基于PLC控制交通燈設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、瀘 州 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢 業(yè) 論 文基于plc控制交通燈設(shè)計學(xué)生姓名毛建奎所 在 系機(jī)械工程系班 級2012級機(jī)電三班專 業(yè)機(jī)電一體化指導(dǎo)教師李庭貴講師2014年10月5日指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（

2、設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良

3、 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對答辯問題的反應(yīng)

4、、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評定成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年

5、 月 日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年 月 日摘要隨時代的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測，交通信號燈的控制與交通疏導(dǎo)的計算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮中最重要的組成部分。隨著城市機(jī)動車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，因此，自80年代后期這些城市紛紛修建城市高速公路，在高速公路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效的改變交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在

6、構(gòu)造上的特點(diǎn)，也解決了城市高速道路的交通狀況，必然受高速道路和普通道路耦合出交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度的利用好耗費(fèi)巨資城市高速道路，緩解主干道與匝道，城市與周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。關(guān)鍵詞：plc可編程控制器、交通信號燈、可靠性高目錄摘要1 11.1 課題背景11.2 課題意義11.3 本章小節(jié)22 系統(tǒng)功能及操作32.1 系統(tǒng)功能的確定32.1.1 基本功能32.1.2 擴(kuò)展功能32.2 系統(tǒng)操作說明42.3 本章小節(jié)43 系統(tǒng)硬件設(shè)計實驗板介紹53.1 芯片的選擇53.2 實驗板電路原理圖63.3 功能電路分

7、析63.3.1 時鐘電路63.3.2 復(fù)位電路63.3.3 鍵盤電路73.3.4 數(shù)碼顯示電路73.3.5 蜂鳴器電路83.4 本章小節(jié)84 系統(tǒng)軟件設(shè)計94.1 數(shù)據(jù)單元分配94.1.1 數(shù)據(jù)存儲單元分配94.1.2 標(biāo)志位單元分配94.2 計時時鐘實現(xiàn)的基本方法94.3 實現(xiàn)時鐘程序設(shè)計步驟104.3.1 主程序模塊設(shè)計104.3.2 計時子程序模塊的實現(xiàn)114.3.3 顯示子程序模塊的實現(xiàn)124.3.4 時鐘設(shè)定子程序模塊的實現(xiàn)124.3.5 日期、定時設(shè)定子程序模塊的實現(xiàn)124.4 程序說明124.4.1 定時器初值計算124.4.2 程序初始化124.4.3 誤差分析及校正134.4

8、.4 實現(xiàn)閃動設(shè)定134.4.5 實現(xiàn)連續(xù)加1134.4.6 定時音與顯示相沖突問題及解決方案134.5 本章小節(jié)135 系統(tǒng)調(diào)試14結(jié)束語15致謝16附錄a：實驗板原理圖17附錄b：程序清單18參考文獻(xiàn)45第一章 設(shè)計任務(wù)分析1.1 課題背景單片機(jī)自1976年由intel公司推出mcs-48開始，迄今已有二十多年了。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、pc機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。單片機(jī)有兩種基本結(jié)

9、構(gòu)：一種是在通用微型計算機(jī)中廣泛采用的，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器共用一個存儲器空間的結(jié)構(gòu)，稱為“馮諾依曼”（von neumann）結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱為“哈佛”（harvard）結(jié)構(gòu)，目前的單片機(jī)采用此種結(jié)構(gòu)為多。本文討論的單片機(jī)多功能時鐘系統(tǒng)的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的51系列單片機(jī)，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個可編程的計時定時系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能多等特點(diǎn)。不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供擴(kuò)展，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。1.2 設(shè)計任務(wù)1.3 課題意義在日常生活和工作中，我們常常用到定時控制，如擴(kuò)印過程中的曝光定時等。早期常用的一些時間控

10、制單元都使用模擬電路設(shè)計制作的，其定時準(zhǔn)確性和重復(fù)精度都不是很理想，現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品，隨著單片機(jī)性價比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛。大則可以構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能；小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。它功能強(qiáng)大、體積小、質(zhì)量輕、靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒?，可以?gòu)成各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，家用電器和辦公電子設(shè)備逐漸增多，不同的設(shè)備都有自己的控制器，使用起來很不方便。這些具有人們所需要的智能化特性的產(chǎn)品減輕了人的勞動，擴(kuò)大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字化提供了可能。根據(jù)這種實際情況，設(shè)計了一個單片機(jī)

