单片机研究型作业

微机原理与接口技术研究性教学

—单片机应用系统设计时钟及液晶显示器设计一.选题与任务1.选题时钟及液晶显示器设计2.任务设计一个单片机时钟显示调整系统，扩展液晶显示器用于时钟显示和调整，连接按键分别控制系统的显示模式切换和时间值增减调整。二.总体方案单片机应用系统中经常应用8段LED数码管显示器显示数字，字母和一些简单的符号，并使用按键输入操作信息。所以可以用一个单片机系统，扩展连接6个8段LED数码管显示器，用于时钟显示和调整，连接3个独立式按键分别控制系统的显示模式切换和时间模式的调整。三.硬件介绍1.MAX7219显示驱动器三.硬件介绍1.MAX7219显示驱动器MAX7219是Maxim公司设计的共阴极8段LED数码管显示驱动器，它采用4线串行输入/输出的方式与单片机系统接口，并提供BCD码译码显示器或非译码显示两种方式，可以控制1~8位LED显示器。MAX7219还可以级联工作，驱动更多的数码管显示器。MAX7219的引脚图与功能如下：三.硬件介绍1.MAX7219显示驱动器DIN串行数据输入端口。在时钟上升沿时数据被载入内部的16位寄存器。DOUT串行数据输出端口，从DIN输入的数据在16.5个时钟周期后在此端有效。当使用多个MAX7219/MAX7221时用此端方便扩展。三.硬件介绍1.MAX7219显示驱动器LOAD(MAX7219)载入数据。连续数据的后16位在LOAD端的上升沿时被锁定。DIG0–DIG7八位字位控制线。SEGA~SEGG,SEGDP：SEGA~SEGG是7段字段控制线，SEGDP是小数点控制。ISET：经电阻与正电源连接，设置段电流。V+,GND：正电源接+5v，两个GND都接地。三.硬件介绍2.AT89C51单片机三.硬件介绍2.AT89C51单片机AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。MAX7219的引脚图与功能如下：三.硬件介绍2.AT89C51单片机VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。三.硬件介绍2.AT89C51单片机P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。三.硬件介绍2.AT89C51单片机/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。四.电路图五.软件方案1.定时器/计数器T0定时20ms中断一次，中断50次为1s，用R2工作寄存器记录T0的中断次数MAIN:MOVSP,#60HMOVTMOD,#01H；定时器T0方式设置MOVTH0,#0B1H；定时器T0装入初值20msMOVTL0,#0E0HSETBET0；T0中断允许SETBEA；总中断允许MOVR2,#50；T0中断50次为1sSETBTR0；启动T0五.软件方案2.秒、分、时寄存器分别设置在8051内部RAM30H-32H单元SECONDDATA30HMINUTEDATA31HHOURDATA32H3.按键KEY1为工作模式键，用于时钟显示或调秒、调分、调时的功能切换选择，R3寄存器记录KEY1按键的次数，R3=0，显示时钟，R3=1，调秒，R3=2，调分，R3=3，调时五.软件方案3.按键KEY1为工作模式键，用于时钟显示或调秒、调分、调时的功能切换选择，R3寄存器记录KEY1按键的次数，R3=0，显示时钟，R3=1，调秒，R3=2，调分，R3=3，调时KJMP3:AJMPDISCLK；R3=0显示时钟AJMPDISS；R3=1显示秒AJMPDISM；R3=2显示分AJMPDISH；R3=3显示时DISCLK:MOVR0,#79HMOVR1,#HOURMOVR4,#03HCFLOOP:MOVA,@R1SWAPAANLA,#0FHMOV@R0,AINCR0MOVA,@R1ANLA,#OFHMOV@R0,AINCR0DECR1DJNZR4,CFLOOPSETBTRORETDISS:CLRTR0；显示秒，时与分的数码管不亮MOVA,SECONDSWAPAANLA,#OFHMOV7DH,AMOVA,SECONDANLA,#0FHMOV7EH,AMOV79H,#0FHMOV7AH,#0FHMOV7BH,#0FHMOV7CH,#0FHAJMPKK5DISM:ALRTR0；显示分，分与秒的数码管不亮MOVA,MINUTESWAPAANLA,#0FHMOV7BH,AMOVA,MINUTE

