基于數(shù)碼管的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、 2012 2013 學(xué)年 第 2 學(xué)期 單片機(jī)原理及應(yīng)用 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告題 目： 基于數(shù)碼管的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)專 業(yè)： 自動化 班 級： 電氣工程系2013年5月1日1、任務(wù)書課題名稱基于數(shù)碼管的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師（職稱） 執(zhí)行時(shí)間2012 2013 學(xué)年 第 2學(xué)期 第 10 周學(xué)生姓名學(xué)號承擔(dān)任務(wù)設(shè)計(jì)目的1. 學(xué)習(xí)8051單片機(jī)定時(shí)器時(shí)間計(jì)時(shí)處理、按鍵掃描及LED數(shù)碼管顯示的設(shè)計(jì)方法。2.能夠較全面地鞏固和應(yīng)用單片機(jī)課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，鍛煉動手能力。3.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立收集資料、獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力；培養(yǎng)分析、總結(jié)及撰寫技術(shù)報(bào)告的能力。設(shè)計(jì)要求要求：1、用8個(gè)數(shù)碼管顯示

2、一個(gè)電子時(shí)鐘格式為00-00-00，分別表示時(shí)鐘、分鐘和秒鐘；2、要求有暫停，能進(jìn)行時(shí)鐘、分鐘和秒鐘的調(diào)節(jié)；3、到整時(shí)（如1點(diǎn)整，2點(diǎn)整）時(shí)蜂鳴器發(fā)出“滴答”聲，同時(shí)一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)出閃爍。摘 要 隨著人類科技文明的發(fā)展，人們對于時(shí)鐘的要求在不斷地提高。時(shí)鐘已不僅僅被看成一種用來顯示時(shí)間的工具，在很多實(shí)際應(yīng)用中它還需要能夠?qū)崿F(xiàn)更多其它的功能。本設(shè)計(jì)主要基于單片機(jī)技術(shù)原理，設(shè)計(jì)制作出一個(gè)電子時(shí)鐘系統(tǒng)。6位LED數(shù)碼管顯示，使用按鍵掃描進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)。這種實(shí)現(xiàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，性能可靠，實(shí)時(shí)性好，時(shí)間精確，操作簡單，編程容易。最后將設(shè)計(jì)的時(shí)鐘系統(tǒng)在Protues仿真軟件上進(jìn)行仿真驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的時(shí)鐘

3、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。關(guān)鍵詞: AT89C51單片機(jī)；電子時(shí)鐘；數(shù)碼管；按鍵掃描基于數(shù)碼管的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)目 錄摘 要3第一章 緒 論11.1 單片機(jī)的應(yīng)用和特點(diǎn)11.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢11.3 電子時(shí)鐘簡介及其基本特點(diǎn)2第二章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)32.1 總方案設(shè)計(jì)32.2 單片機(jī)芯片的選擇32.2.1 AT89C51的功能概述32.2.2 AT89C51引腳功能說明42.3 單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)62.4 按鍵電路設(shè)計(jì)62.5 蜂鳴器電路設(shè)計(jì)72.6 LED數(shù)碼管顯示電路7第三章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)10第四章 系統(tǒng)仿真12第五章 總結(jié)與體會13參考文獻(xiàn)14附錄15附錄二 元件清單20插圖清單圖2-1

4、電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)框圖3圖2-2 AT89C51引腳說明4圖2-3 單片機(jī)系統(tǒng)電路6圖2-4 按鍵設(shè)計(jì)電路7圖2-5 蜂鳴器設(shè)計(jì)電路7圖2-6 LED數(shù)碼管8圖2-7 顯示電路設(shè)計(jì)9圖2-8 總體設(shè)計(jì)電路9圖3-1 主程序框圖10圖3-2顯示子程序框圖11圖4-1 整點(diǎn)報(bào)時(shí)仿真12圖4-2調(diào)時(shí)仿真12 表格清單 表2-1 數(shù)碼管字型與字段關(guān)系表8第一章 緒 論1.1 單片機(jī)的應(yīng)用和特點(diǎn) 20世紀(jì)末，單片機(jī)技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，滲透到我們生活的每個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到那個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的

