AT89C52单片机驱动SD卡系统设计
本文详细阐述了用AT89C52单片机对SD卡进行操作的过程，提出了一种不带SD卡控制器，MCU读写SD卡的方法，实现了SD卡在电能监测及无功补偿数据采集系统中的用途。
长期以来，以Flash Memory为存储体的SD卡因具备体积小、功耗低、可擦写以及非易失性等特点而被广泛应用于消费类电子产品中。特别是近年来，随着价格不断下降且存储容量不断提高，它的应用范围日益增广。当数据采集系统需要长时间地采集、记录海量数据时，选择SD卡作为存储媒质是开发者们一个很好的选择。在电能监测以及无功补偿系统中，要连续记录大量的电压、电流、有功功率、无功功率以及时间等参数，当单片机采集到这些数据时可以利用SD作为存储媒质。本文主要介绍了SD卡在电能监测及无功补偿数据采集系统中的应用方案
设计方案
应用AT89C52读写SD卡有两点需要注意。首先，需要寻找一个实现AT89C52单片机与SD卡通讯的解决方案；其次，SD卡所能接受的逻辑电平与AT89C52提供的逻辑电平不匹配，需要解决电平匹配问题
通讯模式
SD卡有两个可选的通讯协议：SD模式和SPI模式。SD模式是SD卡标准的读写方式，但是在选用SD模式时，往往需要选择带有SD卡控制器接口的MCU，或者必须加入额外的SD卡控制单元以支持SD卡的读写。然而，AT89C52单片机没有集成SD卡控制器接口，若选用SD模式通讯就无形中增加了产品的硬件成本。在SD卡数据读写时间要求不是很严格的情况下，选用SPI模式可以说是一种最佳的解决方案。因为在SPI模式下，通过四条线就可以完成所有的数据交换，并且目前市场上很多MCU都集成有现成的SPI接口电路，采用SPI模式对SD卡进行读写操作可大大简化硬件电路的设计。
虽然AT89C52不带SD卡硬件控制器，也没有现成的SPI接口模块，但是可以用软件模拟出SPI总线时序。本文用SPI总线模式读写SD卡。
电平匹配
SD卡的逻辑电平相当于3.3V TTL电平标准，而控制芯片AT89C52的逻辑电平为5V CMOS电平标准。因此，它们之间不能直接相连，否则会有烧毁SD卡的可能。出于对安全工作的考虑，有必要解决电平匹配问题。
要解决这一问题，最根本的就是解决逻辑器件接口的电平兼容问题，原则主要有两条：一为输出电平器件输出高电平的最小电压值，应该大于接收电平器件识别为高电平的最低电压值；另一条为输出电平器件输出低电平的最大电压值，应该小于接收电平器件识别为低电平的最高电压值。
一般来说，通用的电平转换方案是采用类似SN74ALVC4245的专用电平转换芯片，这类芯片不仅可以用作升压和降压，而且允许两边电源不同步。但是，这个方案代价相对昂贵，而且一般的专用电平转换芯片都是同时转换8路、16路或者更多路数的电平，相对本系统仅仅需要转换3路来说是一种资源的浪费。
考虑到SD卡在SPI协议的工作模式下，通讯都是单向的，于是在单片机向
SD卡传输数据时采用晶体管加上拉电阻法的方案，基本电路如图1所示。而在SD卡向单片机传输数据时可以直接连接，因为它们之间的电平刚好满足上述的电平兼容原则，既经济又实用。
这个方案需要双电源供电（一个5V电源、一个3.3V电源供电），3.3V电源可以用AMS1117稳压管从5V电源稳压获取。
硬件接口设计
SD卡提供9Pin的引脚接口便于外围电路对其进行操作，9Pin的引脚随工作模式的不同有所差异。在SPI模式下，引脚1（DAT3）作为SPI片选线CS 用，引脚2（CMD）用作SPI总线的数据输出线MOSI，而引脚7（DAT0）为数据输入线MISO，引脚5用作时钟线（CLK）。除电源和地，保留引脚可悬空。
本文中控制SD卡的MCU是ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机AT89C52，内含8K字节的可反复擦写的只读程序存储器和256字节的随机存储数据存储器。由于AT89C52只有256字节的数据存储器，而SD卡的数据写入是以块为单位，每块为512字节，所以需要在单片机最小系统上增加一片RAM。本系统中RAM选用存储器芯片HM62256，容量为32K。对RAM进行读写时，锁存器把低8位地址锁存，与P2口的8位地址数据构成16位地址空间，从而可使SD卡一次读写512字节的块操作。系统硬件图如图2所示。
软件设计
SPI工作模式
SD卡在上电初期自动进入SD总线模式，在此模式下向SD卡发送复位命令CMD0。如果SD卡在接收复位命令过程中CS低电平有效，则进入SPI模式，否则工作在SD总线模式。
对于不带SPI串行总线接口的AT89C52单片机来说，用软件来模拟SPI总线操作的具体做法是：将P1.5口（模拟CLK线）的初始状态设置为1，而在允许接收后再置P1.5为0。这样，MCU在输出1位SCK时钟的同时，将使接口芯片串行左移，从而输出1位数据至AT89C52单片机的P1.7（模拟MISO线），此后再置P1.5为1，使单片机从P1.6（模拟MOSI线）输出1位数据（先为高位）至串行接口芯片。至此，模拟1位数据输入输出便完成。此后再置P1.5为0，模拟下1位数据的输入输出，依此循环8次，即可完成1次通过SPI总线传输8位数据的操作。
本文的实现程序把SPI总线读写功能集成在一起，传递的val变量既是向SPI 写的数据，也是从SPI读取的数据。具体程序如下：（程序是在Keil uVision2的编译环境下编写）
sbit CS=P3^5;
sbit CLK= P1^5;
sbit DataI=P1^7;
