合肥学院proteus仿真大赛 小时钟.docx

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合肥学院proteus仿真大赛小时钟

合肥学院proteus仿真大赛报告

设计题目：

proteus仿真小时钟

系别：

电子信息与电气工程系

成员信息：

赵鹏飞100507202410级电子信息工程2班

朱奎100507403710级电子信息工程2班

2013年4月10日

目录

一、引言3

二、方案设计3

1、方案选择3

2、方案确定3

三、总体设计4

1.整体电路设计4

2程序设计4

3单元电路设计4

3.1晶振电路4

3.2复位电路4

3.3主芯片部分5

3.4按键设置部分5

3.5显示部分6

四、电路测试7

五、结论7

六、参考文献7

七、附录8

1整体电路图8

2程序流程图8

3中断流程图9

4整体测试电路图9

5软件程序代码10

一、引言

本设计利用两片AT89C51单片机,进行串行通信串行口工作方式为方式1的全双工串行通信，并且利用数码管7SEG-COM-CAT-GRN显示出传送的数据。

AT89C51内置一个全双工串行通信口，利用两单片机互相发送控制命令字符，并接收其发送的数字，同时在数码管上显示。

二、方案设计

1、方案选择

方案一：

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS8位单片机，能提供以下标准功能：

4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。

同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。

方案二：

80C51单片机属于MCS-51系列单片机，由Intel公司开发，其结构是8048的延伸，改进了8048的缺点，增加了如乘（MUL）、除（DIV）、减（SUBB）、比较（PUSH）、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和5个中断源。

采用40引脚双列直插式DIP（DualInLinePackage），内有128个RAM单元及4K的ROM。

80C51有两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有4个8位并行输入口。

80C51内部有时钟电路，但需要石英晶体和微调电容外接。

2、方案确定

鉴于89C51是CMOS工艺、8051是NMOS工艺制造（80C51则是CMOS工艺制造），而CMOS工艺制造的功耗更加小。

89C51的内部ROM是FLASH-ROM，可多次更新改写（相当于8751，不过8751是EEROM），而8051一般是掩膜ROM，不可更新改写。

并且89C51提供一个全双工串行通信口，基于题目要求，我们选择方案一。

三、总体设计

1.整体电路设计

利用AT89C51单片机、7SEG-COM-CAT-GRN数码管、button按钮开关等元器件组成整体仿真电路。

整体电路图见附录。

2程序设计

甲单片机向乙机发送控制命令字符，同时接收乙机发送的数字，当乙单片机的开关K2按下一次时，就向甲单片机发送一次数据，甲单片机上数码管显示接收的数据。

乙单片机向甲机发送控制命令字符，同时接收甲机发送的数字，当甲单片机的开关K1按下一次时，就向乙单片机发送一次数据，乙单片机上数码管显示接收的数据。

程序流程图和程序代码见附录。

3单元电路设计

3.1晶振电路

本设计中的振荡电路如下图所示。

3.2复位电路

MCS-51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。

复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。

上电复位：

上电复位电路是—种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。

电路如下图所示

3.3主芯片部分

本设计使用AT89C51单片机作为主控芯片。

电路如下图所示

3.4按键设置部分

本设计总的用了两个按扭开关，用于设置状态和调整输出的数据。

电路如下图所示

3.5显示部分

本设计采用7SEG-COM-CAT-GRN数码管显示。

电路如下图所示

四、电路测试

1．当甲机开关K1按下一次时，就向乙机发送一次数据，把0~9十个数循环发送到乙机数码管上显示。

2.当乙机的开关K1按下一次时，就向甲机发送一次数据，把0~9十个数循环发送到甲机数码管上显示。

整体测试电路见附录。

五、结论

单片机技术是现代电子工业中不可缺少的一项技术,掌握单片机技术是产品开发的重要条件,Proteus在单片机应用产品研发中有着非常重要的作用。

是产品研发的高效、经济、可靠的单片机系统设计与仿真平台。

基于Proteus的单片机虚拟开发环境有利于提高产品的开发效率;利用仿真系统,不但可以节约开发时间和开发成本,而且还具有很大的灵活性和可扩展性,相信随着越来越多的人对Proteus的了解和使用,它会对我们的学习、科研和工作带来越来越多的帮助。

