單片機(jī)課程設(shè)計(jì)——電子時(shí)鐘

1、 煙 臺(tái) 南 山 學(xué) 院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目： 簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 姓 名： 喬?hào)|坡 所在學(xué)院： 自動(dòng)化工程學(xué)院 所學(xué)專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 08級(jí)02班 學(xué) 號(hào)： 202106709047 指導(dǎo)教師： 楊國(guó)慶 完成時(shí)間： 2010-12-22 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、根本情況 學(xué)時(shí)：2周 學(xué)分：2學(xué)分 適應(yīng)班級(jí)：08電氣工程二、課程設(shè)計(jì)的意義、性質(zhì)、目標(biāo)、要求1意義課程設(shè)計(jì)是單片機(jī)課程教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面的系統(tǒng)的訓(xùn)練。進(jìn)行課程設(shè)計(jì)可以讓學(xué)生把學(xué)過(guò)的比擬零碎的知識(shí)系統(tǒng)化，真正的能夠把學(xué)過(guò)的知識(shí)落到實(shí)處，能夠開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，也進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生再深一步學(xué)習(xí)的熱情，因此課程

2、設(shè)計(jì)是必不少的，是非常必要的。2性質(zhì)課程設(shè)計(jì)是提高學(xué)生單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用能力以及文字總結(jié)能力的綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是配合單片機(jī)課程內(nèi)容掌握、應(yīng)用得的專(zhuān)門(mén)性實(shí)踐類(lèi)課程。3目標(biāo)通過(guò)典型實(shí)際問(wèn)題的實(shí)際，訓(xùn)練學(xué)生的軟硬件的綜合設(shè)計(jì)、調(diào)試能力以及文字組織能力，建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念，加強(qiáng)工程應(yīng)用思維方式的訓(xùn)練，同時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容做一定的擴(kuò)充。4要求(1)課程設(shè)計(jì)的根本要求單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：理論設(shè)計(jì)與撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告等。其中理論設(shè)計(jì)又包括選擇總體方案，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)；硬件設(shè)計(jì)包括單元電路，選擇元器件及計(jì)算參數(shù)等；軟件設(shè)計(jì)包括模塊化層次結(jié)構(gòu)圖，程序流程圖。程序設(shè)計(jì)是課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)進(jìn)一步完善程序設(shè)計(jì)

3、，使之到達(dá)課題所要求的指標(biāo)。課程設(shè)計(jì)的最后要求是寫(xiě)出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，把設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行全面的總結(jié)，假設(shè)有實(shí)踐條件，把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度。(2)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)采用相對(duì)集中的方式進(jìn)行，以班為單位全班學(xué)生集中到設(shè)計(jì)室進(jìn)行。做到實(shí)訓(xùn)教學(xué)課堂化，嚴(yán)格考勤制度，在實(shí)訓(xùn)期間兩周累計(jì)曠課到達(dá)6節(jié)以上，或者遲到、早退累計(jì)到達(dá)8次以上的學(xué)生，該課程考核按不及格處理。在實(shí)訓(xùn)期間需要外出查找資料，必須在指定的時(shí)間內(nèi)方可外出。 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)相對(duì)分散，每35名學(xué)生組成一個(gè)小組，完成一個(gè)課題的設(shè)計(jì)。小組成員既有分工、又要協(xié)作，同一小組的成員之間可以相互探討、協(xié)商，可以互相借鑒或參考別人的設(shè)計(jì)方法和經(jīng)

4、驗(yàn)。但每個(gè)學(xué)生必須單獨(dú)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，要有完整的設(shè)計(jì)資料，獨(dú)立撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告雷同率超過(guò)50%的課程設(shè)計(jì)考核按不及格處理。三、簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：應(yīng)用定時(shí)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)秒定時(shí)，在此根底上實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能，要求通過(guò)數(shù)碼管輸出時(shí)分秒信息，并設(shè)計(jì)按鍵調(diào)時(shí)功能。(1) 硬件設(shè)計(jì)：1單片機(jī)建議選用AT89C51。可采用單片機(jī)直接控制的方案，也可采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)。2LED顯示系統(tǒng)：采用數(shù)碼管顯示當(dāng)前時(shí)間，可采用動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示，顯示格式為：時(shí)：分：秒。3調(diào)時(shí)系統(tǒng)：用兩個(gè)功能按鍵來(lái)設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。功能鍵K1-K2功能如下：K1：設(shè)置小時(shí)K2：設(shè)置分鐘4電源供電系統(tǒng)：系統(tǒng)采可用220V電源供電，應(yīng)設(shè)