sbit DataO=P1^6;
#define SD_Disable() CS=1 //片选关
#define SD_Enable() CS=0 //片选开
unsigned char SPI_TransferByte(unsigned char val)
{
unsigned char BitCounter;
for(BitCounter=8; BiCounter!=0; BitCounter--)
{ CLK=0;
DataI=0; // write
if(val&0x80) DataI=1;
val<<=1;
CLK=1;
if(DataO)val|=1; // read
}
CLK=0;
return val;
}
SD卡的初始化
对SD卡进行操作首先要对SD卡进行初始化，初始化的过程中设置SD卡工作在SPI模式，其流程图如图3所示。
在复位成功之后可以通过CMD55和ACMD41判断当前电压是否在工作范围
内。主机还可以继续通过CMD10读取SD卡的CID寄存器，通过CMD16设置数据Block长度，通过CMD9读取卡的CSD寄存器。从CSD寄存器中，主机可获知卡容量，支持的命令集等重要参数。SD卡初始化的C语言程序如下：unsigned char SD_Init(void)
{ unsigned char retry,temp;
unsigned char i;
for (i=0;i<0x0f;i++)
{ SPI_TransferByte(0xff); //延迟74个以上的时钟
}
SD_Enable(); //开片选
SPI_TransferByte(SD_RESET); //发送复位命令
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x00);
SPI_TransferByte(0x95);
SPI_TransferByte(0xff);
SPI_TransferByte(0xff);
retry=0;
do{ temp=Write_Command_SD(SD_INIT,0);
//发送初始化命令
retry++;
if(retry==100) //重试100次
{SD_Disable(); //关片选
return(INIT_CMD1_ERROR);
//如果重试100次失败返回错误号
}
}while(temp!=0);
SD_Disable(); //关片选
return(TRUE); //返回成功
}
数据块的读写
完成SD卡的初始化之后即可进行它的读写操作。SD卡的读写操作都是通过发送SD卡命令完成的。SPI总线模式支持单块（CMD24）和多块（CMD25）写操作，多块操作是指从指定位置开始写下去，直到SD卡收到一个停止命令CMD12才停止。单块写操作的数据块长度只能是512字节。单块写入时，命令为CMD24，当应答为0时说明可以写入数据，大小为512字节。SD卡对每个发送给自己的数据块都通过一个应答命令确认，它为1个字节长，当低5位为00101时，表明数据块被正确写入SD卡。
在需要读取SD卡中数据的时候，读SD卡的命令字为CMD17，接收正确的第一个响应命令字节为0xFE，随后是512个字节的用户数据块，最后为2个字节的CRC验证码。
可见，读写SD卡的操作都是在初始化后基于SD卡命令和响应完成操作的，写、读SD卡的程序流程图如图4和图5所示。
结束语
实验结果表明单片机使用12MHz的晶体振荡器时，读写速度和功耗都基本令人满意，可以应用于对读写速度要求不高的情况下。
单片机最小应用系统 设 计 报 告 指导老师：吴兆华 学生：曾雅琼 学号： 092011109 机电工程学院 2010年五月
目录 一设计题目 (3) 二设计目的 (3) 2.1 设计目的要求 (3) 2.2 系统设计意义 (3) 三系统硬件图 (3) 四程序流程图 (4) 五、系统说明与分析 (4) 5.1 系统主要组成部分 (5) 5.2 单片机最小系统部分 (5) 5.2.1 MCS-51系列单片机概述 (5) 5.2.2 MCS-51系列单片机的并行I/O口 (6) 5.2.3 MCS-51系列单片机的工作方式和时序 (7) 5.3 数码显示部分 (8) 5.3.1概述 (8) 5.3.2 LED数码管引脚结构 (8) 5.3.3 LED数码管显示原理 (9) 5.3.4 LED数码管的驱动方式 (10) 5.4电路板的制作 (11) 5.5 系统连线说明分析 (12) 六源程序 (13) 七总结 (19) 八参考文献 (20)
一设计题目 整点报时闹钟 二设计目的 该单片机最小应用系统设计目的及要求如下： 2.1 设计目的要求 1、通过本次实验，掌握单片机I/O口的使用，6位7段数码管动态显示数据的方法 以及蜂鸣器的用法； 2、通过对单片机的使用和编程，了解单片机的应用编程； 3、掌握单片机汇编语言设计和分析方法； 4、学会使用并熟练掌握电路绘制软件Protel99SE； 5、掌握电路图绘制及PCB图布线技巧。 2.2 系统设计意义 1、在系统掌握单片机相应基础知识的前提下，熟悉单片机最小应用系统的设计方法及系统设计的基本步骤。 2、完成所需单片机最小应用系统原理图设计绘制的基础上完成系统的电路图设计。 3、完成系统所需的硬件设计制作，在提高实际动手能力的基础上进一步巩固所学知识。 4、进行题目要求功能基础上的软件程序编程，会用相应软件进行程序调试和测试工作。 5、用AT89S51，DAC0823设计出题目所要求的电压输出，实现电压值动态显示，并针对实际设计过程中软、硬件设计方面出现的问题提出相应解决办法。
