户外各种恶劣性环境,防腐,防水,防潮,防雷，抗震整体性能强、性价比高、显示性能好,像素筒可采用 P10mm、P16mm 等多种规格.先进的数字化视频处理，技术分布式扫描，模
11、块化设计/恒流静态驱动，亮度自动调节，超高亮纯色象素影像画面清晰、无抖动和重影，杜绝失真视频、动画、图表、文字、图片等各种信息显示、联网显示、远程控制。 2.1.5 160261.简介工业字符型液晶，能够同时显示 16x02 即 32 个字符。（16 列 2 行）注：为了表示的方便 ，后文皆以 1 表示高电平，0 表示第电平。2.管脚功能1602 采用标准的 16 脚接口，其中：第 1 脚：VSS 为电源地第 2 脚：VDD 接 5V 电源正极第 3 脚：V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K 的电位器
12、调整对比度）。第 4 脚：RS 为寄存器选择，高电平 1 时选择数据寄存器、低电平 0 时选择指令寄存器。第 5 脚：RW 为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。第 6 脚：E(或 EN)端为使能(enable)端。第 714 脚：D0D7 为 8 位双向数据端。7第 1516 脚：空脚或背灯电源。15 脚背光正极，16 脚背光负极。3.操作控制操作控制表 操作 读状态 写指令 读数据 写数据 输入 RS=0，RW=1，E=1 RS=0，RW=0， D07=指令码，E=H 脉冲 RS=1，RW=1，E=1 RS=1，RW=0， D07=数据，E=H 脉冲 注：关于
13、E=H 脉冲开始时初始化 E 为 0，然后置 E 为 1，再4.字符集1602 液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了 160 个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是 01000001B（41H），显示时模块把地址 41H 中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。8因为 1602 识别的是 ASCII 码，试验可以用 ASCII 码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如A。以下是 1602 的 16 进制 ASCII 码表地址：读的时候，先
14、读左边那列，再读上面那行，如：感叹号！的 ASCII 为 0x21，字母 B 的ASCII 为 0x42（前面加 0x 表示十六进制）。编辑本段指令集1602 通过 D0D7 的 8 位数据端传输数据和指令。显示模式设置： (初始化)0011 0000 0x38 设置 162 显示，57 点阵，8 位数据接口；显示开关及光标设置： (初始化)0000 1DCB D 显示(1 有效)、C 光标显示(1 有效)、B 光标闪烁(1 有效)0000 01NS N=1(读或写一个字符后地址指针加 1 sbit RS=P26;/数据/命令选择端sbit RW=P25;/读写选择短sbit E=P27;/使
15、能信号sbit p2=P22;sbit p3=P23;sbit p4=P24;sbit k2=P11;sbit k3=P12;sbit k4=P13;sbit k5=P14;sbit k7=P16;sbit k8=P17;12#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar shu=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;uchar a1,a2,a3,a4,a5,a6;uint shi=0,fen=0,miao=0;uint i;uint nian=2011,yue=7,ri=07;uint s;uint anjian=1;uc
16、har code duan=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;uchar table8;void ms(int a)int x,y;for(x=a;x0;x-)13for(y=45;y0;y-);void write_com(uchar com)RS=0;P0=com;ms(4);E=1;ms(4);E=0;void init()E=0;RW=0;write_com(0x38);14write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80+0x04);void
17、write_date(uchar date)RS=1;P0=date;ms(4);E=1;ms(4);E=0;void jisuan(uint ss,uint ff,uint mm)15a1=shuss/10;a2=shuss%10;a3=shuff/10;a4=shuff%10;a5=shumm/10;a6=shumm%10; void xianshi()write_date(a1);write_date(a2);write_date(:);write_date(a3);write_date(a4);write_date(:);write_date(a5);16write_date(a6);
18、void naoling(uint ss,uint ff,uint mm)if(shi=ssvoid naolingxianshi()write_com(0x80+0x44);write_date(0);write_date(0);write_date(:);write_date(0);write_date(0);write_date(:);17write_date(0);write_date(4);void nianyueri()table0=duannian%1000%100/10;table1=duannian%1000%100%10;table2=0x40;table3=duanyue/10;table4=duanyue%10;table5=0x40;table6=duanri/10;table7=duanri%10;for(s=0;s=20)30i=0;miao+;ri+;if(miao=60) l1=1;miao=0;fen+;if(fen=60)fen=0;shi+;if(shi=24)shi=fen=miao=i=0;
