單片機電子時鐘課程設計報告

PAGEPAGE5單片機原理與應用課程設計報告（2014—2015學年第二學期）題目基于單片機的電子時鐘設計系別電子與電氣工程系專業(yè)電子信息工程班級學號姓名指導教師完成時間2015年6月13日評定成績

目錄一、 設計的目的 3二、 設計的內容與要求 3三、 設計方案 3四、 硬件、軟件設計 5五、 設計總結 8六、 參考文獻 10

設計的目的在基本掌握了《單片機原理與應用》課程知識的基礎上，完成課程設計項目的設計。通過課程設計環(huán)節(jié)的訓練，包括設計方案的論證、硬件設計、程序編寫和設計報告的撰寫，掌握單片機應用項目的設計流程和方法，加深對《單片機原理與應用》課程知識的理解和掌握，培養(yǎng)應用系統的設計能力，初步積累單片機系統開發(fā)經驗，以及分析問題和解決問題的方法，并進一步拓寬專業(yè)知識面，培養(yǎng)實踐應用技能和創(chuàng)新意識。設計的內容與要求根據《單片機原理與應用》課程設計教學大綱、《單片機原理與應用》課程設計指導書，開展課程設計環(huán)節(jié)。有三個設計項目供選擇：電子密碼鎖、電子琴或電子時鐘。設計內容與要求：（1）選擇其中一個設計項目，進行設計方案的比較和論證，確定設計思路和方案；（2）進行硬件設計，畫出硬件結構框圖，完成電路原理圖的設計和元器件選型，必要時應給出重要電路參數的設計和計算過程，以及元器件參數的選型依據；（3）編寫單片機的軟件程序，先理清程序設計思路并繪制程序流程圖，再編寫具體的匯編語言或C語言程序語句，并注釋說明。成績評定依據：（分值百分比）（1）確定設計思路和方案——20%；（2）畫出硬件結構框圖、原理圖的設計、元器件選型，給出電路參數的設計依據——30%；（3）繪制程序流程圖，再編寫程序語句，并注釋說明——30%；（4）設計成果的功能完善程度、創(chuàng)新點、演示效果，撰寫設計報告的規(guī)范性——20%。設計方案根據定時中斷的原理，數碼管顯示和鍵盤掃描電路，以及和MCS-51單片機的接口方式，通過軟件編程，實現時間初值設置，時鐘運行和顯示。1、可供使用的硬件電路：1）顯示電路可選用數碼管顯示電路或LCD1602；2）P2驅動七段顯示器，P3為七段顯示器的掃描模塊；3）揚聲器和按鈕可接至P1口2、七段數碼管的字型代碼表如下表：2、數碼管動態(tài)掃描時間數碼管動態(tài)掃描顯示的時間要根據數碼管的數量來定的。一般來說，每一位數碼管需要一定的顯示時間，也就是說，你輸出一位數碼管的數據點亮這個數碼管之后，需要一定的時間才能熄滅它并點亮下一個數碼管，而不能一輸出就馬上熄滅它，否則亮度會非常低。

全部數碼管全部掃描一遍的總時間最好不要超過25mS，否則閃爍會比較嚴重，通?？偟膾呙桀l率要在60Hz以上，才看不到閃爍。比如說要掃描8位數碼管，那么可以讓每一位數碼管點亮1mS，這樣全部顯示一遍就大約是8mS或稍微多一點點(算上顯示處理的指令執(zhí)行時間)，此時的總掃描頻率就是125Hz左右，這樣的話，即能保證亮度，又看不到閃爍。3、LCD1602的基本操作時序：寫指令輸入：RS=L，=L,D0～D7=指令碼，E=正脈沖輸出：D0～D7=數據；寫數據輸入：RS=H，=L,D0～D7=數據，E=正脈沖輸出：無（1）LCD1602內部帶有80B的RAM緩沖區(qū)，對應的地址為第一行地址：00H～27H,第二行地址為為：40H～67H,當我們向00H～0FH和40H～4FH寫入顯示的數據時，液晶可以立即顯示出來，當寫入到10H～27H和50H～67H時，必須通過移屏指令將它們移入可現實區(qū)域方可正常顯示。（2）數據指針設置指令碼：0x80+地址碼（00H～27H,40H～67H）硬件和軟件設計4.1硬件設計思想主要用到這些元件:AT89C51單片機與單片機的最小系統，八位顯示數字管，74LS245鎖存器。用12MHZ的晶振和兩個較小的22pF的電容組成振蕩器電路，用一個按鍵，一個電解電容，一個10K電阻組成具有上電自動復位和手動復位兩種操作的復位電路。用P0口作為輸出需接上拉電阻，即需RESPACK-8排阻，74LS245鎖存器保存要開通的位碼。通過控制P0，P2，P3口來控制時間的計時。P0口送入要顯示的字段,P2口送入要顯示的位碼，P3口低三位即為查詢是否需要調整時分秒數。開通計時器中斷0來查表得到要顯示的數字。4.2軟件設計思想整個程序先給數碼管送初值120000，然后進行初始化工作。程序由一個主函數，一個定時器中斷程序，一個延時子程序，三個判斷子程序，一個顯示子程序構成。程序通過按鍵掃描程序來確定是否調用中斷程序來對時間進行調整。用一子程序完成時分秒的調整，通過循環(huán)掃描三個按鍵的電平變化來判斷對應按鍵是否按下，并帶有去抖動功能，當某個按鍵按下時，則對應的進行增一操作。若分秒增一到達60次或者時增一到達24次，將對其清零，各個操作均實時的通過數碼管顯示。4.3流程圖(1)軟件系統框圖圖4.1軟件系統框圖(2)系統流程圖:如圖4.2所示整個程序先給數碼管送初值120000，然后進行初始化工作，包括定時器及其初值設置、開中斷等。程序通過按鍵掃描程序來確定是否調用中斷程序來對時間進行調整，整個程序較為簡短，但是時間誤差很小。圖4.2系統流程圖(3)按鍵子函數流程圖:如圖4.3所示加一子程序完成時分秒的調整，通過循環(huán)掃描三個按鍵的電平變化來判斷對應按鍵是否按下，并帶有去抖動功能，當某個按鍵按下時，則對應的進行增一操作。若分秒增一到底60次或者時增一到達24次，將對其清零，各個操作均實時的通過數碼管顯示。圖4.3按鍵子函數流程圖設計總結1.當按下K1鍵一次即進入時間秒秒鐘設定狀態(tài)，然后再按一次K1鍵即進入時間分鐘設定狀態(tài)。最后再按一次K1進入時間小時設定狀態(tài)。設定完成后如圖5-1所示。圖5-12.按K1鍵進入時間秒鐘設定狀態(tài)后，然后按一下K2鍵進行加時。設定完成后如圖5-2所示。圖5-23.按K1鍵進入時間秒鐘設定狀態(tài)后，然后按一下K3鍵進行減時。設定完成后如圖5-3所示。圖5-34.按K1鍵兩次進入時間分鐘設定狀態(tài)后，然后按一下K2鍵進行加時。設定完成后如圖5-4所示。圖5-45.按K1鍵兩次進入時間分鐘設定狀態(tài)后，然后按一下K3鍵進行減時。時間設定完成后如圖5-5所示。圖5-56.按K1鍵三次進入時間小時設定狀態(tài)后，然后按一下K2進行加時。時間設定完成后如圖5-6所示。圖5-67.按K1鍵三次進入時間小時設定狀態(tài)后，然后按一下K3進行減時。時間設定完成后如圖5-7所示。圖5-7經過這次電子鐘的設計，讓我鞏固和運用了在“模擬電子技術”、“數字電子技術”及“電路分析”等課程中所學的理論知識和實驗技能，基本掌握了常用電子電路的一般設計方法，提高了設計能力和實驗技能。