5、計(jì)相應(yīng)的穩(wěn)壓電源電路。但課程設(shè)計(jì)受時(shí)間限制，也可采用現(xiàn)成的5V直流穩(wěn)壓電源供電，這樣可以節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程。5軟件設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，軟件設(shè)計(jì)首先應(yīng)對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行進(jìn)行分配和說(shuō)明。為了增加程序的可讀性，理清程序的編寫(xiě)思路，建議程序采用模塊化結(jié)構(gòu)。摘要本設(shè)計(jì)是利用AT89C51和液晶顯示管制作的實(shí)用電子鐘，可完成計(jì)時(shí)，計(jì)分，計(jì)秒和校時(shí)，校分的功能。微處理器是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制的操作串行口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，校時(shí)電路由微處理器控制完成各自的任務(wù)。最后通過(guò)液晶顯示器顯示時(shí)、分、秒。在振蕩器正在運(yùn)行時(shí)，復(fù)位是靠RST或在RST引腳上施加持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期的高電平來(lái)實(shí)現(xiàn)，在RST

6、引腳上施加高電平的第2個(gè)周期執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位，以后每個(gè)周期執(zhí)行一次，直到RST變化。復(fù)位時(shí)，ALE和/RSEN輸出高電平，機(jī)ALE=1和/RSEN=1，片內(nèi)RAM不受復(fù)位的影響，復(fù)位后PC指向0000H使單片機(jī)從起始地址0000H開(kāi)始執(zhí)行程序。設(shè)計(jì)中采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，在XTAL1和XTAL2兩端接晶振，與內(nèi)部反向器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的時(shí)鐘脈沖直接送入片內(nèi)定時(shí)控制部件，該簡(jiǎn)易電子鐘最后由6個(gè)液晶顯示管顯示，分、秒段式LCD顯示采用七段顯示，其結(jié)構(gòu)除在上電極板上噴上a到g這七個(gè)筆畫(huà)外，還在下電極板噴上與筆畫(huà)相對(duì)應(yīng)的“日字形的電極并接公共電極COM。另外時(shí)鐘的校對(duì)采用與校對(duì)普通電子手表相同的操

7、作方式來(lái)完成，只需按K1、K2兩個(gè)鍵來(lái)校時(shí)、校分。AT85C51的XTAL1和XTAL2分別為反向器的輸入和輸出，RST為復(fù)位輸入，由它再接一個(gè)上拉電阻，引腳被拉高，P1口作為電子鐘的位選，P3口局部作為電子鐘的輸出端。SummaryThis design is the use of AT89C51 and LCD clock made from the practical, to be completed by time, scoring, the seconds and the school, school hours functions. The microprocessor is th

8、e core of the microcontroller to complete the operation and control the operation of serial port data memory and the reset circuit, clock circuit, the circuit by the microprocessor control of the school to complete their tasks. Finally, LCD display hours, minutes and seconds. When the oscillator is

9、running, reset by the RST, or RST is applied to pin for 2 machine cycles to achieve high, the RST pin high applied to the first 2 cycles of implementation of the internal reset for every subsequent Cycle once, until the RST change. Reset, ALE and / RSEN output high level, machine ALE = 1 and / RSEN

10、= 1, on-chip RAM from the impact of reset, reset microcontroller after the PC from starting point to address 0000H to 0000H start the program. Internal clock used in the design mode, then both ends of the XTAL1 and XTAL2 crystal, and the stability of the internal inverter constitute self-excited osc