11、多功能時鐘系統(tǒng)，它有基本的時間功能，還有定時功能，既可作為鬧鈴，也可擴(kuò)展為定時對家電等電氣產(chǎn)品的自動控制，可以避免多種控制器的混淆，利用一個控制器對多路電器進(jìn)行控制；可增加溫度傳感器，進(jìn)行實時溫度顯示，進(jìn)一步擴(kuò)展為利用不同的溫度某些電氣產(chǎn)品進(jìn)行自動控制；也可增加濕度傳感器，進(jìn)行實時濕度顯示，以便對濕度進(jìn)行控制，方便人們的生活。1.4 本章小節(jié)本章主要介紹了課題背景、設(shè)計任務(wù)和課題意義，對單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)及結(jié)構(gòu)作了簡要敘述，也對本系統(tǒng)的應(yīng)用及概況進(jìn)行了說明。第二章 系統(tǒng)功能及操作2.1 系統(tǒng)功能的確定2.1.1 基本功能系統(tǒng)具有時間、日期、三路定時功能，并可以對時間、日期、定時進(jìn)行設(shè)定，有定時提示音

12、。要求計時精度盡量提高。顯示格式為：時間：“時”（第1、2位）、“分”（第3、4位）、“秒”（第5、6位）；日期：“年”（第1、2位，如2007年顯示為07）、“月”（第3、4位）、“日” （第5、6位）；定時：“時”（第1、2位）、“分”（第3、4位）、“狀態(tài)標(biāo)志”（第5、6位）。鍵盤及數(shù)碼管排列如圖2-1所示。2.1.2 擴(kuò)展功能該系統(tǒng)可以增加溫度傳感器，實現(xiàn)溫度測量，以實時顯示溫度，用1、2位數(shù)碼管顯示；還可以增加濕度傳感器，實現(xiàn)濕度測量，以實時顯示濕度，用5、6位數(shù)碼管顯示。多路定時器功能也可擴(kuò)展為對多種家電等電氣產(chǎn)品的自動控制，比如電飯煲等；也可利用溫度對某些電氣產(chǎn)品進(jìn)行自動控制，比

13、如空調(diào)等；還可利用濕度傳感器對濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖2-1所示。圖2-1 系統(tǒng)功能圖2.2 系統(tǒng)操作說明（1）按k1鍵顯示日期，3秒后自動返回時間顯示，3秒內(nèi)按k2鍵進(jìn)入日期設(shè)置，此時年位閃爍，按k1鍵進(jìn)行年位加1或連續(xù)加1調(diào)整。按k2鍵依次切換到月位、日位，分別按k1鍵進(jìn)行月位、日位調(diào)整，日位設(shè)置好后，再按k2鍵保存日期設(shè)定值，并返回顯示時間。（2）按k2鍵大于1秒進(jìn)入時間設(shè)置，此時小時位閃爍，秒位自動清零，按k1鍵進(jìn)行小時調(diào)整，按k2鍵切換到分鐘位，按k1鍵進(jìn)行分鐘調(diào)整，分位設(shè)置好后，再按k2鍵保存時間設(shè)定值，并返回顯示時間，按所設(shè)定的時間值進(jìn)行計時。（3）連續(xù)按k3鍵顯示3路定時及其開關(guān)狀態(tài)

14、，當(dāng)顯示某一路定時時，3秒后自動返回時間顯示，3秒內(nèi)按k2鍵進(jìn)入定時設(shè)置，設(shè)置同日期（5、6位顯示00為當(dāng)路定時關(guān)，顯示01為當(dāng)路定時開）。當(dāng)路定時設(shè)置完后按k2鍵保存定時設(shè)定值并返回時間顯示。（4）按k4鍵顯示實時溫度和濕度，5秒后自動返回時間顯示。2.3 本章小節(jié)本章主要對本系統(tǒng)的基本功能和擴(kuò)展功能進(jìn)行了說明，也對本系統(tǒng)的系統(tǒng)的顯示情況及操作作了詳細(xì)說明。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計實驗板介紹3.1 芯片的選擇本設(shè)計選用at89s52芯片，它是一種低功耗、高性能cmos 8位微控制器，具有8k（0000h1fffh）在線系統(tǒng)可編程flash存儲器。片上flash允許程序存儲器在線編程，也適于常規(guī)編程器