本次的電子鐘實驗中，我學會了很多，平時的學習只是理論的學習，課程設計使得我對理論知識有了更加深刻的認識，通過實驗的調試，我也初步學會了如何排解錯誤，解決問題。還有這次的課程設計告訴我，只有將理論和實踐相結合才是真正的學到了知識。碰到不懂的問題要學會多自行查閱相關資料，提高自學能力。同時做事需要耐心，不能碰到一點困難就退縮。

本次設計使我對已學過的基礎知識有了更深入的理解，獨立思考、獨立工作以及應用所學基本理化分析和解決實際問題的能力有了很大的提高。另外，本次設計使我們的實際操作技能得到了訓練,同時也培養(yǎng)了我們嚴謹的態(tài)度。參考文獻單片機原理及接口技術（第二版），李全利，北京：高等教育出版社，2009年。單片機原理及應用（第二版），李建忠，西安：西安電子科技大學出版社，2008。單片機原理及應用，馮文旭等，北京：機械工業(yè)出版社，2008。單片機基礎(第3版)，李廣弟等，北京：北京航空航天大學出版社，2007。單片機高級教程:應用與設計(第2版)，何立民，北京：北京航空航天大學出版社，2007。指導老師評閱依據和分數評閱依據滿分得分進行設計方案的比較和論證，描述所采用的設計思路和方案，設計思路和方案正確。20分畫出硬件結構框圖，完成電路原理圖的設計和元器件選型，有關鍵電路參數的設計和計算過程，以及元器件參數的選型依據。30分繪制了程序設計流程圖，有詳細的匯編語言或C語言程序語句，并注釋說明。30分設計成果的功能完善，創(chuàng)新點突出，答辯表現良好；設計報告分析、總結了設計項目的實驗結果、設計過程中出現的問題和相應的解決措施或技巧，以及設計經驗、收獲和體會。課程設計報告格式規(guī)范。20分綜合評定成績：評閱人：附錄#include<reg51.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitk1=P3^5;sbitk2=P3^6;sbitk3=P3^7;ucharcodeduan[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x40};ucharhc[8];ucharjishu,jishu1=0,k,set,shan,a,b,c,time;charshi,fen,miao;voiddelay(uintt){uchari; while(t--) for(i=110;i>0;i--); }voidkey() {if(k1==0) {delay(5); while(k1==0); if(++set==4) set=0; }if(k2==0){delay(5);while(k2==0);if(set==1){if(++miao==60) miao=0;} if(set==2) { if(++fen==60)fen=0; } if(set==3){if(++shi==24) shi=0;}}if(k3==0){delay(5);while(k3==0); if(set==1) { if(--miao<0) miao=59; }if(set==2){if(--fen<0) fen=59;} if(set==3){ if(--shi<0) shi=23;} }if(set==1)a=0xff*shan;else{a=0;}if(set==2)b=0xff*shan;else{b=0;}if(set==3)c=0xff*shan;else{c=0;}} voidinit() { TMOD=0x01; TH0=(65535-5000)/256; TL0=(65535-5000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; } voidtint(void)interrupt1 {TH0=(65535-5000)/256; TL0=(65535-5000)%256; if(set!=0) {if((k1==0)||(k2==0)||(k3==0)) time=0; if(time>=10){set=0;time=0;} } jishu++;if(jishu==40){jishu=0; shan=!shan; if(++k==4) {k=0; time++; if(++miao==60) {miao=0; if(++fen==60) {fen=0; if(++shi==24) shi=0;} } }}hc[0]=c|sh