11、illator clock pulses emitted directly into the on-chip timing control parts, the last by a simple clock 6 LCD display tube display, minutes, seconds Segment LCD display with seven-segment display, and its structure except in a spray on the electrode to the g-board the seven strokes, but also with th

12、e lower electrode plate sprayed with the corresponding strokes Day -shaped electrode and common electrode connection COM. Another clock proofreading and proofreading ordinary electronic watches using the same mode of operation to complete, simply press the K1, K2 are two keys to the school, the scho

13、ol points. The XTAL1 and XTAL2 AT85C51 were reverse input and output, RST as a reset input, which it followed by a pull-up resistor, the pin is pulled high, P1 port as the clocks choice, P3 mouth part as clock output.目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc281077234 1 緒論 PAGEREF _Toc281077234 h 1 HYPERLI

14、NK l _Toc281077235 1.1 電子鐘的設(shè)計(jì)要求和內(nèi)容 PAGEREF _Toc281077235 h 2 HYPERLINK l _Toc281077236 2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc281077236 h 2 HYPERLINK l _Toc281077237 2.1 系統(tǒng)總體方案 PAGEREF _Toc281077237 h 2 HYPERLINK l _Toc281077238 2.2 硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc281077238 h 3 HYPERLINK l _Toc281077239 2.2.1 時(shí)鐘電路 PAGEREF _Toc

15、281077239 h 3 HYPERLINK l _Toc281077240 2.2.2 復(fù)位電路 PAGEREF _Toc281077240 h 3 HYPERLINK l _Toc281077241 2.2.3 LCD數(shù)碼顯示電路 PAGEREF _Toc281077241 h 4 HYPERLINK l _Toc281077242 2.2.4 AT89C51單片機(jī)芯片 PAGEREF _Toc281077242 h 6 HYPERLINK l _Toc281077249 3 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc281077249 h 7 HYPERLINK l _Toc281077250

16、 3.1 流程圖 PAGEREF _Toc281077250 h 8 HYPERLINK l _Toc281077254 4 proteus軟件下的仿真 PAGEREF _Toc281077254 h 9 HYPERLINK l _Toc281077255 軟件介紹 PAGEREF _Toc281077255 h 9 HYPERLINK l _Toc281077256 4.2 仿真過(guò)程 PAGEREF _Toc281077256 h 10 HYPERLINK l _Toc281077258 4.2.1 任一時(shí)間的時(shí)鐘顯示 PAGEREF _Toc281077258 h 10 HYPERLINK

17、 l _Toc281077261 4.2.2 按下K1鍵進(jìn)行校時(shí)，小時(shí)加一后的時(shí)間顯示 PAGEREF _Toc281077261 h 11 HYPERLINK l _Toc281077263 4.2.3 按下K2鍵進(jìn)行校分，分鐘加一后的時(shí)間顯示 PAGEREF _Toc281077263 h 11 HYPERLINK l _Toc281077266 5 設(shè)計(jì)心得 PAGEREF _Toc281077266 h 12 HYPERLINK l _Toc281077268 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc281077268 h 13 HYPERLINK l _Toc281077269 附1 源程

18、序代碼 PAGEREF _Toc281077269 h 14 HYPERLINK l _Toc281077270 附2 簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘系統(tǒng)電路圖 PAGEREF _Toc281077270 h 17 1 緒論單片機(jī)即微處理器，自1976年Inter公司推出MCS-48，迄今已有20 多年了。由于單片機(jī)具有集成度高，功能強(qiáng)，體積小，功耗低，使用方便，價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)應(yīng)用到人們工作和生活的各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)從面向工業(yè)控制，通信，交通，智能儀表等迅速開(kāi)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品，辦公自動(dòng)化，汽車(chē)電子，PC機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通信等廣闊領(lǐng)域，目前最具有代表性的是MC-51系列單片機(jī)，MC-51雖然

19、是8位的單片機(jī)，但是它比MCS-48功能強(qiáng)大，此外還具有品種全，兼容性強(qiáng)，軟硬件豐富等優(yōu)點(diǎn)。時(shí)鐘，自從它創(chuàng)造的那天起，就成為人類(lèi)的朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷開(kāi)展，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來(lái)越高，應(yīng)用越來(lái)越廣。怎樣讓時(shí)鐘更好的為人民效勞，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型時(shí)鐘?，F(xiàn)今，高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(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)校，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(dòng)，用LED顯示器代替顯示器代替指針顯示進(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