利用51单片机实现SPI总线通信 一：题目及要求 1：基本内容 1.1：理解51单片机和SPI总线通信的特性和工作原理； 1.2：以51单片机为核心分别设计SPI总线通信发送及接收电路； 1.3：熟练应用C语言或汇编语言编写程序； 1.4：应用Protues软件完成仿真，仿真结果需包括示波器波形，通过一定的 方式（如LED灯、LED显示器等）显示发送和接受数据结果； 1.5：下载程序到开发板，实现串口通信功能（选做）； 1.6：提交设计报告。 2：基本要求 本设计采用三线式SPI总线，一条时钟线SCK，一条数据输入线MOSI，一条数据输出线MISO。时钟极性CPOL=0，时钟相位CPHA=0。 二：设计思路 1：掌握51单片机和SPI总线通信的工作原理； 2：利用1中的原理设计SPI总线通信发送和接受电路； 3：编程模拟SPI时序，包括串行时钟、数据输入和输出； 4：利用Protues软件仿真，观察结果； 5：顺利仿真后，下载到开发板实现串行通信功能。 三：设计过程及内容 1：SPI总线简介 SPI ( Serial Peripheral Interface ——串行外设接口) 总线是Motorola公司推出的一种同步串行接口技术。SPI总线系统是一种同步串行外设接口,允许MCU（微控制器）与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交换。外围设备包括FLASHRAM、A/ D 转换器、网络控制器、MCU 等。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现
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三江学院 本科生毕业设计（论文）题目基于51单片机的USB键盘设计与实现高职院院（系）电气工程及其自动化专业 学生姓名梁邱一学号 G105071013 指导教师孙传峰职称讲师 指导教师工作单位三江学院 起讫日期 2013年12月10日至2014年4月12日
摘要 随着计算机技术的不断更新和多媒体技术的快速发展,传统的计算机外设接口因为存在许多缺点已经不能适应计算机的发展需要。比起传统的AT，PS/2，串口，通用串行总线USB,具有速度快,使用方便灵活,易于扩展,支持即插即用,成本低廉等一系列优点,得到了广泛的应用。 本论文阐述了51系列单片机和USB的相关内容，详细介绍了系统的一些功能设计，包括硬件设计和软件设计。在程序调试期间用简单的串口通信电路，通过串口调试助手掌握了USB指令的传输过程，这对整个方案的设计起到了很大的指导作用。论文以单片机最小系统配合模拟键盘组成的USB键盘硬件系统，通过对D12芯片的学习与探索，在其基本命令接口的支持下，结合硬件进行相应的固件程序设计，使其在USB协议下，实现USB模块与PC的数据通信，完成USB键盘的功能模拟。 总结论文研究工作有阐述USB总线的原理、对本设计的系统要求作出了分析、根据要求选定元件和具体编程方案、针对系统所要实现的功能对相关芯片作了详细介绍以及在硬件部分设计了原理图。 关键词：USB；D12；PC
Abstract With the rapid development of computer technology and multimedia technology constantly updated, traditional computer peripheral interface because there are many shortcomings have been unable to meet the development needs of the https://www.doczj.com/doc/1017196106.html,pared to traditional AT, PS / 2, serial, Universal Serial Bus USB, with fast, flexible and easy to use, easy to expand, support Plug and Play, a series of advantages, such as low cost, has been widely used. This paper describes the 51 series and USB related content, detailing some of the features of the system design, including hardware and software design.During debugging a simple serial communication circuit, through the serial port debugging assistant master USB transfer instructions, which designed the entire program has played a significant role in guiding.Thesis smallest single-chip system consisting of analog keyboard with a USB keyboard hardware system, by