5、各種IC卡，民用豪華轎車的安全控制系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制等等，這些都離不開單片機(jī)的控制還有醫(yī)療器械、功能儀表都需要單片機(jī)?？梢?，單片機(jī)關(guān)系到我們生活的方方面面。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分為如下幾個(gè)范疇：智能儀器、工業(yè)控制，家用電器、網(wǎng)絡(luò)和通信、設(shè)備領(lǐng)域、模塊系統(tǒng)以及汽車電子。 隨著單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，在其在推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時(shí)也使得現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高。單片機(jī)有以下特點(diǎn)： 1. 單片機(jī)的存儲器ROM和RAM是嚴(yán)格區(qū)分

6、的。ROM稱為程序存儲器，只存放程序、固定常數(shù)及數(shù)據(jù)表格。RAM則為數(shù)據(jù)存儲器，用作工作區(qū)及存放用戶數(shù)據(jù)1 2. 采用面向控制的指令系統(tǒng)。為滿足控制需要，單片機(jī)有更強(qiáng)的邏輯控制能力，特別是單片機(jī)具有很強(qiáng)的位處理能力； 3. 單片機(jī)的I/O口通常是多功能的。由于單片機(jī)芯片上引腳數(shù)目有限，為了解決實(shí)際引腳數(shù)和需要的信號線的矛盾，采用了引腳功能復(fù)用的方法，引腳處于何種功能，可由指令來設(shè)置或機(jī)器狀態(tài)來區(qū)分； 4. 單片機(jī)的外部擴(kuò)展能力很強(qiáng)。在內(nèi)部的各種功能部件不能滿足應(yīng)用的需求時(shí)，均可在外部進(jìn)行擴(kuò)展，與許多通用的微機(jī)接口芯片兼容，給應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了很大的方便。1.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢 目前，單片機(jī)正

7、朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積，大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。 單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。在以前，是必須由模擬或是數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能的，而現(xiàn)在已經(jīng)能用單片機(jī)通過軟件的方法來實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。 1.3 電子時(shí)鐘簡介及其基本特點(diǎn) 隨著社會經(jīng)濟(jì)的急速發(fā)展，給人們的生活帶來巨大壓力的同時(shí)迫使人們加快自己工作、生活的步伐，使時(shí)間對于人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易是人忘記當(dāng)前時(shí)間。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重

8、要的時(shí)候這種遺忘無傷大雅。但是，一旦是重要的事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。1957年，Ventura發(fā)明了世界上第一只電子表，從而奠定了電子時(shí)鐘的基礎(chǔ)，電子時(shí)鐘也飛速的發(fā)展起來?，F(xiàn)代的電子時(shí)鐘的基于單片機(jī)的一種計(jì)時(shí)工具采用延時(shí)程序產(chǎn)生一定的時(shí)間中斷，用于一秒定義，通過計(jì)數(shù)方式進(jìn)行六十秒分鐘進(jìn)一，滿六十分小時(shí)進(jìn)一，滿二十四小時(shí)清零，從而達(dá)到計(jì)時(shí)的功能，是人們?nèi)粘Ｉ畈豢扇鄙俚墓ぞ摺?現(xiàn)在高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)采用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、石英鐘、石英表都采用了石英技術(shù)，因此，走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)試，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動，用LCD顯示器或數(shù)碼

9、管代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)、分、秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)和分的校對，片選的靈活性好。 第二章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1 總方案設(shè)計(jì)根據(jù)課設(shè)的要求，我們設(shè)計(jì)了如圖2-1所示的整體框圖，包括外部震蕩電路模塊、復(fù)位電路模塊、按鍵電路模塊、蜂鳴器電路模塊（起整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能）、單片機(jī)芯片以及顯示模塊。其中單片機(jī)芯片是核心模塊，與外部晶振電路和復(fù)位電路組成單片機(jī)系統(tǒng)電路。外部晶振電路 單 片 機(jī) 顯示電路 復(fù)位電路蜂鳴器電路按鍵鍵電路圖2-1 電子時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)框圖2.2 單片機(jī)芯片的選擇 經(jīng)過多種單片機(jī)性能的分析及現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，在本設(shè)計(jì)中單片機(jī)芯片采用了AT89C

10、51單片機(jī)芯片。AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)

11、為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。2.2.1 AT89C51的功能概述AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。2.2.2 AT89C51引腳功能說明引腳排列如圖2-2

