1、項目項目5 萬年歷的設計、仿真萬年歷的設計、仿真 5.1 工作任務工作任務 5. 2 理論基礎理論基礎 5. 3 工作過程工作過程 5. 4 能力拓展能力拓展http:/ 1 工作任務工作任務(1)具有實時顯示年、月、日和時、分、秒功能具有實時顯示年、月、日和時、分、秒功能;(2)走時準確，具備年、月、日、星期、時、分、秒校準功能走時準確，具備年、月、日、星期、時、分、秒校準功能;(3)時間與陰、陽歷能夠自動關聯時間與陰、陽歷能夠自動關聯;(4)采用市電通過電源適配器供電，當市電停電時，不但萬年歷所有采用市電通過電源適配器供電，當市電停電時，不但萬年歷所有數據不丟失，且萬年歷照常運行數據不丟失

2、，且萬年歷照常運行(有后備電池供電，可供數年有后備電池供電，可供數年);(5)萬年歷設置運行到萬年歷設置運行到2030年。年。返回5. 2 理論基礎理論基礎80c51單片機內部設有兩個可編程的單片機內部設有兩個可編程的16位定時位定時/計數器，簡稱定時器計數器，簡稱定時器o(to)和定時器和定時器1(t1)。它們均可用作定時控制、延時以及對外部事件。它們均可用作定時控制、延時以及對外部事件計數。在定時計數。在定時/計數器中除了兩個計數器中除了兩個16位的計數器之外，還有兩個特殊位的計數器之外，還有兩個特殊功能寄存器功能寄存器(控制寄存器和方式寄存器控制寄存器和方式寄存器)。其邏輯結構。其邏輯結

3、構如圖如圖5一一1所示所示。由圖可見，由圖可見，16位定時位定時/計數器分別由兩個計數器分別由兩個8位專用寄存器組成，即位專用寄存器組成，即to由由tho和和tlo構成，構成，t1由由th1和和tl1構成，地址分別為構成，地址分別為8ah一一8dh。當定時當定時/計數器被設定為某種工作方式后，它就會按設定的工作方式計數器被設定為某種工作方式后，它就會按設定的工作方式獨立運行，不再占用獨立運行，不再占用cpu的操作時間，直到加的操作時間，直到加1計數器計滿溢出，才計數器計滿溢出，才向向cpu申請中斷。申請中斷。上一頁 下一頁返回5. 2 理論基礎理論基礎 5. 2.1定時定時/計數器計數器定時定

4、時/計數器是一種可編程的部件，在其工作之前必須將控制字寫入計數器是一種可編程的部件，在其工作之前必須將控制字寫入工作方式寄存器和控制寄存器，這個過程稱為定時工作方式寄存器和控制寄存器，這個過程稱為定時/計數器的初始化。計數器的初始化。1.工作方式寄存器工作方式寄存器tmodtmod用于控制用于控制to和和t1的工作方式，其各位定義如下的工作方式，其各位定義如下:tmod中各位功能如下中各位功能如下:(1)mo,m1:工作方式控制位?？蓸嫵扇绻ぷ鞣绞娇刂莆??？蓸嫵扇绫肀?一一1所示的所示的4種工作方式種工作方式:上一頁 下一頁返回5. 2 理論基礎理論基礎(2) c/t:功能選擇位。功能選擇位。

5、c/t -0為定時器方式，為定時器方式，c/t = i為計數器方式。為計數器方式。(3) gate:選通控制位。當選通控制位。當(ate = 0時，只用軟件對時，只用軟件對tro(或或tr1)置置1即可啟動定時器開始工作，當即可啟動定時器開始工作，當(ate = 1時，只有在時，只有在into(或或int1)引腳引腳為為1，且用軟件對，且用軟件對tro(或或tr1)置置1才能啟動定時器工作。才能啟動定時器工作。tmod不能位尋址，只能用字節方式設置工作方式。復位時，不能位尋址，只能用字節方式設置工作方式。復位時，tmod所有位均為所有位均為o。2.控制寄存器控制寄存器tcontcon的作用是控

6、制定時器的啟動、停止以及標志定時器的溢出和中的作用是控制定時器的啟動、停止以及標志定時器的溢出和中斷情況。定時器控制字斷情況。定時器控制字tcon的格式如下的格式如下:上一頁 下一頁返回5. 2 理論基礎理論基礎3.定時定時/計數器的工作方式計數器的工作方式由上節可知，對由上節可知，對tmod中中m1,m0的設置，可選擇的設置，可選擇4種工作方式，這種工作方式，這4種種工作方式中除了工作方式工作方式中除了工作方式3以外，其他以外，其他3種工作方式的基本原理都是一種工作方式的基本原理都是一樣的。下面介紹這樣的。下面介紹這4種工作方式的結構、特點及工作情況。種工作方式的結構、特點及工作情況。(1)