learning and exploration D12 chips, with the support of its basic command interface, in conjunction with the corresponding hardware firmware design, making it in the USB protocol, USB module data communication with the PC, the USB keyboard to complete the functional simulation. This paper summarizes research work has elaborated the principle of the USB bus, the system is designed to require the analysis, components and solutions based on the specific requirements of the selected programming for the system to achieve the function of the relevant chips are described in detail in the hardware part of the design as well as the principle of Figure. Keywords:USB；D12；PC
、 职业技能训练之 电子技术课程设计报告 学院电子与信息学院 设计题目基于51单片机设计的带有测温功能的电子时钟班级XXX 姓名XXX 学号XXX 指导教师XXX 时间2012年06月25日
目录 一、设计要求 二、课程设计的方案、目的及意义 三、硬件设计方案 四、软件设计方案 五、总结 六、参考资料
一、设计要求 用51单片机设计带温度显示的电子时钟，具体要求如下： 1、利用DS1302时钟芯片实现时钟功能模块。 2、时钟要求可以调节时间：年、月、日、时、分、秒。 3、利用LCD1602显示。 4、利用DS18B20芯片实现温度功能模块。 5、利用按键完成各项功能。 二、课程设计方案、目的及意义 1、总体方案： 用STC89C51单片机作为CPU主控制器，DS1302时钟芯片提供准确时钟信号，DS18B20温度传感器采集温度信息，三个按键进行加减调整、功能切换作用，通过LCD1602对外多功能显示。 2、具体方案： CPU控制所有模块，通过循环反复从DS1302中读取时钟信息，传送至LCD1602显示，得到基本时钟功能。当分为59，秒为56时开始，每隔一秒LED 灯点亮240毫秒，0分0秒时LED灯点亮700毫秒。从而实现整点光报时。 定时循环从DS18B20中读取温度信息，传送至LCD1602显示，得到基本温度计功能。当温度高于30度（包括30度）时，点亮红色LED灯，提醒当天为高温天气。低于0度时，点亮蓝色LED灯，提醒当天为冰冻天气。 键盘使用扫面方式，MENU键控制功能切换，完成时钟和温度间的转换。OK键控制时间调整与确定，UP、DOWN键调节时间，R、L 键选择调整对象。进入调整时，暂停DS1302数据读取，并将改变的时间数据写入DS1302，并送LCD1602显示，同时，启动LCD1602光标闪烁，确定调整对象，完成人机对话。退出调整时，停止写入数据，重新读取DS1302时钟信息。从而完善时钟功能。 3、目的及意义 可作为产品生产，作为居家的时钟显示与温度计。
第8章单片机常用总线讲解 8.1 C总线接口 80C51单片机本身不具有总线接口，但是通过软件进行模拟，可以挂接具有C接口的芯片。 8.1.1 C总线的介绍 串行扩展总线在单片机系统中的应用是目前单片机技术发展的一种趋势。在目前比较流行的几种串行扩展总线中，总线以其严格的规范和众多带接口的外围器件而获得广泛应用。总线是PHILIPS公司推出的芯片间串行传输总线,它由两根线组成,一根是串行时钟线(SCL),一根是串行数据线(SDA)。主控器利用串行时钟线发出时钟信号,利用串行数据线发送或接收数据。总线由主控器电路引出,凡具有接口的电路(受控器)都可以挂接在总线上,主控器通过总线对受控器进行控制。 随着总线研究的深入，总线已经广泛应用于视/音频领域、IC卡行业和一些家电产品中，在智能仪器、仪表和工业测控领域也越来越多地得到应用。 8.1.2 总线的特点 总线的广泛应用是同它卓越的性能和简便的操作方法分不开的。总线的特点主要表现在以下几个方面： 硬件结构上具有相同的硬件接口界面。总线系统中,任何一个总线接口的外围器件,不论其功能差别有多大,都是通过串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)连接到总线上。这一特点给用户在设计用用系统中带来了极大的便利性。用户不必理解每个总线接口器件的功能如何,只需将器件的SDA和SCL引脚连到总线上,然后对该器件模块进行独立的电路设计,从而简化了系统设计的复杂性,提高了系统抗干扰的能力。 线接口器件地址具有根大的独立性。每个接口芯片具有唯一的器件地址,由于不能发出串行时钟信号而只能作为从器件使用。各器件之间互不干扰,相互之间不能进行通信,各个器件可以单独供电。单片机与器件之间的通信是通过独一无二的器件地址来实现的。 软件操作的一致性。由于任何器件通过总线与单片机进行数据传送的方式是基本一样的, .v .. ..