12、所示。 圖2-2 AT89C51引腳說明 Vcc： 電源電壓 GND： 接地 P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動8個(gè)TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1口：P1口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口

13、拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個(gè)電流。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8地址5。 P2口：P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX Ri指令）時(shí)

14、，P2口線上的內(nèi)容（即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P2亦接收高位地址和其他控制信號。 P3口：P3口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能。 P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)

15、復(fù)位。WDT溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR的DISRT0位（地址8EH）可打開或關(guān)閉該功能。DIRT0位缺省為RESET輸出高電平打開狀態(tài)。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此可對外輸出時(shí)鐘或用以定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于出入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置

16、ALE無效。 /PSEN：程序儲存允許（/PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）使，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器。沒有兩次有效的/PSEN信號。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程電壓VPP。2.3單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)系統(tǒng)電路包含晶振

17、和復(fù)位兩部分，如圖2-3所示。圖2-3 單片機(jī)系統(tǒng)電路在圖2-3的復(fù)位部分，單片機(jī)的9腳（RST)是硬件復(fù)位功端，當(dāng)該端持續(xù)4個(gè)周期輸入高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都將回復(fù)初始狀態(tài)，其中K5為復(fù)位鍵，按下此鍵就可以使單片機(jī)恢復(fù)到初始值。晶振電路部分，此電路在加電大約延遲10sm后正當(dāng)器起振，在XTAL2引腳產(chǎn)生幅值為3V的正弦時(shí)鐘信號，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率決定。電容C1、C2起到兩個(gè)作用，一是幫助振蕩器起振，二是對振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)，值都為33pF。圖中X1為石英晶振。2.4 按鍵電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)用了3個(gè)按鍵K1、K2、K3，分別表示設(shè)定鍵、暫停鍵、加鍵，其中設(shè)定鍵是對時(shí)

18、、分、秒的選擇鍵，而加鍵是對時(shí)或分或秒的調(diào)節(jié)，兩者結(jié)合從而達(dá)到調(diào)節(jié)時(shí)間的目的。電路如圖2-4所示： 圖 2-4 按鍵設(shè)計(jì)電路2.5 蜂鳴器電路設(shè)計(jì)當(dāng)單片機(jī)檢測到整點(diǎn)的時(shí)候，例如01-00-00時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)發(fā)出信號使蜂鳴器發(fā)出“嘀、嘀、嘀”的聲音，同時(shí)一個(gè)發(fā)光二極管閃爍。用I/O口很容易實(shí)現(xiàn)該功能。本設(shè)計(jì)的蜂鳴器電路是實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)。本設(shè)計(jì)中選用壓電式蜂鳴器。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器、共鳴器和外殼組成。當(dāng)接通電源后（1.5V15V直流工作電壓），多謝振蕩器起震，輸出1.52.5KHZ的音頻信號。阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)生。購買市售的壓電式蜂鳴器，用一根I/O口

19、線驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲，約需10mA的驅(qū)動電流，可用7406或7407低電平驅(qū)動，也可以用一個(gè)晶體管驅(qū)動，如圖2-5所示： 圖2-5 蜂鳴器設(shè)計(jì)電路圖2.6 LED數(shù)碼管顯示電路我們常用的LED數(shù)碼管有七段式和八段式，相對于七段式來說八段式多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)其他的基本相同。本設(shè)計(jì)中我們選用的是八段式LED數(shù)碼管。所謂八段就是數(shù)碼管里有八個(gè)小的LED發(fā)光二極管，通過控制不同的LED二極管的亮滅來顯示不同的字形。數(shù)碼管是一種把多個(gè)LED顯示段集成在一起的顯示設(shè)備。有兩種類型，一種是共陽極，一種是共陰極。共陽極就是把多個(gè)LED顯示段的陽極接在一起，又稱為公共端。共陰型就是把多個(gè)LED顯示段的陰極連接在一起，即