7、工作方式工作方式0方式方式0是一個是一個13位的定時位的定時/計數器。其邏輯結構計數器。其邏輯結構如圖如圖5一一2所示所示，以，以to為例進行說明。為例進行說明。(2)工作方式工作方式1方式方式1是一個是一個16位的定時位的定時/計數器。其邏輯結構計數器。其邏輯結構如圖如圖5一一3所示所示，其操作，其操作幾乎與方式幾乎與方式0完全相同，唯一的差別是在方式完全相同，唯一的差別是在方式1中，定時器是以中，定時器是以16位位二進制數參與操作，且定時時間為二進制數參與操作，且定時時間為:上一頁 下一頁返回5. 2 理論基礎理論基礎(3)工作方式工作方式2方式方式2是能重置初值的是能重置初值的8位定時位

8、定時/計數器。其邏輯結構計數器。其邏輯結構如圖如圖5一一4所示所示。工作方式工作方式2的定時時間為的定時時間為:(4)工作方式工作方式3方式方式3只適用于定時器只適用于定時器to。定時器。定時器to在方式在方式3下被拆成兩個獨立的下被拆成兩個獨立的8位計數器位計數器tlo和和tho(見圖見圖5一一5).上一頁 下一頁返回5. 2 理論基礎理論基礎 5. 2. 2定時定時/計數器應用舉例計數器應用舉例使用定時使用定時/計數器前，需對其進行初始化。初始化的大致步驟如下計數器前，需對其進行初始化。初始化的大致步驟如下:確定工作方式確定工作方式:對對tmod賦值賦值;向定時向定時/計數器計數器tho,

9、tlo或或th1 ,tl1寫入初值寫入初值;根據需要開放定時根據需要開放定時/計數器的中斷計數器的中斷:直接對允許控制寄存器直接對允許控制寄存器ie的位賦的位賦值值;啟動定時啟動定時/計數器工作計數器工作:若用軟件啟動若用軟件啟動(gate = 0 )，則對，則對tro或或tr1置置“1;若由外部中斷引腳電平啟動若由外部中斷引腳電平啟動(gate -1)，則尚需給，則尚需給into或或int1加高電平才能啟動。加高電平才能啟動。上一頁 下一頁返回5. 2 理論基礎理論基礎 5. 2. 3與本項目相關的指令與本項目相關的指令1.邏輯或運算指令邏輯或運算指令這組指令的功能是兩操作數所確定的內容按位

10、相或后，結果送到日的這組指令的功能是兩操作數所確定的內容按位相或后，結果送到日的操作數地址中。同與邏輯一樣，對于最后兩條指令，當直接地址為操作數地址中。同與邏輯一樣，對于最后兩條指令，當直接地址為i/o口時，也進行口時，也進行“讀一改一寫讀一改一寫”操作。操作。上一頁 下一頁返回5. 2 理論基礎理論基礎與、或邏輯運算結合使用，可以實現對某單元內容的某些位進行交換，與、或邏輯運算結合使用，可以實現對某單元內容的某些位進行交換，而其余位保持不變。而其余位保持不變。2.邏輯異或運算指令邏輯異或運算指令同樣，最后兩條指令，也具有同樣，最后兩條指令，也具有“讀一改一寫讀一改一寫”功能。功能。異或操作也

11、是按位進行的，當兩操作數相同時結果為異或操作也是按位進行的，當兩操作數相同時結果為0，不同時結果，不同時結果為為1.上一頁 下一頁返回5. 2 理論基礎理論基礎任一操作數與它自身相等的數異或，結果為任一操作數與它自身相等的數異或，結果為0;任一操作數與任一操作數與00 h異或，異或，結果為操作數本身結果為操作數本身;任一操作數與任一操作數與offh異或，結果為操作數的非。異或，結果為操作數的非。3.累加器清累加器清“0”與取反指令與取反指令清清“0”指令指令:clr a ; a0取反指令取反指令:cpl a ;a(a)清清“0”與取反指令只對累加器與取反指令只對累加器a操作，它們都是單字節指令