51单片机c语言电子钟（已加入调时、闹铃、 整点报时功能） 效果图：
程序如下： //51单片机c语言电子钟（已加入调时、闹铃、整点报时功能） //WHJWNAVY 2011/10/14 #include
uchar bjcs;//报警次数 sbit P1_0=P1^0; //second 调整定义sbit P1_1=P1^1; //minite调整定义sbit P1_2=P1^2; //hour调整定义sbit P1_5=P1^5; //整点报时 sbit P1_3=P1^3; //闹铃功能，调整时间 sbit P1_6=P1^6; //调整时 sbit P1_7=P1^7; //调整分 sbit P1_4=P1^4; //关闭闹铃 /*函数声明*/ void delay(uint k ); //延时子程序 void time_pro( ); //时间处理子程序 void display( ); //显示子程序 void keyscan( ); //键盘扫描子程序 /*延时子程序*/ void delay (uint k) { uchar j; while((k--)!=0) { for(j=0;j<125;j++)
基于51单片机控制的语音报时万年历 -----20/11/2013 SDU(WH) 一．实验要求 运用单片机及相关外设实现以下功能： 1）万年历及时钟显示 2）时间日期可调 3）可对时间进行整点报时和随机报时 二．方案分析 根据实验要求，选用STC公司的8051系列，STC12C5A16S2增强型51单片机。此单片机功能强大，具有片EEPROM、1T分频系数、片ADC转换器等较为实用功能，故选用此款。 实验中，对日期和时间进行显示，显示的字符数较多，故选用12864LCD屏幕。该屏幕操作较为便捷，外围电路相对简单，实用性较强。 为了实现要求中的时间日期可调，故按键是不可缺少的，所以使用了较多的按键。一方面，单片机的I/O口较为充足；另一方面，按键较多，选择的余地较大，方便编程控制。 实验中，并未要求对时间和日期进行保存和掉电续运行，所以并未添加EEPROM和DS12C887-RTC芯片。实际上，对万年历来说，这是较为重要的，但为了方便实现和编程的简单，此处并未添加，而是使用单片机的定时器控制时间，精度有差别。且上电默认时间为2014-01-01 09:00:00 之后需要手动调整为正确时间。 要求中的语音报时功能，这里选用ISD1760芯片的模块来帮助实现。此模块通过软件模拟SPI协议控制。先将所需要的声音片段录入芯片的EEPROM区域，之后读出各段声音的地址段，然后在程序中定义出相应地址予以控制播放哪一声音片段。 三．电路硬件设计 实际效果图 四．程序代码部分
Main.h #ifndef _MAIN_H #define _MAIN_H #include "reg52.h" #include "INTRINS.H" #include "math.h" #include "string.h" #include "key.h" #include "led.h" #include "12864.h" #include "main.h" #include "isd1700.h" #include "sound.h" extern unsigned int count; extern unsigned int key_time[8]; extern unsigned char key_new; extern unsigned char key_old; extern unsigned char stop_flag; extern unsigned char key_follow[8]; extern unsigned int key_num[8]; sbit BEEP=P3^7; sbit ISD_SS=P0^7; sbit ISD_MISO=P0^4; sbit ISD_MOSI=P0^5; sbit ISD_SCLK=P0^6; extern unsigned char date_show[]; extern unsigned char time_show[]; extern unsigned char sec; extern unsigned char min; extern unsigned char hour; extern unsigned char day; extern unsigned char month; extern unsigned char year_f; extern unsigned char year_l; extern unsigned char leap_year_flag;
摘要 时间是现代社会中不可缺少的一项参数,无论是平时生活还是社会生产都需要对时间进行控制,有的场合对其精确性还有很高的要求.采用单片机进行计时，对于社会生产有着十分重要的作用。 本文首先介绍了单片机和时钟的概念，然后根据设计要求提出系统总体设计方案，并设计各部分硬件模块和软件模块，再用设计的具体软件程序，用PROTEUS 软件进行仿真和调试,结果证明该设计系统的可行性。 由于AT89S51系列单片机的控制器运算能力强，处理速度快，可以精确计时，很好地解决了实际生产生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的适用性。 关键词：单片机；定时；报时；设计
目录 第一章简介 (1) 一、基于单片机的数字钟介绍 (1) 二、本系统的特点和功能介绍 (1) 第二章硬件设计 (1) 一、总体设计方案 (1) 二、硬件结构设计 (2) 1、51单片机的最小系统 (2) 2、显示部分设计 (3) 3、电源部分设计 (4) 4、串口通信部分设计 (4) 5、报时部分的设计 (4) 6、键盘部分的设计 (5) 7、总体硬件电路图 (5) 第三章软件设计 (6) 一、部分设计思想的说明 (6) 二、参考程序 (9) 总结 (12) 参考文献 (13)