20、為公共端。其中，共陽極的公共端接+5V電源，共陰極公共端接地。如圖2-5所示。 （a）外觀圖 （b）共陽極等效電路 （c）共陰極等效電路圖2-6 LED數(shù)碼管一個(gè)八段數(shù)碼管稱為一位，多個(gè)數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多為數(shù)碼管，它們的段選線（即a、b、c、d、e、f、g、dp）連載一起，各自的公共端為位選線。顯示時(shí)都是從段選線送入編碼，選中哪個(gè)位選線，那個(gè)數(shù)碼管就會被點(diǎn)亮。數(shù)碼管的八段對應(yīng)一個(gè)字節(jié)的八位，a對應(yīng)最低位，dp對應(yīng)最高位。例如，顯示字符0，共陰極數(shù)碼管字符編號為00111111，即0x3f；共陽極數(shù)碼管字符編號為11000000，即0xc0?？梢钥闯鰞蓚€(gè)編碼的各位正好相反。本設(shè)計(jì)中選用的是

21、共陽極的數(shù)碼管，表2-1中為各字符的編號。表2-1 數(shù)碼管字型與字段關(guān)系表顯示字符 g f e d c b a字型碼共陰極共陽極 0 0 1 1 1 1 1 13FHC0H 1 0 0 0 0 1 1 006HF9H 2 1 0 1 1 0 1 15BHA4H 3 1 0 0 1 1 1 14FHB0H 4 1 1 0 0 1 1 066H99H 5 1 1 0 1 1 0 16DH92H 6 1 1 1 1 1 0 17DH82H 7 0 0 0 0 1 1 107HF8H 8 1 1 1 1 1117FH80H 9 1 1 0 1 1116FH90H A 1 1 1 0 11177H88H

22、 B 1 1 1 1 1007CH83H C 0 1 1 1 0 0139HC6H D 1 0 1 1 1105EHA1H 數(shù)碼管的顯示方法可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，在本設(shè)計(jì)中采用的是動態(tài)顯示，其原理：各個(gè)數(shù)碼管的相同端連接在一起，共同占用8位段引管線：每位數(shù)碼管的陽極連接在一起組成公共端。依次給出各個(gè)數(shù)碼管公共端加有效信號，在此同時(shí)給出該數(shù)碼管加有效的數(shù)據(jù)信號，顯示就會清晰顯示出來。本設(shè)計(jì)選取的是7SEG-MPX8-CA-BLUE共陽極的多位數(shù)碼管，如圖2-7所示。圖2-7 顯示電路設(shè)計(jì) 由以上各部分電路模塊的設(shè)計(jì)思路，以及進(jìn)一步修改得到如圖2-8所示的由AT89C51芯片和74HC573等

23、元件組成的電路圖，按鈕開關(guān)從上到下依次設(shè)定、暫停、加、確認(rèn)等功能。此外，該電路還可以實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)，同時(shí)發(fā)光二極管閃爍的功能。圖2-8 總體設(shè)計(jì)電路圖第三章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件的設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)部分：主程序、顯示子程序、中斷服務(wù)組程序。1、主程序設(shè)計(jì)功能主要是選擇定時(shí)器工作方式，流程圖如圖3-1所示，程序見附錄一。開始單元初始化顯示緩沖區(qū)初始置定時(shí)器模式及工作方式設(shè)置初始常數(shù)啟動定時(shí)器 圖3-1 主程序框圖2、中斷服務(wù)組程序設(shè)每個(gè)機(jī)器周期的長度是12個(gè)振蕩周期。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的晶振是11.0592MHz，所以定時(shí)常數(shù)的設(shè)置可按以下方法計(jì)算： 機(jī)器周期=12÷11.0592MHz1.08

24、57µS ，程序見附錄一。 3、顯示子程序設(shè)計(jì)功能：掃描8個(gè)數(shù)碼管，數(shù)值。程序見附錄一， 流程圖如圖3-2所示:調(diào)用延時(shí)程序秒單元加160S到? N Y 秒單元清0分單元加1 60M到？ N Y 分單元清0 小時(shí)單元加124H到? N Y 小時(shí)單元清0返回 圖3-2 顯示子程序設(shè)計(jì)框圖 第四章 系統(tǒng)仿真 系統(tǒng)的調(diào)試、仿真用到了Keil和Protues兩個(gè)軟件。Keil C51 仿真器是一款利用KEIL C51 的IDE 集成開發(fā)環(huán)境作為仿真環(huán)境的廉價(jià)仿真器，是利用SST公司具有IAP功能的單片機(jī)SST89C58制作而成，主要是利用了SST89C58的IAP功能，所謂IAP功能是In