12、，若用上操作，它們都是單字節指令，若用上述異或指令也可以對某操作數清述異或指令也可以對某操作數清“0”或取反，但至少要二字節指令。或取反，但至少要二字節指令。80c51沒有求補指令，若需進行求補計算，可用沒有求補指令，若需進行求補計算，可用“取反加取反加1”實現。實現。4.移位指令移位指令rl a; 左小循環左小循環rr a; 右小循環右小循環上一頁 下一頁返回5. 2 理論基礎理論基礎r tc a;左大循環左大循環rrc a;右大循環右大循環同樣，移位指令也只對累加器同樣，移位指令也只對累加器a進行操作。前兩條指令分別將進行操作。前兩條指令分別將a中內中內容循環左移或石移一位，后兩條指令分別

13、將容循環左移或石移一位，后兩條指令分別將a中內容連同進位位中內容連同進位位cy一一起循環左移或右移一位。以上移位指令的操作過程，可以起循環左移或右移一位。以上移位指令的操作過程，可以用圖用圖5 -7說說明。明。上一頁返回5. 3 工作過程工作過程 5. 3. 1構思構思學生查閱該項目相關資料，如教材、參考書目、圖書、網絡資源等，學生查閱該項目相關資料，如教材、參考書目、圖書、網絡資源等，收集萬年歷信息收集萬年歷信息;教師采用多媒體課件講授該項目理論知識相關內容，教師采用多媒體課件講授該項目理論知識相關內容，為學生制作萬年歷奠定理論基礎為學生制作萬年歷奠定理論基礎;學生通過與指導教師交流確定總體

14、學生通過與指導教師交流確定總體設計方案和各模塊的設計方案。解決該項目設計，仿真和制作的疑難設計方案和各模塊的設計方案。解決該項目設計，仿真和制作的疑難問題。最終完成學生工作頁問題。最終完成學生工作頁(如表如表5-2)的填寫。的填寫。 5. 3. 2設計設計各小組集中討論，匯總信息并整理，確定該項目的設計方案，要保證各小組集中討論，匯總信息并整理，確定該項目的設計方案，要保證項目的可行性和可操作性。電路設計樞圖項目的可行性和可操作性。電路設計樞圖如圖如圖5一一8所示所示，萬年歷的硬，萬年歷的硬件電路圖參件電路圖參見圖見圖5一一9.下一頁返回5. 3 工作過程工作過程1.單片機選型單片機選型2.電

15、源、時鐘電路和復位電路電源、時鐘電路和復位電路3.顯示模塊設計顯示模塊設計4.時鐘模塊設計時鐘模塊設計5.調時模塊調時模塊6.軟件程序設計軟件程序設計項目的程序流程圖項目的程序流程圖如圖如圖5一一10、圖圖5一一11所示所示。 5. 3. 3項目實施項目實施1.制作秒表的電路板制作秒表的電路板列出所需元件清單，列出所需元件清單，如表如表5 -3所示所示。上一頁 下一頁返回5. 3 工作過程工作過程2.硬件測試硬件測試3.軟件測試軟件測試 5. 3. 4 項目評價項目評價以教師為主，通過教師評價、學生自評、學生互評、成果評定等四個以教師為主，通過教師評價、學生自評、學生互評、成果評定等四個方面對

16、學生的項目完成情況進行綜合評價方面對學生的項目完成情況進行綜合評價;同時對項目報告進行評價同時對項目報告進行評價;按項目的技術指標進行評價按項目的技術指標進行評價;對實施記錄和實訓報告進行評價對實施記錄和實訓報告進行評價;以及對以及對學生的學習態度、工作態度、團結協作精神、出勤率、敬業愛崗和職學生的學習態度、工作態度、團結協作精神、出勤率、敬業愛崗和職業道德進行評價。以專兼教師為主，按以下幾個方面對學生完成項目業道德進行評價。以專兼教師為主，按以下幾個方面對學生完成項目的整個過程進行評價，項目考核具體內容的整個過程進行評價，項目考核具體內容見表見表5 -4所示所示。上一頁返回5. 4 能力拓展

17、能力拓展在設計出的萬年歷的基礎上，可以設計一款具有上、下課響鈴功能在設計出的萬年歷的基礎上，可以設計一款具有上、下課響鈴功能;具有防御報警功能具有防御報警功能;具有溫度計功能的多功能萬年歷，其硬件原理圖具有溫度計功能的多功能萬年歷，其硬件原理圖如圖如圖5一一14所示所示。返回圖圖5一一1 80c51牢時牢時/計數器謬輯結構圖計數器謬輯結構圖返回表表5一一1 4種工作方式種工作方式返回圖圖5一一2工作方式工作方式0邏輯結構圖邏輯結構圖返回圖圖5 -3 工作方式工作方式1邏輯結構圖邏輯結構圖返回圖圖5 -4工作方式工作方式2邏輯結構圖邏輯結構圖返回圖圖5 -5工作方式工作方式3 邏輯結構圖邏輯結構圖