20、時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)和分的校對(duì)，片選的靈活性好。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時(shí)鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)時(shí)鐘，即定時(shí)時(shí)間，它通常有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一是用軟件實(shí)現(xiàn)，即用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但誤差很大，主要用在對(duì)時(shí)間精度要求不高的場(chǎng)合；二是用專(zhuān)門(mén)的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)，在對(duì)時(shí)間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法，典型的時(shí)鐘芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以滿足高精度的要求。 電子鐘的設(shè)計(jì)要求和內(nèi)容1、任選一款51系列單片機(jī)2、能完成時(shí)分秒的顯示

21、3、能完成校時(shí)校分4、要求用Proteus軟件進(jìn)行仿真2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體方案采用AT89C51來(lái)設(shè)計(jì)電子鐘。按照功能要求確定系統(tǒng)方案，如下列圖所示。從圖中可以看出該設(shè)計(jì)有微處理器模塊，串行口通信模塊，時(shí)鐘模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及顯示模塊等組成。圖 1 控制器功能框圖 硬件設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路本設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)如圖2。對(duì)于時(shí)間要求不是很高的系統(tǒng)，只要按圖進(jìn)行設(shè)計(jì)就能使系統(tǒng)可靠起振并穩(wěn)定運(yùn)行。但由于圖中的C1、C2電容起著系統(tǒng)時(shí)鐘頻率微調(diào)和穩(wěn)定的作用，因此，在本鬧鐘系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中一定要注意正確選擇參數(shù)3010 PF，并保證對(duì)稱(chēng)性盡可能匹配，選用正牌廠家生產(chǎn)的瓷片或云母電容，如果可能

22、的話，溫度系數(shù)要盡可能低。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，這2個(gè)電容元件對(duì)鬧鐘的走時(shí)誤差有較大關(guān)系。 圖 2系統(tǒng)時(shí)鐘電路 復(fù)位電路隨著微電子技術(shù)的飛速開(kāi)展，單片機(jī)的性能迅速提高，在運(yùn)算、邏輯控制、智能化方面顯示出非凡的優(yōu)勢(shì)，在很大程度上取代了原來(lái)由數(shù)字邏輯電路、運(yùn)算放大電路組成的檢測(cè)、控制電路，應(yīng)用非常廣泛。但由于它存在著死機(jī)、程序跑飛等致命缺陷，使它在許多重要場(chǎng)合的應(yīng)用受到限制。在抗干擾方面的許多技術(shù)，比方設(shè)軟件陷阱、加硬件看門(mén)狗電路等，可使這一問(wèn)題有較好的解決，但仍然存在問(wèn)題：看門(mén)狗動(dòng)作時(shí)，意味著已經(jīng)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，且運(yùn)行了一段時(shí)間，這在有些場(chǎng)合是不允許的；有時(shí)程序出現(xiàn)死循環(huán)錯(cuò)誤，但是剛好把看門(mén)狗控制環(huán)節(jié)包含進(jìn)去，

23、對(duì)于這樣的錯(cuò)誤采用看門(mén)狗無(wú)法識(shí)別；在檢測(cè)控制周期比擬長(zhǎng)的系統(tǒng)中，單片機(jī)花大量時(shí)間等待外設(shè)，執(zhí)行等待命令時(shí)同樣會(huì)受到干擾。針對(duì)這些情況，我們?cè)趯?shí)踐中嘗試了主動(dòng)復(fù)位的方法，采用等間隔的脈沖或根據(jù)外部條件對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位喚醒。每次復(fù)位后，單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的程序，執(zhí)行完任務(wù)后及時(shí)進(jìn)入休眠，等待下次復(fù)位。用此方法較好地解決了上述問(wèn)題，并在農(nóng)用變壓器綜合保護(hù)器實(shí)驗(yàn)中得到了較好的效果。下面以51系列單片機(jī)為例探討具體原理與實(shí)現(xiàn)方法，復(fù)位信號(hào)為高電平。本設(shè)計(jì)采用的是上電復(fù)位方式。RC復(fù)位電路的實(shí)質(zhì)是一階充放電電路，現(xiàn)結(jié)合圖 3說(shuō)明這種復(fù)位電路的特點(diǎn)。系統(tǒng)上電時(shí)該電路提供有效的復(fù)位信號(hào)RST高電平直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定