第一章简介 一、基于单片机的数字钟介绍 1.单片机定义： “单片机”就是将计算机的基本部件集成到一块芯片上，包括CPU（Central Processing Unit）、ROM(Read Only Memory)、RAM（Random Access Memory）、并行口（Parallel Port）、串行口(Serial Port)、定时器／计数器(Timer/Counter)、中断系统(Interrupt System)、系统时钟及系统总线等。 2．数字钟介绍： 时钟是将小时、分钟、秒钟显示于人的肉眼的计时装置。而单片机模块中最常见的正是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。而LED电子定时时钟是以单片机为基础的数字电路实现对时、分、秒的数字显示的数字计时装置,它的计时周期为12小时，另外应有校时功能和一些显示日期、闹钟等附加功能。 由于时钟的实用性和在人们生活中的重要性，所以尝试设计以单片机为核心的数字时钟是很有意义的。钟表原先的报时功能已经原不能满足人们日益增长的要求，现代的电子时钟多带有类似自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等功能。 二、本系统的特点和功能介绍 1．特点： 我所设计的是LED显示的自动报时系统，是一种基于单片机技术的电子产品，用到的单片机芯片是AT89C52芯片，除此之外还包括晶振电路和复位电路构成单片机最小应用系统，还有按键电路，显示电路，报时电路等等。 计时方案采用软件控制利用AT89C52单片机内部的定时/计数器进行定时，配合软件延时实现时、分的计时。 2．本单片机报时控制系统具备以下功能 （1）有电子时钟，定时闹铃功能。 （2）时钟显示功能：4位LED从左到右依次显示“分分秒秒”，采用12小时制显示。 （3）采用4个独立按键（移位键、加1键、减1键、校时置入键）移位键：每按动移位键一次，小数点从左向右移动1位。 加1键：对小数点所在位的数什进行十进制加1。 减1键：对小数点所在位的数值进行十进制减1。
#include 带整点报时功能的电子时钟 题目要求： 显示时、分、秒，打开电源时，应当显示的数据为00：00：00，然后电路会自动开始计时。电路中应当有时、分、秒的时间调整按钮。当显示数据变为00：00：00，而不是24：00：00。时间调整按钮按下时间小于1s，时钟进入休眠状态；大于1s时，进入时间调整状态，每按1次，显示值加1。当时间到了整点时，将会进行报时。 设计任务的分析： 电子时钟是生活中非常实用的电子部件，比如手机里的时间显示、电子手表里的时间显示等。一般来说，电子时钟应当具有时、分、秒三个部分的内容显示，而且这三个部分还可以分别调整。 现在好一些的电子时钟除了有时、分、秒显示之外，还有年、月、日显示，闹钟设置等多种功能。实际上这些功能都能用单片机实现。本设计实验中，将设计一个能显示时、分、秒并带有整点报时功能的简单电子时钟，时、分、秒均能分别进行调整。 原理： 本设计中实现的是6位数的显示。一般来说，控制多位数码管常采用的方法是扫描显示法，即各位数码管共用输入数据，但各数码管的显示控制线则单独控制。 用扫描显示法来完成多位数字显示设计，程序执行时，先使要显示的数字位数对应的数码管允许点亮；然后，将要显示的数据输出到数码管；显示时间到了之后，再切换到下一个数码管来显示。 而整点报时方面本设计采取使用另外一个单片机控制蜂鸣器，通过输出不同频率的音符而实现歌曲的播放。 电路设计：由以上的分析知，电路中除了单片机之外，还需要6个数码管，2个按钮 和2个晶振，一个蜂鸣器和一些电阻、电容、三极管元件。 可以用单片机1的P1端口的P1.0~P1.7来作为数码管显示数据的输出引脚，P2.0~P2.5作为各数码管的控制端，用P3.7作为休眠、时间调整的控制钮。 单片机2的P1.3作为蜂鸣器的控制端，单片机1跟单片机2的P2.7作为2个单片机的通讯端。 《电子线路设计》课程设计说明书基于单片机数字电子钟 系、部：电气与信息工程学院 指导教师：职称讲师 组长： 成员： 专业：电子信息工程 班级：电子1004班 完成时间：2013-06-07 摘要 电子钟在生活中应用非常广泛，而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。所以设计一个简易数字电子钟很有必要。本电子钟采用ATMEL公司的AT89S52单片机为核心，使用12MHz 晶振与单片机AT89S52 相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期，同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能，当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEY5键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。具有时间显示、整点报时、校正等功能。走时准确、显示直观、运行稳定等优点。具有极高的推广应用价值。 关键词电子钟；AT89S52；硬件设计；软件设计 ABSTRACT Clock is widely used in life, and a simple digital clock is more welcomed by people. So to design a simple digital electronic clock is necessary.The system use a single chip AT89S52 of ATMEL’s as its core to control The crystal oscillator clock,using of E-12MHZ is connected with the microcontroller AT89S52, through the software programming method to achieve a 24-hour cycle, and eight 7-segment LED digital tube (two four in one digital tube) displays hours, minutes and seconds requirements, and in the time course of a timing function, when the time arrived ahead of scheduled time to buzz a good timekeeping. The clock has four buttons KEY1, KEY2, KEY3,KEY4 and KEY5 key, and make the appropriate action can be achieved when the school, timing, reset. With a time display, alarm clock settings, timer function, corrective action. Accurate travel time, display and intuitive, precision, stability, and so on. With a high application value. Key words Electronic clock；AT89S52；Hardware Design；Software Design 基于单片机数码管的电子钟(郭天祥系列单片机) 功能说明 (D本电子钟可以显示当前时刻、年月日和闹钟时刻。