25、application program 的英文縮寫，是在應(yīng)用編程的意思，通俗一點(diǎn)講就是：它可以通過串口將用戶的程序下載到單片機(jī)中，可以通過串口對單片機(jī)進(jìn)行編程。它之所以具有這種功能，實(shí)際上它有兩塊程序flash區(qū)，其中一塊flash中運(yùn)行的程序可以更改另外的一塊程序flash區(qū)中的程序，正是利用這一特性才用它作成了仿真器，我們把仿真器的監(jiān)控程序事先燒入SST89C58，監(jiān)控程序通過SST89C58的串口和PC通訊，當(dāng)使用KEIL C51的IDE環(huán)境仿真時(shí)，用戶的程序通過串口被監(jiān)控程序?qū)懭雈lash程序區(qū)中，當(dāng)用戶設(shè)置斷點(diǎn)等操作仿真程序時(shí)，flash程序中的用戶程序也在相應(yīng)的更改，從而實(shí)現(xiàn)了仿真

26、功能 。 具體操作過程如下：1. 在Protues軟件中繪制連接圖2-8所示的總體電路圖，然后把程序輸入keil 軟件中生成HEX文件，最后把HEX文件載入AT89C51單片機(jī)中運(yùn)行。2. 仿真后的結(jié)果： （1）開始通電時(shí)，LED數(shù)碼管顯示的時(shí)間是“00-00-00”，此時(shí)處于整點(diǎn)狀態(tài)，蜂鳴器發(fā)出“嘀嘀嘀”的響聲，發(fā)光二極管也同時(shí)亮起。仿真結(jié)果如圖4-1所示。圖4-1 整點(diǎn)報(bào)時(shí)仿真 （2）按下k1鍵（設(shè)定功能），選擇調(diào)節(jié)的是時(shí)、分、秒其中的一個(gè)，然后按k3（加）鍵，對選中的時(shí)或分或秒進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如把時(shí)間調(diào)整在“22-11-10”，仿真結(jié)果如圖4-2所示。調(diào)時(shí)后按下k1鍵（確認(rèn)功能），時(shí)鐘就開始

27、工作計(jì)時(shí)。按下k2(暫停）鍵，LED數(shù)碼管上顯示的時(shí)間就不會變動，時(shí)鐘停止工作。圖4-2 調(diào)時(shí)仿真第五章 總結(jié)與體會 通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)了自身所學(xué)知識存在許多的不足和問題，同時(shí)也學(xué)到了不少東西，提高了動手能力。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，從設(shè)計(jì)方案的確定，到具體電路的設(shè)計(jì)，最后到總體電路的聯(lián)接構(gòu)建以及程序的編寫改寫，整個(gè)設(shè)計(jì)工程量的比較大的，單靠個(gè)人能力，很多方面考慮不周，有的地方甚至毫無頭緒，想不出具體方案，因此，絕對不能心急，不明白的地方我們一組同學(xué)進(jìn)行分析、研究，畢竟群策力辦法要多些，讓每個(gè)人也多個(gè)機(jī)會，碰上是在不能解決的問題，就去找輔導(dǎo)老師，用過老師的指點(diǎn)，把問題徹底搞清楚并加以掌握

28、。另外，在這次的設(shè)計(jì)過程中，我們還查閱了很多相關(guān)設(shè)計(jì)的資料，通過參考和研究別人的一些設(shè)計(jì)，使得我們的設(shè)計(jì)思路更加清晰和周密，從而使設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品也更加完善和高質(zhì)量。 盡管這次設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，但是也都一一得以解決，比如軟件設(shè)計(jì)時(shí)，遇到了很多問題，但是經(jīng)過我們的討教及想老師詢問，靜下心來思考，慢慢就理清了思路。通過這次設(shè)計(jì)，也使我們了解到無論做任何事情，都要有一顆平常心，不要急著想要成功、走捷徑，要一步一個(gè)腳印，把每一部都認(rèn)認(rèn)真真的做好來，才能取得最后的成功，同時(shí)也練就了我們的耐心，做什么事情都要有耐心，不要遇到困難就退縮，而是要靜下心來去尋找解決的方法，否則很難有最后的成功。在此過程中，充