15、。在單芯片上，擁有靈巧的8位cpu和在線系統(tǒng)可編程flash，使得at89s52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活、高效的解決方案。at89s52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k（0000h1fffh）flash，256字節(jié)（00hffh）數(shù)據(jù)存儲器（ram），64k（0000hffffh）程序存儲器（rom），32位i/o口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口內(nèi)晶振及時鐘電路。其中，數(shù)據(jù)存儲器（ram）用于存放各種運(yùn)算的中間結(jié)果，作緩存和數(shù)據(jù)暫存，以及設(shè)置特征標(biāo)志等。at89s52的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器用位尋址方式，最大尋址范圍為256字節(jié)（00hff

16、h）。按使用情況不同可分成低128字節(jié)（00h7fh）和高128字節(jié)（80hffh）。其中低128字節(jié)為真正的ram存儲器，高128字節(jié)為特殊功能寄存器（sfr）區(qū)，如累加器acc、程序狀態(tài)字psw、數(shù)據(jù)指針dptr、程序計數(shù)器pc等。整個片內(nèi)ram區(qū)分布如圖3-1所示。圖3-1 片內(nèi)ram區(qū)3.2 實驗板電路原理圖實驗板電路結(jié)構(gòu)框圖如圖3-2所示，原理電路圖（只有本設(shè)計所需部分）見附錄a。圖3-2 實驗板結(jié)構(gòu)框圖3.3 功能電路分析3.3.1 時鐘電路實驗板的時鐘振蕩源電路如圖3-3所示。其中jt 為11.0592mhz 的晶振，改變兩電容cb的值即可對此晶振頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。該電路提供單片機(jī)工

17、作所需的振蕩頻率，計算定時器初值即需此晶振頻率，在通信時也需知道晶振頻率，以對波特率進(jìn)行計算。圖 3-3 時鐘電路3.3.2 復(fù)位電路如圖3-4所示為實驗板的復(fù)位電路，當(dāng)reset 信號為低電平時，實驗板為工作狀態(tài)，當(dāng)reset信號為高電平時，實驗板為復(fù)位或下載程序狀態(tài)。由于at89s52具有isp 的功能，即可以通過并口線直接將程序下載到單片機(jī)內(nèi)，因此， at89s52 具有兩種狀態(tài)，下載程序狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)。該復(fù)位電路能實現(xiàn)上電自動復(fù)位，也能手動復(fù)位，一般復(fù)位時reset應(yīng)保持20毫秒以上高電平，此復(fù)位時間由接地電容控制。圖 3-4 復(fù)位電路3.3.3 鍵盤電路如圖3-5所示為陣列按鍵電路，

18、各設(shè)置及轉(zhuǎn)換信號由此電路輸入，實驗板提供了16個按鍵，由p1口經(jīng)sn74f244（驅(qū)動芯片）輸出擴(kuò)展成44的陣列按鍵，p1.0p1.3為行線，p1.4p1.7為列線。sn74f244有一片選信號線，當(dāng)此口線為低電平時，a1a4與y1y4接通，反之，a1a4與y1y4斷開。此鍵盤用掃描工作方式，若有鍵按下，則相應(yīng)位端口被拉低為低電平，由于本系統(tǒng)只用了4個按鍵，所以只需對4個按鍵進(jìn)行掃描。掃描時，先置p3.3口為高電平，向p1口送0efh（mov p1，#0efh），再置p3.3口為低電平，讀p1口（mov a，p1），最后判斷p1口低4位哪位是低電平，若某位為低電平，則相應(yīng)按鍵被按下，如p1.0

