數(shù)電課程設(shè)計(基于單片機的電子鐘).

1、河北科技大學課程設(shè)計報告數(shù)字學生姓名： * 學 號： 080703111 專業(yè)班級： 通信工程 081 班 課程名稱： 電子技術(shù)基礎(chǔ) 學年學期： 2 010 2 011 學年第 一 學期指導教師： 王彥朋 張敏 2 0 10 年 12 月 課程設(shè)計成績評定表目錄1. 設(shè)計目的 ,12. 總體電路框圖 ,13. 單元電路設(shè)計 ,24. 元件明細表 ,85. 安裝調(diào)試 ,96. 收獲體會 ,107. 附錄 ,101. 設(shè)計目的1. 了解數(shù)字鐘的原理，從而學會制作數(shù)字鐘及調(diào)試方法。2. 了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實用方法。3. 進一步學習與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使

2、用方法。4. 熟悉集成電路及有關(guān)元器件的使用，熟悉面包板的使用。5. 熟悉 51 單片機的結(jié)構(gòu)，掌握 keil 、proteus軟件的使用方法及仿真電路的設(shè)計。2. 總體電路框圖4-5 數(shù)字鐘的原理圖1 工作原理 ： 一個基本的數(shù)字鐘電路主要由顯示器 “時”，“分”，“秒”和單片機，還有校時電路 組成。 8 個數(shù)碼管的段選接到單片機的 P0口，位選接到單片機的 P2口。數(shù)碼管 按照數(shù)碼管動態(tài)顯示的工作原理工作，將標準秒信號送入 “秒單元 ”，“秒單元”采 用 60進制計數(shù)器，每累計 60秒發(fā)出一個 “分脈沖”信號，該信號將作為 “分單元” 的時鐘脈沖。 “分單元 ”也采用 60進制計數(shù)器，每累

3、計 60分鐘，發(fā)出一個 “時脈 沖”信號，該信號將被送到 “時單元”?！皶r單元”采用 24進制計時器，可實現(xiàn)對一天 24 小時的累計。顯示電路將 “時”、“分”、“秒”通過七段顯示器顯示出來。校時 電路時用來對 “時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進行校對調(diào)整，按一下 ksec,秒單元就加 1 ，按一下 kmin, 分就加 1，按一下 khour，時就加 1。3. 單元電路設(shè)計1 最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 單片機的最小系統(tǒng)是由電源、復位、晶振、 /EA=1 組成。電源引腳 Vcc 40 電源端 GND 20 接地端2工作電壓為 5V，另有 AT89LV51 工作電壓則是 2.7-6V,

4、引腳功能一樣 P3端口引腳兼用功能表2. LED 顯示電路LED 顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一，如下圖所示。圖 3-4 LED 顯示器的符號圖顯示電路顯示模塊需要實時顯示當前的時間 ,即時、分、秒，因此需要 6 個數(shù)碼 管，采用動態(tài)顯示方式顯示時間，硬件連接如下圖所示，時的十位和個位分別顯 示在第一個和第二個數(shù)碼管，分的十位和個位分別顯示在第三個和第四個數(shù)碼 管，秒的十位和個位分別顯示在第五個和第六個數(shù)碼管，采用動態(tài)掃描的方法進 行顯示，其硬件連接方式如下圖所示。數(shù)碼管的硬件連接示意圖3 數(shù)碼管使用條件：3. 鍵盤控制電路該設(shè)計需要校對時間，所以用三個按鍵來實現(xiàn)。按 khour 來調(diào)節(jié)小時的

5、時間，按 kmin 來調(diào)節(jié)分針的時間，按 ksec來調(diào)節(jié)秒的時間。下圖是按鍵硬件連接圖。4. 系統(tǒng)程序設(shè)計流程圖4主程序#includesbit ksec=P30;sbit kmin=P31;sbit khour=P32;unsigned char secshi=0,secge=0,minshi=0,minge=0,hourshi=0,hourge=0; unsigned int num=0,sec=0,min=0,hour=0;unsigned char code table10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; void