24、后撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)低電平。理論上說(shuō)，系列單片機(jī)復(fù)位引腳只要外加2個(gè)機(jī)器周期的有效信號(hào)即可復(fù)位，即只要保證 tRC2M機(jī)器周期便可，但實(shí)際設(shè)計(jì)中，通常取C1為10以上，R1通常取10K左右。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)R1如果取值太小，例如1，那么會(huì)導(dǎo)致RST信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力變差而無(wú)法使系統(tǒng)可靠復(fù)位。圖3 中的虛線所接的續(xù)流二極管D1對(duì)于改善復(fù)位性能，起到了重要作用，它的作用是在電源電壓瞬間下降時(shí)使電容迅速放電，因此一定寬度的電源毛刺如波形中A點(diǎn)也可令系統(tǒng)可靠復(fù)位。圖 3RC復(fù)位電路 LCD數(shù)碼顯示電路本設(shè)計(jì)采用的LCD液晶顯示器來(lái)顯示時(shí)鐘的時(shí)間。液晶顯示器是采用了液晶控制透光度技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。由于通過(guò)控制是否透光

25、來(lái)控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無(wú)須考慮刷新率的問(wèn)題。對(duì)于畫(huà)面穩(wěn)定、無(wú)閃爍感的液晶顯示器，刷新率不高但圖像也很穩(wěn)定。LCD顯示器還通過(guò)液晶控制透光度的技術(shù)原理讓底板整體發(fā)光，所以它做到了真正的完全平面。一些高檔的數(shù)字LCD顯示器采用了數(shù)字方式傳輸數(shù)據(jù)、顯示圖像，這樣就不會(huì)產(chǎn)生由于顯卡造成的色彩偏差或損失。完全沒(méi)有輻射的優(yōu)點(diǎn)，即使長(zhǎng)時(shí)間觀看LCD顯示器屏幕也不會(huì)對(duì)眼睛造成很大傷害。 LCD顯示器的工作原理： LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由包含有液晶材料的5m均勻間隔隔開(kāi)。因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏反面有一塊背光板或

26、稱(chēng)勻光板和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。 背光板發(fā)出的光線在穿過(guò)第一層偏振過(guò)濾層之后進(jìn)入包含成千上萬(wàn)液晶液滴的液晶層。液晶層中的液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點(diǎn)上，通過(guò)改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類(lèi)似于一個(gè)個(gè)小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路局部和驅(qū)動(dòng)電路局部。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)那么的折射，然后經(jīng)過(guò)第二層過(guò)濾層的過(guò)濾在屏幕上顯示出來(lái)。圖 4 LCD液晶顯示 AT89

27、C51單片機(jī)芯片本設(shè)計(jì)采用的AT89C51單片機(jī)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)電子鐘的設(shè)計(jì)的。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。AT89C51單片機(jī)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。圖片見(jiàn)圖5： 圖 5 AT89C51芯片AT89C51單片機(jī)芯片的主要特性有：與MCS-51 兼容，4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10年，內(nèi)含有128*8位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 5個(gè)中斷源 ，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 AT89C51單片機(jī)芯片還具有振蕩器特性：XT

28、AL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的上下電平要求的寬度。AT89C51單片機(jī)芯片管腳說(shuō)明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。