五.软件方案3.按键KEY1为工作模式键，用于时钟显示或调秒、调分、调时的功能切换选择，R3寄存器记录KEY1按键的次数，R3=0，显示时钟，R3=1，调秒，R3=2，调分，R3=3，调时ANLA,#0FHMOV7CH,AMOV79H,#0FHMOV7AH,#0FHMOV7DH,#0FHMOV7EH,#0FHAJMPKK5DISH:CLRTR0MOVA,HOURSWAPAANLA,#0FHMOV79H,AMOVA,HOURANLA,#0FHMOV7AH,AMOV7BH,#0FHMOV7CH,#0FHMOV7DH,#0FHMOV7EH,#0FH五.软件方案3.按键KEY2为增1键，对选定的被调项的当前值增1；按键KEY3为减1键，对选定的被调项的当前值减1KEY:JNBKEY1,KK1；判断key1是否按下JBKEY1,$；等待key1键释放INCR3；模式值增1，在0，1，2，3间逐项切换CJNER3,#04H,JMPKK3；当R3中的模式值为4时，再设置为0MOVR3,#00HJMPKK3:AJMPKK3；转至 kk3，按R3内容选择显示KK1:JNBKEY2,KK2；判断key2键是否按下JBKEY2,$；等待key2键释放MOVA,R3；根据当前r3值对时间项增1调整RLAMOVDPTR,#KJMP1JMP@A+DPTRKJMP1:AJMPDISCLKAJMPSINCAJMPMINCAJMPHINCSINC:MOVA,SECOND；秒增1ADDA,#01HDAAMOVSECOND,A

CJNEA,#06H,DISS1MOV30H,#01HDISS1:AJMPDISS；转至秒显示缓冲区设置MINC:MOVA,MINUTE；分增1ADDA,#01HDAAMOVMINUTE,ACJNEA.#60H,DISM1MOVMINUTE,#00HDISM1:AJMPDISM；转至分显示缓冲区设置HINC:MOVA,HOUR；时增1ADDA,#01HDAAMOVHOUR,ACJNEA,#24H,DISH1MOVHOUR,#00HDISH1:AJMPDISH；转至时显示缓冲区设置KK2:JNBKEY3,KK3；判断key3键是否按下JBKEY3.$；等待key3键释放MOVA,R3RLAMOVDPTR,#KJMP2JMP@A+DPTR