19、為低電平（acc.0=0），則k1鍵被按下。圖 3-5 陣列按鍵3.3.4 數(shù)碼顯示電路如圖3-6所示為數(shù)碼顯示電路，實驗板使用了6個共陽數(shù)碼管，p0口為段碼信號線，b1b6為位控線，是p1口經(jīng)sn74f573（反向驅(qū)動芯片，即輸入為高電平，則輸出為低電平，反之則輸出為高電平，該芯片也有一片選信號c，當(dāng)此信號為高電平時有效）反向得到，再由b1b6控制晶體管q1q6，以達(dá)到控制每位數(shù)碼管的目的。系統(tǒng)采用動態(tài)顯示，先向p0口送第一位數(shù)碼管需要顯示的段碼值，再給p1口送0feh，延時1毫秒使第一位數(shù)碼管顯示，又向p0口送第二位數(shù)碼管需要顯示的段碼值，p1口送0fdh，延時1毫秒，使第二位數(shù)碼管顯示。

20、依次遞推，直到最后一位數(shù)碼管，然后再循環(huán)。改變延時時長可以調(diào)節(jié)數(shù)碼管顯示的亮度，由于單片機(jī)執(zhí)行速度很快（微秒級），所以看上去數(shù)碼管一直亮著。圖 3-6 數(shù)碼顯示電路3.3.5 蜂鳴器電路其硬件原理圖如圖3-7所示。此電路用于定時時發(fā)出提示音。speaker與p3.2口相連，當(dāng)speaker輸出高電平時蜂鳴器不響，而speaker輸出低電平時蜂鳴器發(fā)出響聲。只需控制speaker輸出高低電平的時間和變化頻率，就可以讓蜂鳴器發(fā)出不同的聲音。此電路用于產(chǎn)生定時器提示音。圖 3-7 蜂鳴器電路3.4 本章小節(jié)本章主要對芯片作了介紹，對其內(nèi)存單元作了詳細(xì)說明，并對系統(tǒng)硬件（實驗板）的結(jié)構(gòu)框圖和各功能電路

21、作了說明，以及這些電路在本設(shè)計中的用途。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 數(shù)據(jù)單元分配4.1.1 數(shù)據(jù)存儲單元分配數(shù)據(jù)存儲單元分配如下表所示：項目秒分時日月年存儲單元30h31h32h33h34h35h項目定時1：開關(guān)定時1：分定時1：時定時2：開關(guān)定時2：分定時2：時存儲單元36h37h38h39h3ah3bh項目定時3：開關(guān)定時3：分定時3：時存顯示首地址堆棧起始單元存儲單元3ch3dh3eh3fh50h4.1.2 標(biāo)志位單元分配標(biāo)志位單元（20h）分配如下表所示：位單元項目位單元項目01h1、2位數(shù)碼管閃爍標(biāo)志位08h定時1顯示標(biāo)志位02h09h定時2顯示標(biāo)志位03h3、4位數(shù)碼管閃爍標(biāo)志位0ah

22、定時3顯示標(biāo)志位04h0bh定時1響鈴標(biāo)志位05h5、6位數(shù)碼管顯示標(biāo)志位0ch定時2響鈴標(biāo)志位06h0dh定時3響鈴標(biāo)志位07h日期顯示標(biāo)志位0eh總響鈴標(biāo)志位4.2 計時時鐘實現(xiàn)的基本方法時鐘的最小計時單位是秒，使用定時器的方式1，最大的定時時間也只能達(dá)到131毫秒?？砂讯〞r器的定時時間定為50毫秒，這樣，計數(shù)溢出20次即可得到時鐘的最小計時單位秒。計數(shù)20次可以用軟件實現(xiàn)，對定時器溢出次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，計滿20次即為1秒。從秒到分，從分到時，以及日、月、年都是通過軟件累加并進(jìn)行比較的方法實現(xiàn)的。4.3 實現(xiàn)時鐘程序設(shè)計步驟系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，主程序只需調(diào)用各個子程序模塊即可實現(xiàn)相應(yīng)功能。其模

23、塊結(jié)構(gòu)圖如圖4-1所示。圖4-1 程序各模塊方框圖4.3.1 主程序模塊設(shè)計整個程序進(jìn)行模塊化設(shè)計，主程序只需調(diào)用相應(yīng)的程序即可。主程序流程如圖4-2所示。圖4-2 主程序流程圖4.3.2 計時子程序模塊的實現(xiàn)當(dāng)t0中斷時，執(zhí)行本程序，因t0設(shè)為50毫秒中斷，故中斷20次為1秒。中斷程序分別有20次計數(shù)（1秒），60次計數(shù)（1分），60次計數(shù)（1小時），24次計數(shù)（1天），28、29、30、31次計數(shù)（1個月），12次計數(shù)（1年）。當(dāng)前位到設(shè)定數(shù)值時寫0或1，下一位加1。由于本世紀(jì)是21世紀(jì)，年位前兩位是4的倍數(shù)，故判斷閏年時只需對年的后兩位進(jìn)行計算，能被4整除為閏年，否則為平年，年位只進(jìn)行加