29、P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流ILL這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口。3 軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用中斷方式進(jìn)行設(shè)計(jì)程序的，在中斷中應(yīng)注意的問(wèn)題：采用中斷的方式，最好將定時(shí)器中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為最高級(jí)，關(guān)于程序數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性應(yīng)注意兩個(gè)問(wèn)題：一，在低優(yōu)先級(jí)中斷響應(yīng)時(shí)，應(yīng)在入棧保護(hù)數(shù)據(jù)時(shí)禁止高優(yōu)先級(jí)的中斷響應(yīng)。二，在入棧保護(hù)有關(guān)數(shù)據(jù)后，對(duì)中斷程序執(zhí)行有影響的狀態(tài)位，存放器，必須恢復(fù)為復(fù)位狀態(tài)的值。例如，在以下程序中，由于用

30、到了十進(jìn)制調(diào)整，所以在中斷進(jìn)入時(shí)，將PSW中的AC，CY位清零，否那么，十進(jìn)制調(diào)整出錯(cuò)。定時(shí)準(zhǔn)確性的討論：程序中定時(shí)器，一直處于運(yùn)行狀態(tài)，也就是說(shuō)定時(shí)器是理想運(yùn)作的，其中斷程序每隔0.1秒執(zhí)行一次，在理想狀態(tài)下，定時(shí)器定時(shí)是沒(méi)有系統(tǒng)誤差的，但由于定時(shí)器中斷溢出后，定時(shí)器從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，直到被重新置數(shù)，才開(kāi)始正確定時(shí)，這樣中斷溢出到中斷響應(yīng)到定時(shí)器被重新置數(shù)，其間消耗的時(shí)間就造成了定時(shí)器定時(shí)的誤差。如果在前述定時(shí)器不關(guān)的情況下，在中斷程序的一開(kāi)始就給定時(shí)器置數(shù)，此時(shí)誤差最小，誤差大約為：每0.1秒，誤差712個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)然這是在定時(shí)器定時(shí)剛好為0.1秒時(shí)的情況，由以上分析，如果數(shù)字鐘設(shè)計(jì)為查詢(xún)的

31、方式或是在中斷的方式下將定時(shí)器中斷設(shè)置為最高級(jí)，我們?cè)诙〞r(shí)值設(shè)置時(shí)，可以適當(dāng)?shù)目鄢?個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間值。但如果在中斷的情況下，沒(méi)有將定時(shí)器中斷設(shè)置為最高級(jí)，那就要視中斷程序的大小，在定時(shí)值設(shè)置時(shí)，扣除相應(yīng)的時(shí)間值。 流程圖 圖6流程圖該流程圖，先對(duì)電路進(jìn)行初始化，然后程序從偽指令ORG開(kāi)始順序執(zhí)行，進(jìn)入主程序，在主程序中調(diào)用各個(gè)子程序，在各個(gè)子程序中利用數(shù)據(jù)傳送，循環(huán)移位指令等和中斷方式，以及各個(gè)子程序，始終開(kāi)始運(yùn)行，在運(yùn)行是可對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整，K1鍵是進(jìn)行校時(shí)，K2鍵是進(jìn)行校分，利用中斷進(jìn)行校時(shí)，校分，最終實(shí)現(xiàn)了電子鐘的設(shè)計(jì)。4 proteus軟件下的仿真4.1 軟件介紹WAVE6000軟件是

32、在窗口管理、工程管理和源文件編輯工具上工作的，在WAVE6000環(huán)境下的所有窗口均可以放在窗口的同一塊區(qū)域，各窗口可以直接切換，節(jié)省了窗口的面積，使窗口管理更有效。WAVE6000中工程管理和源文件編輯方面的功能，使得工程、文件切換更方便，有效地后退、前進(jìn)功能使得修改程序更方便。新增加的書(shū)簽窗口和斷點(diǎn)窗口可以有效地管理斷點(diǎn)和書(shū)簽，使得程序員無(wú)需在眾多的代碼和斷點(diǎn)中逐行查詢(xún)，斷點(diǎn)信息和書(shū)簽信息在各自的窗口中顯示一目了然。工程窗口是用戶和源程序文件、目標(biāo)文件和用戶設(shè)置等的橋梁，通過(guò)工程窗口可以建立工程、設(shè)置工程、添加源程序到工程、編譯工程等工程操作，信息串口顯示工程操作和文件操作后的詳細(xì)信息，例如