29、分發(fā)揮人的主觀能動性，自主學(xué)習(xí)，學(xué)到了很多沒有學(xué)到過的知識，另一方面，碰到問題注意與同學(xué)和老師寫作、討論、尋求解決的方案，最終完成作品，達(dá)到預(yù)期的目的。雖然這次設(shè)計(jì)的課題有些簡單，但是要真的做進(jìn)去還是有一定的困難的，但是經(jīng)過自己的努力，得出最后的作品，我們還是蠻有成就感的，更重要的是學(xué)到了平時(shí)沒有學(xué)到的知識。因此，我們覺得這次的課程設(shè)計(jì)對自己而言算的上是一次全新的嘗試，也是一個(gè)小小的成功，更是一次很好的鍛煉，讓我們有了全方位的提高和進(jìn)步。 參考文獻(xiàn)1 樓然苗， 李光飛。 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社。2 張友德，趙志英，涂時(shí)亮。單片機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)（第五版），復(fù)旦大 學(xué)出版社。

30、 3 佚名。單片機(jī)電子數(shù)字鐘論文，豆丁網(wǎng)文檔在線， 4 張永楓。單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)教程，西安電子科技大學(xué)出版社。5 朱定華單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)，北方交通大學(xué)出版社。 6 嚴(yán)天峰。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試，北京航空航天大學(xué)出版社。7 佚名。畢業(yè)論文基于AT89C51單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘，豆丁網(wǎng)文檔在線， 8 謝白美電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測試武漢華中理工大學(xué)出版社1992. 9 何立民單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，北京航空航天大學(xué)出版社1993.10付家才單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社 2004.3. 11李光才單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 實(shí)例指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社。附錄附錄一 程序清單

31、#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table=0xC0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff,0x0c,0xbf; /*數(shù)碼管編碼表0-F、滅（16）、P.-*/uchar t0,t1,sec,min,hour,function,a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7;bit shan;void delay(uint count

32、) ;uchar keychuli();uchar key();void display(uchar,uchar,uchar,uchar,uchar,uchar,uchar,uchar);/函數(shù)申明void send();void ini();void chuli();void main() /主函數(shù)ini();while(1)display(16, 16, 18, 16, 16, 18, 16, 16); /沒有鍵按下是顯示P.if(key()=1) /當(dāng)k1按下后則定時(shí)器驅(qū)動時(shí)鐘開始走 TR0=1; function=1; shan=0;while(1)send(); / 送數(shù)displa

33、y(a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7); / 顯示chuli(); /處理voidini() /初始化TMOD=0x01,TH0=0x3c,TL0=0xb0;TH1=0x3c,TL1=0xb0; / 定時(shí)50ms中斷一次EA=1,ET0=1,TR0=0;ET1=1;TR1=0; /開中斷void chuli() /鍵值處理程序switch(key()case 0:break;case 1:/ 當(dāng)按鍵k1按下后function+;/ 判斷按下的次數(shù)switch(function)case 1:TR0=1;TR1=0;shan=0;break;/一次條秒同時(shí)閃爍case

34、 2:/兩次調(diào)分同時(shí)閃爍case 3:/三次調(diào)分同時(shí)閃爍case 4:TR0=0;TR1=1;shan=1;break;/四次跳出調(diào)整狀態(tài)時(shí)鐘繼續(xù)走時(shí)case 5:function=1;TR0=1;TR1=0;shan=0;break;/輪流循環(huán)break;case 2: /k2鍵上調(diào)switch(function) case 1:break;case 2:sec+;if(sec=60)sec=0;break;case 3:min+;if(min=60)min=0;break;case 4:hour+;if(hour=24) hour=0;break;break; case 4: switch

35、(function)case 1:break;case 2:sec-;if(sec=255) sec=59;break;case 3:min-;if(min=255) min=59;break;case 4:hour-;if(hour=255) hour=23;break;break;void timer0() interrupt 1 /定時(shí)器0的中斷服務(wù)程序TH0=0x3c,TL0=0xb0;t0+;if(t0=20)t0=0;sec+;if(sec=60)sec=0;min+;if(min=60)min=0;hour+;if(hour=24)hour=0;void timer1() interrupt 3 /定時(shí)器1的中數(shù)服務(wù)程序，對shan取反，以使燈閃爍TH0=0x3c,TL0=0xb0;t1+;if(t1=40)t1=0;shan=shan;uchar keychuli() uchar k; k=P1; /