不同时间的显示可以用key4来切换。 (2)、独立键盘key—key4(左到右)调节不同功能，7段数 码管显示。 (3)整点提示功能:当时间为整点时,蜂鸣器会滴滴滴响，响20秒； (4)闹铃功能:本程序有闹铃功能，当定时时间到时，闹铃会滴滴滴报警，报警30秒； (5)附加功能:当在闹铃和整点时,8个发光二极管会闪亮; (6)时、分、秒之间和年、月、日之间也是用分割。 2、键盘控制 (1)key1-键移动调整单位，每按一次移动一个单位，可调整时分秒、年月日和闹钟时间。比如：在显示时分秒时，按下keyl 键, 可通过key2和key3对'秒'加减；再按一下keyl,可对"分'加减;再按一下keyl,可对"时'加减；再按keyl,时间开始走动 (2)key2-加 1 ； key3-减 1; (3)key4-键切换时分秒、年月日和闹铃时间的显示。比如：当前为时分秒，按一下key4,则显示年月；再按一下，则显示闹铃时间；再按一下，则显示时分秒时间。 附录：C语言程序 〃设计项目:带闹铃的电子钟 //功能：keyV键:开始/调时分秒/调年月日/调定时 // key2 ■键:加 1 // key3-键:减 1 // key4-键:切换页面 #in clude 1 单片机与FPGA的接口方式 单片机与FPGA的接口方式一般有两种，即总线方式与独立方式。MCS-51单片机具有很强的外部总线扩展能力，利用片外三总线结构很容易实现单片机与FPGA的总线接口，而且单片机以总线方式与FPGA进行数据与控制信息通信也有许多优点：速度快；节省PLD芯片的I／O口线；相对于非总线方式，单片机编程简捷，控制可靠；在FPGA中通过逻辑切换，单片机易于与SRAM或ROM接口。 单片机与FPGA以总线方式通信的逻辑设计，重要的是要详细了解单片机的总线读写时序，根据时序图来设计逻辑结构，其通信的时序必须遵循单片机内固定的总线方式读／写时序。FPGA的逻辑设计也相对比较复杂，在程序设计上必须与接口的单片机程序相结合，严格安排单片机能访问的I／O空间。单片机以总线方式与FPGA 进行数据通信与控制时，其通信工作时序是纯硬件行为，速度要比前一种方式快得多，另外若在FPGA内部设置足够的译码输出，单片机就可以仅通过19根I／O线在FPGA与单片机之间进行通信和控制信息交换，这样可以节省FPGA芯片的I／O线。其原理图如图1所示。 2 总线接口逻辑设计 2．1 接口设计思想 单片机与CPLD／FPC,A以总线方式通信的逻辑设计，重要的是要详细了解单片机的总线读写时序，根据时序图来设计逻辑结构。MCS-51系列单片机的时序图如图2所示。 ALE为地址锁存使能信号，可利用其下降沿将低8位地址锁存于FPGA中的地址锁存器(LATCH_ADDRES)中；当ALE将低8位地址通过P0锁存的同时，高8位地址已稳定建立于P2口，单片机利用读指令允许信号PSEN的低电平从外部ROM中将指令从P0口读入，由时序图可见，其指令读入的时机是在PSEN的上升沿之前。接下来，由P2口和P0口分别输出高8位和低8位数据地址，并由ALE的下降沿将P0口的低8位地址锁存于地址锁存器。若需从FPGA中读出数据，单片机则通过指令“MOVXA，@DPTR”使RD信号为低电平，由P0口将锁存器中的数据读入累加器A；但若欲将累加器A的数据写进FPGA，则需通过指令“MOVx DPTR，A”和写允许信号WR。这时，DPTR中的高8位和低8位数据作为高、低8位地址分别向P2和P0口输出，然后由WR的低电平并结合译码，将累加器A的数据写入图中相关的锁存器。 通过对MCS-51单片机总线读／写时序的分析，设计了图3所示的接口电路。在FPGA中，设计了两个模块：一个是总线接口模块，负责单片机与FPGA的总线接口逻辑；另一个是寄存器单元及外部接口模块，运用总线接口模块来操作此模块。 在总线应用时，MCS-51单片机的P0口是作为地址／数据总线分时复用的，因此应在总线接口模块中设计一个三态缓冲器，实现P0口的三态接口；又因MCS-51单片机在访问外部空间时，它的地址为16位，因此借助地址锁存使能信号ALE在FPGA中实现高8位与低8位地址的编码，组合成16位地址，然后再根据MCS-51单片机的读／写信号，实现对FPGA的读写操作。 在接口设计中，采用了VHDL语言实现其接口逻辑。用VHDL语言编写，往往比较方便和严谨，注意整个过程的逻辑思路，并且尽量避免语言的冗余，造成比较长的延时。-MCS-51单片机与FPGA的通信读写电路的部分程序 用LCD1602 显示的时钟 2012-04-30 15:04 有这样一个题目：求一个为51 单片机编写的LCD 电子时钟的设计，简单就好！ 希望说一下怎么设计这个时钟，都需要些什么东西，最重要的——把这个设计需要的程序写出来。 设计的任务： 以单片机控制的时钟，在LCD 显示器上显示当前的时间。 设计的基本要求： 1．使用文字型LCD 显示器显示当前时间。 2．显示格式为“时时：分分：秒秒”。 3．用4个功能键操作来设置当前时间。各个功能键的功能如下： K1：进入设置现在的时间。 K2：设置小时。 K3：设置分钟。 K4：确认完成设置。 4. 程序执行后工作指示灯LED 闪烁，表示程序开始执行，LCD 显示“00:00:00”，然后开始计时。 题目链接：https://www.doczj.com/doc/1017196106.html,/question/416705477.html //================================================== 提到设计时钟，很多人都想到了时钟芯片DS1302，都说它简单、准确。其实，这是个误区。