六、参考文献

1彭伟《单片机C语言程序设计实训100例—基于8051+Proteus仿真》电子工业出版社

2周润景张丽娜刘映群《proteus入门实用教程》北京：

机械工业出版社2007年9月

七、附录

1整体电路图

2程序流程图

3中断流程图

4整体测试电路图

5软件程序代码

/***************数字钟程序***************/

#include

#defineucharunsignedchar

sbitbuzzer=P2^7;//定义蜂鸣器控制端口

/**************函数声明*************/

voiddisplay（uchar*p）;

ucharkeyscan（）;//扫描键盘有无键按下

ucharsearch（）;//按键识别

voidalarm（）;//闹钟判断启动

voidftion0（）;//时钟修改

voidftion1（）;//闹钟修改

voidcum（）;//加1修改

/***************全局变量定义****************/

ucharclockbuf[3]={0,0,0};//存放时钟时分秒的十进制数

ucharbellbuf[3]={0,0,0};//存放闹钟时分秒的十进制数

ucharmsec1;//10ms中断次数

ucharmsec2;//1s循环次数

uchartimdata,rtimdata;//时钟和闹钟修改位置标志

ucharcount;//闹钟启动后10s计时单元

uchar*dis_p;//显示缓冲区指针

bitarmbit;//闹钟标志，为0闹钟未设定，为1已设定

bitrtimbit;//闹钟是否启动标志，为1已启动

bitrhourbit;//闹钟小时修改标志，为1正在修改闹钟小时

bitrminbit;//闹钟分修改标志，为1正在修改闹钟分

bithourbit;//时钟小时修改标志，为1正在修改时钟小时

bitminbit;//时钟分修改标志，为1正在修改时钟分

bitsecbit;//时钟秒修改标志，为1正在修改时钟秒

/****************主函数****************/

voidmain（）

{

uchara;

armbit=0;//清零闹钟标志位

msec1=0;//设置10ms中断次数初值

msec2=0;//设置1s中断次数初值

timdata=0;//时钟内容修改位置记忆单元清零

rtimdata=0;//闹钟内容修改位置记忆单元清零

count=0;//闹钟启动后保持10s计时单元清零

TMOD=0x02;//定时器T0为工作方式2

TL0=0x06;//定时初始值为250us

TH0=0x06;

EA=1;//中断总允许位开启

ET0=1;//定时器1开中断

TR0=1;//启动定时器T0

dis_p=clockbuf;//将时钟值所在地址送入显示指针

P1=0x00;buzzer=0;

while

（1）

{

a=keyscan（）;//调用键盘扫描子程序

if（a==0x07）

{

display（dis_p）;//无键输入调用显示程序

if（armbit==1）alarm（）;//判断闹钟设定否，若设定则调用闹钟启动函数

}

else

{

display（dis_p）;//调用显示子函数作为延时去抖动

a=keyscan（）;

if（a!

=0x07）//没有抖动，表示有键按下

{a=search（）;//调用查键值子函数

switch（a）{

case0x00:

ftion0（）;break;//是时钟参数修改功能键，调用时钟设置子函数

case0x01:

ftion1（）;break;//是闹钟参数修改功能键，调用闹钟设置子函数

case0x02:

cum（）;break;//是加1功能键，调用加1修改功能子函数

default:

break;}

}}}}

/***************6位LED显示函数***************/

voiddisplay（uchar*p）

{ucharbuffer[6]={0,0,0,0,0,0};

uchark,i,j,m,temp;

ucharled[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,

0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

buffer[0]=p[0]/10;

buffer[1]=p[0]%10;

buffer[2]=p[1]/10;

buffer[3]=p[1]%10;

buffer[4]=p[2]/10;

buffer[5]=p[2]%10;

for（k=0;k<2;k++）

{temp=0x01;

for（i=0;i<6;i++）

{

j=buffer[i];

P0=~temp;

P1=led[j];//P1送断码

temp<<=1;

for（m=0;m<100;m++）;//每一位显示延时

P1=0x00;//关显示

}}}

/**************键盘扫描函数************/

ucharkeyscan（）

{

ucharc;

P0=0xf0;

c=P2;

c=c&0x07;//按键行输入为P2.0-P2.2，屏蔽无关位

return（c）;

}

/**************查键值函数*************/

ucharsearch（）

{

uchara,b,c,d,e;

//P2=0xfe;

c=0xfe;//首列扫描字送变量c

a=0;//首列号送a

while

（1）

{

P0=c;//列扫描字送P0口

d=P2;//读入P2口的行状态

if（（d&0x01）==0）{b=0;break;}//第0行有键按下，第0行行首号送b

elseif（（d&0x02）==0）{b=4;break;}//第1行有键按下，第1行行首号送b

elseif（（d&0x04）==0）{b=8;break;}//第2行有键按下，第2行行首号送b

a++;//扫描列号加1

c<<=1;//修改列扫描字，扫描下一列

}

e=a+b;//将行首号与列号相加，求键号

do{display（dis_p）;}

while（（d=keyscan（））!