33、翻開(kāi)工程、保存工程、工程編譯過(guò)程以及出錯(cuò)信息等等。在一個(gè)工程調(diào)試之前，必須經(jīng)過(guò)新建工程、設(shè)置工程、添加模塊和包含文件、保存工程、編譯工程，最后進(jìn)入調(diào)試工程，其中的所有成功和錯(cuò)誤信息都會(huì)在該窗口中顯示，因此用戶在調(diào)試工程前，需要觀察此窗口是否有錯(cuò)誤信息，待排除錯(cuò)誤前方可正確調(diào)試工程。外設(shè)包括端口、定時(shí)器、串行口、中斷菜單和相應(yīng)的窗口是由SFR窗口寄生出來(lái)的外設(shè)菜單，專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示外部設(shè)備的狀態(tài)和相應(yīng)的設(shè)置，可以通過(guò)該窗口生成用戶修改設(shè)置后的匯編源碼、C源碼，用戶可以脫離常用的手冊(cè)直接修改各外設(shè)的工作方式，然后產(chǎn)生源碼。外設(shè)包括端口、定時(shí)器、串行口、中斷菜單和相應(yīng)的窗口是由SFR窗口寄生出來(lái)的外設(shè)菜

34、單，專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示外部設(shè)備的狀態(tài)和相應(yīng)的設(shè)置，可以通過(guò)該窗口生成用戶修改設(shè)置后的匯編源碼、C源碼，用戶可以脫離常用的手冊(cè)直接修改各外設(shè)的工作方式，然后產(chǎn)生源碼。 仿真過(guò)程1)在計(jì)算機(jī)上翻開(kāi)“WAVE6000”集成調(diào)試環(huán).2)建立新程序選擇菜單文件|保存文件或文件|另存為功能。3)建立新的工程，選擇菜單文件|新建工程功能。新建工程分三步走，首先，參加模塊文件。在參加模塊文件的對(duì)話框中選擇剛剛保存的文件，按翻開(kāi)鍵。如果你是模塊工程，可以同時(shí)選擇多個(gè)文件再翻開(kāi)。然后，參加包含文件。在參加包含文件對(duì)話框中，選擇所要參加的包含文件。如果沒(méi)有那么按取消鍵。最后，保存工程。在保存工程對(duì)話框中輸入工程名稱(chēng)，按保

35、存鍵將工程保存在與你的源文件相同的文件夾下。4)然后再設(shè)置工程。選擇菜單欄的編譯功能編譯工程。在編譯過(guò)程中如果有錯(cuò)誤可以在信息窗口中顯示出來(lái)。雙擊錯(cuò)誤信息，可以在源程序中定位所在行。糾正錯(cuò)誤后，再次編譯只到正確為止。5)在編譯沒(méi)有錯(cuò)誤后，就可以執(zhí)行、調(diào)試程序了。軟件仿真的時(shí)間顯示圖： 任一時(shí)間的時(shí)鐘顯示圖7 任意時(shí)間時(shí)鐘顯示 按下K1鍵進(jìn)行校時(shí)，小時(shí)加一后的時(shí)間顯示圖8 時(shí)鐘時(shí)間顯示 按下K2鍵進(jìn)行校分，分鐘加一后的時(shí)間顯示圖9分鐘時(shí)間顯示5 設(shè)計(jì)心得作為一名自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的大三學(xué)生，我覺(jué)得做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過(guò)的大學(xué)時(shí)間里，我們大多數(shù)接觸的是專(zhuān)業(yè)課。我們?cè)谡n堂

36、上掌握的僅僅是專(zhuān)業(yè)課的理論知識(shí)，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力？如何把我們所學(xué)的專(zhuān)業(yè)根底課理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去呢？我想做類(lèi)似的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是在做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開(kāi)實(shí)際盡情在夢(mèng)想的世界里翱翔，而我們一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實(shí)際的設(shè)想永遠(yuǎn)只能是設(shè)想，永遠(yuǎn)無(wú)法升級(jí)為設(shè)計(jì)。其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，如：Keil、匯編語(yǔ)言ISIS制圖等。雖然過(guò)去從未獨(dú)立應(yīng)用過(guò)它們，但在