仅仅使用一般的单片机，简单的编程，达到相同DS1302 的准确度，并不是难事。 如果不要求计算平闰年、不要求分清大小月、不要求计算星期几，只是要求一个简单的时钟(及日历)，用DS1302，就是自寻烦恼。 大家可以打开题目链接，看看其中的一些答案，就可以看出使用DS1302 是多么的繁琐了，简直就是一场噩梦。 做而论道以前就使用普通的单片机和LCD1602 设计过《时钟与日历》，程序设计的非常合理，时间精度就完全取决于晶振的精度。设计出来的时钟，几个月都差不上一秒。 针对这个题目，做而论道翻出了以前的设计，删节了一些不需要的功能，设计出了符合题目要求的时钟，用PROTEUS 仿真截图如下： 万方数据 万方数据 第１期刘余才等：单片机与ＦＰＧＡ的总线接口的设计与实现８１ 图５时序仿翼图 晦５Ｔｈｅｔｉｍｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍ 从图５也可以看出ｄａｔａ数据线上的数据０ｘＢ８和Ｋｏｎｇ，ＡｔｍｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，２００５． ０ｘ９９与对应的ＡＤ［７：ｏ］上的数据是一致的．Ｆ２］ＭｉｃｈａｅｌｎＣｉｌｅｔｔＬＶｅｆｉｌｏｇＨＤＬ高级数字设计［Ｍ］?北ｄ±士古｛五京：电子工业出版社，２００５? 鼍缅术盾［３］游志宇。张洪，董秀．ＭＣＳ一５１－ｑＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ总本文介绍了以ＡＴｍｅｇａｌ２８微控制器与ＦＰＧＡ线接口逻辑设计［Ｊ］．单片机与嵌入式系统应用，２００８芯片ＥＰＩ．ａ５Ｑ２４０１７的总线接口的具体硬件设计方（１）：３９—３２． 法．总线接口模块广泛应用于单片机与ＦＰＧＡ之间［４］葛立明，范多旺．基于ＡＲＭ嵌人式以太网接口设计与的通信接Ｉ＝Ｉ．已成功在实际工程系统中应用，传输速实现［Ｊ］．微计算机信息，２００７，２３（５’２）：４０－４１． 度远远超过传统的串口传输模式．［５］张嘉春，李斌，王婧，等?ＭＣＯＳｌ２ＮＥ６４单片机以参考文献．奋慧昙曼霖设计口１耕艄嵌入躲统应［１］ＡｔｍｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｍＡｔｍｅｇａ１２８ＣＨＮ［Ｍ］．Ｈｏｎｇ ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＢｕｓＩｎｔｅｒｆａｃｅｏｆＭＣＵａｎｄＦＰＧＡ ＬＩＵＹｕ－ｃａｉ．ＷＡＮＧＸｉａｏ—ｍｉｎｇ，ＧＥＬｉ—ｍｉｎｇ （ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌ（ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ），１．ａｎｚｈｏｕ ＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎＯｆＡＶＲＭＣＵａｎｄＦＰＣ－Ａｂｕｓｉｎｔｅｒｆａｃｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｕｓｉｎｇＡＴ－ｍｅｇａｌ２８ｍｉｃｒｏｅｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄＡｌｔｅｒａ＇ｓＣｙｃｌｏｎｅｓｅｒｉａｌｃｈｉｐＥＰｌＣ６Ｑ２４０１７ｆｏｒｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔｉｓｅｌａｂｏｒａｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｔｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｖｅｆｏｒｍｓａｒｅｐｒｅｓｅｎ－ｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｌａｎｇｕａｇｅｏｆＶｅｒｉｌｏｇＨＤＩ。．ＩｎｏｒｄｅｒｔＯｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｓｌｏｗｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｅｄＯｆｔｈｅｓｅｒｉａｌｄａｔａ，ｗｅｎｅｅｄｄｅｓｉｇｎｔｈｅｂｕｓｉｎｔｅｒｆａｃｅ．ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｓｔｈａｔｗｅｃａｎｕｓｅＦＰ—ＧＡｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＯｆｐａｒａｌｌｅｌｄａｔａ．Ａｔｌａｓｔ，ｗｅｆｉｎｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｇｒａｍＯｆＶｅｒｉｌｏｇａｃｃｏｒｄｓｗｉｔｈｔｈｅｄｅｍａｎｄＯｆｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ。ｉｔｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈａｔｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｏｄｅｌＯｆｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｄａｔａｉｓｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｏｄｅＩｏｆｔｈｅｓｅｒｉａＩｄａｔａ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＣＵ；ＦＰＧＡ；ｂｕｓｉｎｔｅｒｆａｃｅ；Ｖｅｒｉｌｏｇ 万方数据带整点报时功能的电子时钟
51单片机c语言电子钟(已加入调时、闹铃、整点报时功能1)
基于郭天祥单片机数码管的电子钟(含闹钟、整点报时)
FPGA和外围51单片机的通信
基于51单片机的用 LCD1602 显示时钟的程序
单片机与FPGA的总线接口的设计与实现
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