五.软件方案3.按键KEY2为增1键，对选定的被调项的当前值增1；按键KEY3为减1键，对选定的被调项的当前值减1KJMP2:AJMPDISCLKAJMPSDECAJMPMDECAJMPHDECSDEC:MOVA,#9AH；妙减1CLRCSUBBA,#01HADDA,SECONDDAAMOVSECOND,ACJNEA,#00H,DISS2MOVSECOND,#59HDISS2:AJMPDISS；转至秒显示缓冲区设置MDEC:MOVA,#9AH；分减1CLRCSUBBA,#01HADDA,MINUTEDAAMOVMINUTE,ACJNEA,#0,DISM2MOVMINUTE,#59HDISM2:AJMPDISM；转至分显示缓冲区设置HDEC:MOVA,#9AH；时减1CLRCSUBBA,#01HADDA,HOURDAAMOVHOUR,ACJNEA,#99H,DISH2MOVHOUR,#23H五.软件方案3.按键KEY2为增1键，对选定的被调项的当前值增1；按键KEY3为减1键，对选定的被调项的当前值减1六.流程图开始设置秒、分、时寄存器地址定时器处理子程序定时器初始化时间值送显示缓冲区79H~7EH六.流程图7219初始化将显示缓冲区79H~7EH单元内容依此显示在数码管上处理子程序，对时、分、秒的加减R3对时、分、秒显示的控制结束向7219写入数据子程序七.程序KEYBITP1.0KEY2BITP1.1KEY3BITP1.2CLKBITP1.3LOADBITP1.4DINBITP1.5SECONDDATA30HMINUTEDATA31HHOURDATA32HORG0000HAJMPMAINORGOOOBHAJMPTIMER0MAIN:MOVSP,#60HMOVTMOD,#01H；定时器T0方式设置MOVTH0,#0B1H；定时器T0装入初值20msMOVTL0,#0E0HSETBET0；T0中断允许SETBEA；总中断允许MOVR2,#50；T0中断50次为1sSETBTR0；启动T0MOVSECOND,#00HMOVMINUTE,#00HMOVHOUR,#08H；初始化时间8点00分00秒MOVA,HOUR；时间值送显示缓冲区79H~7EHANLA,#0F0HSWAPAMOV79H,AMOVA,HOURANLA,#0FHMOV7AH,AMOVA,MINUTEANLA,#0F0HSWAPAMOV7BH,AMOVA,MINUTEANLA,#0FHMOV7CH,AMOVA,SECONDANLA,#0F0HSWAPAMOV7DH,A七.程序MOVA,SECONDANLA,#0FHMOV7EH,AMOVR3,#00H；R3初值设为0，显示时钟ACALLINI7219；调用7219初始化子程序LOOP:ACALLKEY；调用键扫描子程序ACALLDISPLAY；调用显示子程序AJMPLOOP；循环；7219初始化子程序INI7219:MOV50H,#0FH；显示测试寄存器设置MOV51H,#00H；非测试模式，正常显示MOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#0CH；关闭显示寄存器MOV51H,#01H；正常显示MOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#0BH；扫描界限寄存器MOV51H,#05H；6位显示MOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#0AH；亮度寄存器，其值为00~0FH，设置为0AHMOV51H,#09HMOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#09H；译码方式寄存器MOV51H,#0FFH；8位显示全部B译码MOVR0,#50HACALLSEND7219RETDISPLAY:MOV50H,#01H；显示子程序MOV51H,79H；显示缓冲区设在79 H~7EH单元MOVR0,#50H；其内容从左至右依次显示在数码管显示器上ACALLSEND7219MOV50H,#02HMOV51H,7AHMOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#03HMOV51H,#7BHMOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#04HMOV51H,7CHMOVR0,#50HACALLSEND7219七.程序MOV50H,#05HMOV51H,#7DHMOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#06HMOV51H,7EHMOVR0,#50HACALLSEND7219RETSEND7219：CLRLOAD；向7219写入数据子程序MOVR4,#02H；写入16位串行数据CLRCLOP1:MOVR1,#08HMOVA,@R0LOP2:RLCAMOVDIN,CSETBCLKCLRCLKDJNZR1,LOP2INCR0DJNZR4,LOP1SETBLOADRET；键扫描处理子程序KEY:JNBKEY1,KK1；判断key1是否按下JBKEY1,$；等待key1键释放INCR3；模式值增1，在0，1，2，3间逐项切换CJNER3,#04H,JMPKK3；当R3中的模式值为4时，再设置为0MOVR3,#00HJMPKK3:AJMPKK3；转至 kk3，按R3内容选择显示KK1:JNBKEY2,KK2；判断key2键是否按下JBKEY2,$；等待key2键释放MOVA,R3；根据当前r3值对时间项增1调整RLAMOVDPTR,#KJMP1JMP@A+DPTRKJMP1:AJMPDISCLKAJMPSINCAJMPMINCAJMPHINCSINC:MOVA,SECOND；秒增1ADDA,#01HDAAMOVSECOND,A七.程序CJNEA,#06H,DISS1MOV30H,#01HDISS1:AJMPDISS；转至秒显示缓冲区设置MINC:MOVA,MINUTE；分增1ADDA,#01HDAAMOVMINUTE,ACJNEA.#60H,DISM1MOVMINUTE,#00HDISM1:AJMPDISM；转至分显示缓冲区设置HINC:MOVA,HOUR；时增1ADDA,#01HDAAMOVHOUR,ACJNEA,#24H,DISH1MOVHOUR,#00HDISH1:AJMPDISH；转至时显示缓冲区设置KK2:JNBKEY3,KK3；判断key3键是否按下JBKEY3.$；等待key3键释放MOVA,R3RLAMOVDPTR,#KJMP2JMP@A+DPTRKJMP2:AJMPDISCLKAJMPSDECAJMPMDECAJMPHDECSDEC:MOVA,#9AH；妙减1CLRCSUBBA,#01HADDA,SECONDDAAMOVSECOND,ACJNEA,#00H,DISS2MOVSECOND,#59HDISS2:AJMPDISS；转至秒显示缓冲区设置MDEC:MOVA,#9AH；分减1CLRCSUBBA,#01HADDA,MINUTEDAAMOVMINUTE,ACJNEA,#0,DISM2MOVMINUTE,#59H七.程序DISM2:AJMPDISM；转至分显示缓冲区设置HDEC:MOVA,#9AH；时减1CLRCSUBBA,#01HADDA,HOURDAAMOVHOUR,ACJNEA,#99H,DISH2MOVHOUR,#23HDISH2:AJMPDISH；转至时显示缓冲区设置KK3:MOVA,R3RLAMOVDPTR,#KJMP3JMP@A+DPTRKJMP3:AJMPDISCLK；R3=0显示时钟AJMPDISS；R3=1显示秒AJMPDISM；R3=2显示分AJMPDISH；R3=3显示时DISCLK:MOVR0,#79HMOVR1,#HOURMOVR4,#03HCFLOOP:MOVA,@R1SWAPAANLA,#0FHMOV@R0,AINCR0MOVA,@R1ANLA,#OFHMOV@R0,AINCR0DECR1DJNZR4,CFLOOPSETBTRORETDISS:CLRTR0；显示秒，时与分的数码管不亮MOVA,SECONDSWAPAANLA,#OFHMOV7DH,AMOVA,SECONDANLA,#0FHMOV7EH,AMOV79H,#0FHMOV7AH,#0FH七.程序MOV7BH,#0FHMOV7CH,#0FHAJMPKK5DISM:ALRTR0；显示分，分与秒的数码管不亮MOVA,MINUTESWAPAANLA,#0FHMOV7BH,AMOVA,MINUTEANLA,#0FHMOV7CH,AMOV79H,#0FHMOV7AH,#0FHMOV7DH,#0FHMOV7EH,#0FHAJMPKK5DISH:CLRTR0MOVA,HOURSWAPAANLA,#0FHMOV79H,AMOVA,HOURANLA,#0FHMOV7AH,A