24、1，大于99時又重新開始。計時中斷流程圖如圖4-3所示。圖4-3 計時子程序流程圖 圖4-4 顯示子程序流程圖4.3.3 顯示子程序模塊的實現(xiàn)顯示原理在3.3.4節(jié)已給予了說明，流程圖如圖4-4所示。4.3.4 時鐘設(shè)定子程序模塊的實現(xiàn)當(dāng)設(shè)定時間時，斷開t0中斷，秒單元清0，進(jìn)入時、分單元設(shè)定。設(shè)定好后重裝t0初值，開t0中斷。流程圖如圖4-6所示。圖4-6 時鐘設(shè)定子程流程圖4.3.5 日期、定時設(shè)定子程序模塊的實現(xiàn)日期、定時的設(shè)定同時鐘設(shè)定。定時設(shè)定時，把時鐘的秒位換成定時標(biāo)志位，“00”為當(dāng)路定時關(guān)，“01”為當(dāng)路定時開，流程圖與時鐘設(shè)定程序相似。4.4 程序說明4.4.1 定時器初值計

25、算因定時器工作于方式1，需要50ms的中斷，所以計數(shù)初值:=216 - tfosc12=65536 - 5010-311.059210612=19456表示成十六進(jìn)制為=4c00h，故（th0）=4ch，（tl0）=00h。4.4.2 程序初始化程序初始化時，清相應(yīng)內(nèi)存單元（20h4fh共48個單元），送時間（00時00分00秒）、日期（07年10月01日）初值，送定時器t0、t1初值，th0= th1=4ch，tl0= tl1=00h，特殊寄存器（sp=50h、tmod=11h）值等。4.4.3 誤差分析及校正當(dāng)t0中斷時，需重裝定時初值，且要加上從斷開t0中斷到允許t0中斷共有13個周期，

26、以減小誤差，故理論重裝定時初值為（th0）=4ch，（tl0）=13h。但該外接晶振電路的晶振頻率可調(diào)，可能出現(xiàn)誤差，所以實際不是這個值。經(jīng)調(diào)試，當(dāng)定時初值為（th0）=4ch，（tl0）=06h時，24小時約慢2秒，所以每當(dāng)計時24小時之后，給秒單元（30h）送02h，使秒累加時從2加起，24小時就少加2秒，即可使時間得到校正。4.4.4 實現(xiàn)閃動設(shè)定閃動可選用段碼送00h實現(xiàn)，也可禁止當(dāng)前位顯示，選通位送0實現(xiàn)。本設(shè)計選用后者實現(xiàn)閃動，用定時器t1進(jìn)行控制。4.4.5 實現(xiàn)連續(xù)加1先判斷鍵是否松開，若松開，則只執(zhí)行一次加1程序段，進(jìn)行單次加1；若未松開則連續(xù)執(zhí)行加1程序段，實現(xiàn)連續(xù)加1。每

27、執(zhí)行一次加1程序段就調(diào)用顯示子程序進(jìn)行延時，以對調(diào)節(jié)速度進(jìn)行控制。本系統(tǒng)以5hz的速度連續(xù)加1，這樣能快速對時間、日期、定時進(jìn)行設(shè)定。4.4.6 定時音與顯示相沖突問題及解決方案由于蜂鳴器響時p3.2口的電平呈高頻變化，頻率1k2k，其間隙時間為0.51毫秒，小于6 毫秒，因顯示時每個數(shù)碼管顯示1毫秒，至少需要6毫秒，故蜂鳴器響時無法進(jìn)行顯示。為解決此問題，可增加鎖存器，采用靜態(tài)顯示；也可增加一語音芯片，既可解決此問題，也可把定時音換成音樂或語音提示，或增加其它功能，使系統(tǒng)功能更強(qiáng)。4.5 本章小節(jié)本章主要對系統(tǒng)的軟件設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)說明，從數(shù)據(jù)單元及標(biāo)志單元的分配，到各子程序模塊的實現(xiàn)方法，以