37、學(xué)習(xí)的過(guò)程中帶著問(wèn)題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計(jì)的又一收獲。最后，要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改良是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)課程過(guò)程中遇到問(wèn)題是很正常德，但我們應(yīng)該將每次遇到的問(wèn)題記錄下來(lái)，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問(wèn)題。另外，這次課程設(shè)計(jì)讓我感到了團(tuán)隊(duì)合作的重

38、要性。在團(tuán)隊(duì)中，我們互幫互助，對(duì)整個(gè)課程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，這是至關(guān)重要的，缺少每一個(gè)人都會(huì)對(duì)我們的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。還有要感謝指導(dǎo)老師楊國(guó)慶老師在我們遇到困難時(shí)，給予我們的建議與鼓勵(lì)。 2周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，但是從中學(xué)到的知識(shí)會(huì)讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問(wèn)題和實(shí)踐能力的提高都會(huì)受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。參考文獻(xiàn)余發(fā)山.?單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)?.北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2007.張毅剛.?單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)?.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1997.李剛.?51系列單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用技巧?.天津：天津大學(xué)出版社，2004.房小翠、王金鳳.? 單片微型計(jì)算機(jī)與機(jī)電接口技術(shù)?.北京：國(guó)防工業(yè)

39、出版社,2005.李珍.?單片機(jī)原理與控制技術(shù)?.北京：清華大學(xué)出版社,2006.范立南.?單片微機(jī)接口與控制技術(shù)?.沈陽(yáng)：遼寧大學(xué)出版社,2004.張友德.? 單片微型機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)踐?.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社,2001.李華.?MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)?.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2000.附1 源程序代碼DB0_DB7 EQU P1DI_DA DATA 20HSEC DATA 21HMIN DATA 22HHOUR DATA 23HORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP CLOCKORG 0030HMAIN: MOV TMOD, #01H MOV TL

40、0, #0B0H /50ms MOV TH0, #3CH SETB ET0 SETB TR0 MOV DI_DA, #00H MOV SEC, #00H MOV MIN, #00H MOV HOUR, #00H SETB EA MOV SP, #60H LCALL INITIAL LCALL CLSMOV A, #10000000B /第一行LCALL WRITE_COMMOV DPTR, #LINE0LCALL DISPMOV A, #11000000B /第二行 c0-LCALL WRITE_COMMOV DPTR, #LINE1LCALL DISP;*MOV A, #11001100B

41、/ccLCALL WRITE_COMMOV DPTR, #LINE1LCALL DISP;* START TIME* /按鍵 JNB P3.0, MIN_ADJ JNB P3.1, HOUR_ADJ ACALL CONV ACALL DIS AJMP BEGIN;* SCAN KEYBOARD* MIN_ADJ: ACALL DEL10MS CLR C MOV A, MIN INC A DA A CJNE A, #60H, X1 CLR AX1: MOV MIN, A ACALL DIS ACALL DEL200MS JNB P3.0, MIN_ADJ AJMP BEGINHOUR_ADJ:

42、ACALL DEL10MS CLR C MOV A,HOUR INC A DA A CJNE A, #24H, X3 CLR AX3: MOV HOUR, A ACALL DIS ACALL DEL200MS JNB P3.1, HOUR_ADJ AJMP BEGIN;*CONVERT*CONV: MOV A, DI_DA CJNE A, #14H, DONE MOV DI_DA, #00H MOV A, SEC ADD A, #01H DA A MOV SEC, A CJNE A, #60H, DONE MOV SEC, #00H MOV A, MIN ADD A, #01H DA A MOV MIN,A CJNE A, #60H, DONE MOV MIN, #00H MOV A, HOUR ADD A, #01H DA A MOV HOUR, A CJNE A, #24H, DONE MOV HOUR, #00HDONE: RET;* *DISPLAY TIME*DIS: MOV A, #11000100B LCALL WRITE_COM MOV A, HOUR SWAP A ANL A, #0FH ADD A,