=0x07）;//等待释放按键

return（e）;

}

/***********闹钟判断启动函数*************/

voidalarm（）

{

if（（clockbuf[0]==bellbuf[0]）&&（clockbuf[1]==bellbuf[1]））

{buzzer=1;rtimbit=1;}//设置闹钟计时标志，时钟将进行10s计时标志

if（count==10）//判断闹钟保持10s时间到否

{

count=0;//清除闹钟保持10s计时

buzzer=0;//清除闹钟

armbit=0;//清闹钟标志，否则闹钟设置将继续有效

rtimbit=0;

}}

/*************时钟设置函数*************/

voidftion0（）

{

if（rhourbit==1||rtimbit==1||rtimdata==1）

{secbit=0;minbit=0;hourbit=0;timdata=0;}

else

{

TR0=0;//关定时器

dis_p=clockbuf;//将时钟缓冲区首地址送显示指针

timdata++;//将时钟修改记录值加1

switch（timdata）{

case0x01:

secbit=1;break;//记录值为1，则将时钟秒修改标志置1

case0x02:

secbit=0;minbit=1;break;//记录值为2，则将时钟分修改标志置1

case0x03:

minbit=0;hourbit=1;break;//记录值3，则将时钟时修改标志置1

case0x04:

timdata=0;hourbit=0;TR0=1;break;//按4次则清时钟单元修改位置

//记录，定时器重新开启

default:

break;}

}}

/***************闹钟设置函数**************/

voidftion1（）

{

if（secbit==1||minbit==1||hourbit==1||timdata==1）

{rhourbit=0;rtimbit=0;rtimdata=0;}

else

{

dis_p=bellbuf;//设置闹钟显示标志

rtimdata++;//将闹钟修改记录值加1

switch（rtimdata）{

case0x01:

rminbit=1;break;//记录值为1，将闹钟分修改标志置1

case0x02:

rminbit=0;rhourbit=1;break;

//记录值为2，将时钟分修改标志置1

case0x03:

rtimdata=0;rhourbit=0;//按3次则清闹钟单元修改位置记录

armbit=1;//设置闹钟已设置标志位

dis_p=clockbuf;//恢复时钟显示标志

break;

default:

break;}

}}

/*************加1修改功能函数**************/

voidcum（）

{if（secbit==1）{//时钟秒修改标志为1，秒单元内容加1

if（clockbuf[2]==59）clockbuf[2]=0;

elseclockbuf[2]++;}

elseif（minbit==1）{//时钟分修改标志为1，分单元内容加1

if（clockbuf[1]==59）clockbuf[1]=0;

elseclockbuf[1]++;}

elseif（hourbit==1）{//时钟小时修改标志为1，小时单元内容加1

if（clockbuf[0]==23）clockbuf[0]=0;

elseclockbuf[0]++;}

elseif（rminbit==1）{//闹钟分修改标志为1，分单元内容加1

if（bellbuf[1]==59）bellbuf[1]=0;

elsebellbuf[1]++;}

elseif（rhourbit==1）{//闹钟小时修改标志为1，小时单元内容加1

if（bellbuf[0]==23）bellbuf[0]=0;

elsebellbuf[0]++;}

}

/************定时器中断函数*************/

voidclock（）interrupt1

{

EA=0;//关中断

if（msec1!

=40）msec1++;

else

{msec1=0;//到10ms否，不到则msec1加1

if（msec2!

=10）msec2++;//到1s否，不到则msec2加1

else

{

if（rtimbit==1）count++;msec2=0;

if（clockbuf[2]!

=59）clockbuf[2]++;//到1min否，不到则clockbuf[2]加1

else

{

clockbuf[2]=0;

if（clockbuf[1]!

=59）clockbuf[1]++;//到1h否，不到则clockbuf[1]加1

else

{

clockbuf[1]=0;

if（clockbuf[0]!

=23）

clockbuf[0]++;//到24h否，不到则clockbuf[0]加1

elseclockbuf[0]=0;

}

}}}

EA=1;//开中断

}