28、及對時鐘的誤差分析、校正，定時音與顯示相沖突問題及解決方案。5 系統(tǒng)調(diào)試該時鐘程序的功能模塊先后實現(xiàn)的順序為：主程序時間模塊顯示模塊鍵盤模塊時間設(shè)定及其顯示模塊日期及其顯示模塊日期設(shè)定及其顯示模塊定時及其顯示模塊定時設(shè)定及其顯示模塊定時提示音及與顯示相沖突的協(xié)調(diào)模塊。每完成一個模塊就與前一個已完成的模塊結(jié)合起來調(diào)試，直至實現(xiàn)相應(yīng)功能，再編寫下一模塊程序。在與主程序銜接時，主程序和各子程序也需作相應(yīng)的改動，以便與子程序更好的銜接，特別是顯示子程序需作較大改動，以便對不同內(nèi)容進(jìn)行顯示。程序用偉福軟件進(jìn)行匯編語言程序編寫，該軟件還可進(jìn)行軟件仿真。用匯編語言編好程序后，先編譯，把匯編語言編譯成二進(jìn)制代

29、碼和十六進(jìn)制代碼。若編譯無法進(jìn)行，說明程序有語法錯誤，需進(jìn)行修改。編譯成功后則可進(jìn)行軟件仿真，仿真可單步運(yùn)行，也可連續(xù)運(yùn)行。仿真時應(yīng)調(diào)出數(shù)據(jù)窗口，看各單元數(shù)據(jù)是否正確，這是軟件仿真的目的。當(dāng)然，有些錯誤軟件仿真不容易發(fā)現(xiàn)，這就得把編譯得到二進(jìn)制代碼或十六進(jìn)制代碼下載到實驗板上運(yùn)行（用easy 51pro下載軟件，與實驗板相配的下載軟件。下載時先擦再寫，若不能能正常寫入，則再擦，再寫，直到寫入芯片），看是否正常，若不正常，再根據(jù)出錯的地方返回用軟件仿真，查看相應(yīng)的數(shù)據(jù)單元，再修改程序，這樣反復(fù)調(diào)試，直至程序可用，在實驗板上能正常運(yùn)行。待程序調(diào)試成功后即可燒寫到實驗板上，讓其運(yùn)行，至此，完成系統(tǒng)調(diào)

30、試。結(jié)束語經(jīng)過兩個多月的工作，基于單片機(jī)的電子時鐘系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)完成。經(jīng)試驗驗證，滿足設(shè)計要求。由于加入了計時修正，在精度方面已經(jīng)相當(dāng)準(zhǔn)確了，不過還可以達(dá)到更高精度，需要精確計算定時器t0中斷次數(shù)的誤差，再予以修正；在軟件的定時部分可以進(jìn)行改進(jìn)，用循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)，每次循環(huán)只需更改相應(yīng)單元即可，這樣使程序精簡。由于時間原因，沒能實現(xiàn)這兩部分。該系統(tǒng)的擴(kuò)展功能由于硬件原因不能實現(xiàn)，以后如硬件允許可以實現(xiàn)這部分功能，還可增加其它功能。本次設(shè)計主要涉及了單片機(jī)原理及接口技術(shù)的相關(guān)知識和匯編語言編程的諸多要領(lǐng)。設(shè)計中涉及的許多問題，更是對以前所學(xué)的知識的回顧及在過去的三年中學(xué)到知識的系統(tǒng)總結(jié)，這次設(shè)計對我

31、們將來的工作有很大的幫助。在設(shè)計中，我積極查閱資料，細(xì)心鉆研各個細(xì)節(jié)，完成了多功能時鐘的開發(fā)與調(diào)試，也讓我們明白了在設(shè)計中考慮問題應(yīng)該全面。在設(shè)計中既鍛煉了我的動手能力，又學(xué)會查閱資料，提煉需要的信息。由于本人水平有限，文中難免出現(xiàn)錯誤與不足之處，懇請各位老師批評指正。致謝首先要感謝我的家人，是他們讓我能上大學(xué)；在大學(xué)里，先要學(xué)會學(xué)習(xí)才能學(xué)的更好，是老師教了我怎樣學(xué)習(xí)，到現(xiàn)在能完成畢業(yè)設(shè)計，都少不了老師的功勞；在整個設(shè)計過程中，從硬件電路圖到軟件編程，應(yīng)用了相當(dāng)多的知識，包含了大學(xué)三年所學(xué)的知識，在此向各位任課老師表示感謝。在設(shè)計過程中，指導(dǎo)老師xxx老師給予了我很大幫助，李老師對設(shè)計中出現(xiàn)的

32、問題作了及時講解和耐心指導(dǎo)，使我的設(shè)計得以順利完成。在此，特向xxx老師、xxx老師、xxx老師等表示感謝；同時，很多同學(xué)也給我提供了很多幫助，也向幫助我的同學(xué)表示感謝。附錄a：實驗板原理圖附錄b：程序清單 org 0000h ljmp start org 000bh ljmp intt0 org 001bh ljmp intt1 ;主程序;org 0020h start: mov r0,#20h ;清20h-4fh共48個單元 mov r7,#30h ;20h,21h標(biāo)志用 cleara: mov r0,#00h inc r0 djnz r7,cleara clr p2.2 clr p2.1

33、 clr p2.0 mov sp,#50h mov 33h,#01h mov 34h,#0ah mov 35h,#07h mov tmod,#11h ;設(shè)t0、t1為16位定時器 mov tl0,#00h ;50ms定時初值（t0計時用） mov th0,#4ch mov tl1,#00h mov th1,#4ch setb ea setb et0 setb tr0 mov r4,#14h start1: lcall display lcall key jb acc.3,$+6 date1: lcall date jb acc.2,$+6 timea: lcall time jb acc.1,

34、$+6 settime1: lcall settime jb acc.0,$+6 jnb 0eh,$+6 ;定時顯示判斷 lcall ring1 sjmp start1;計時程序; intt0: push acc push psw clr et0 clr tr0 mov a,#06h ;tl=#06h,th=#4ch add a,tl0 ;低8位初值修正 mov tl0,a ;重裝初值（低8位修正值） mov a,#4ch addc a,th0 ;高8位初值修正 mov th0,a ;重裝初值（高8位修正值） setb tr0 djnz r4, $+5 ;1s未到中斷退出 ljmp $+6 l

35、jmp outt0 mov r4,#14h inc 30h mov a,30h cjne a,#3ch,$+6 ljmp $+6 ljmp outt0 mov 30h,#00h inc 31h lcall time1 ;調(diào)定時比較程序 mov a,31h cjne a,#3ch,$+5 sjmp $+5 ljmp outt0 mov 31h,#00h inc 32h mov a,32h cjne a,#18h,$+6 ljmp $+6 ljmp outt0 mov 32h,#00h inc 33h mov30h，#02h;時間修正 mov a,34h cjne a,#02h,$+6 ljmp

36、mon2 cjne a,#04h,$+6 ljmp day30 cjne a,#06h,$+6 ljmp day30 cjne a,#09h,$+6 ljmp day30 cjne a,#0bh,$+6 ljmp day30 mov a,33h cjne a,#20h,$+6 ljmp loop1 ljmp outt0 day30: mov a,33h cjne a,#1fh,$+6 ljmp loop1 ljmp outt0 mon2: mov a,35h mov b,#04h div ab mov a,b jz day29 mov a,33h cjne a,#1dh,$+6 ljmp lo

37、op1 ljmp outt0 day29: mov a,33h cjne a,#1eh,$+6 ljmp loop1 ljmp outt0 loop1: mov 33h,#01h inc 34h mov a,34h cjne a,#0dh,$+6 ljmp $+6 ljmp outt0 mov 34h,#01h inc 35h mov a,35h cjne a,#64h,$+6 ljmp $+6 ljmp outt0 mov 35h,#00h outt0: pop psw pop acc setb et0 reti;定時比較程序; time1: jnb 0bh,time2 mov a,31h cjne a,37h,time2 mov a,32h cjne a,38h,time2 setb 08h ;鬧鈴1顯示標(biāo)志位置位 sjmp ring time2: jnb 0ch,time3 mov a,31h cjne a,3ah,time3 mov a,32h cjne a,3bh,time3 setb 09h ;鬧鈴2顯示標(biāo)志位置位 sjmp ring time3: jnb 0