6、delay(unsigned int);void time0();void display();void keyscan();main()TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1; while(1) keyscan();display();void delay(unsigned int z) unsigned int x,y;for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); 定時器中斷子程序 void time0() interrupt 1 num+;TH0=(65536-5

7、0000)/256; TL0=(65536-50000)%256;LED 顯示程序 void display() if(num=20) 5 num=0; sec+;if(sec=60) sec=0; min+; if(min=60) min=0; hour+;if(hour=24) hour=0; min=0; sec=0; secge=sec%10; secshi=sec/10; minge=min%10; minshi=min/10; hourge=hour%10; hourshi=hour/10; P2=0x01;P0=tablesecge; delay(5); P2=0x02;P0=t

8、ablesecshi; delay(5);P2=0x04; P0=0xbf; delay(5);P2=0x08; P0=tableminge; delay(5);P2=0x10; P0=tableminshi;6 delay(5); P2=0x20; P0=0xbf;delay(5); P2=0x40;P0=tablehourge; delay(5); P2=0x80; P0=tablehourshi; delay(5); 按鍵控制子程序void keyscan() if(ksec=0) delay(10); if(ksec=0) sec+; if(sec=60) sec=0; while(k

9、sec=0) display(); if(kmin=0) delay(10); if(kmin=0) min+; if(min=60) min=0; while(kmin=0) display(); if(khour=0) delay(10); if(khour=0) 7hour+; if(hour=24) hour=0; while(khour=0) display();4. 元件明細表85. 安裝調(diào)試 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試包括硬件和軟件兩部分，但是他們并不能完全分開。一般 的方法是排除明顯的硬件故障，再進行綜合調(diào)試，排除可能的軟 /硬件故障。 1 硬 盤調(diào)試 元器件在安裝前要逐一檢查，用萬

10、用表測其數(shù)值，看是否與所用相同；完成焊接 后，應(yīng)先空載上電（芯片座上不插芯片），并檢查各引腳的電位是否正確。若一 切正常，方可在斷電的情況下將芯片插入，再次檢查各引腳的電位及其邏輯關(guān) 系。將萬用表的探針放到單片機接電源的引腳上檢測一下，看是否符合要求。2 系統(tǒng)性能測試與功能說明走時：默認為走時狀態(tài)，按 24小時制分別顯示 “時時 -分分-秒秒 ”，有 2 個“-”動態(tài) 顯示，時間會按實際時間以秒為最少單位變化。走時調(diào)整：按 ksec對秒進行調(diào)整，按一下加一秒；按 kmin 對分進行調(diào)整，按一 下加一分；按 khour 對時進行調(diào)整，按一下加一小時，從而達到快速設(shè)定時間的 目的。3 系統(tǒng)時鐘誤差

11、分析電子鐘的走時誤差 S=S1-S2,S1表示程序?qū)嶋H運行計算所得的秒； S2 表示客觀時 間的標準秒。 S0 時表示電子鐘秒單元數(shù)值刷新滯后，即走時誤差為 “慢”；反 之，S0 表示秒單元數(shù)值的刷新超前，即走時誤差為 “快”。本次設(shè)計的單片機電子鐘系統(tǒng)中，其誤差主要來源包括晶體頻率誤差，定時器溢 出誤差，延遲誤差。晶體頻率產(chǎn)生震蕩，容易產(chǎn)生走時誤差；定時器溢出的時間 誤差，本應(yīng)這一秒溢出，但卻在下一秒溢出，造成走時誤差；延遲時間過長或過 短，都會造成與基準時間產(chǎn)生偏差，造成走時誤差。4 軟件調(diào)試問題及解決 軟件程序的調(diào)試一般可以將重點放在分模塊調(diào)試上，統(tǒng)調(diào)是最后一環(huán)。軟件調(diào)試 可以采取離線調(diào)

12、試和在線調(diào)試兩種方式。前者不需要硬件仿真器，可借助于軟件 仿真器即可；后者一般需要仿真系統(tǒng)的支持。本次課題， Keil 軟件來調(diào)試程序， 通過各個模塊程序的單步或跟蹤調(diào)試，使程序逐漸趨于正確，最后統(tǒng)調(diào)程序。 仿真部分采用 protus 6 professional軟件，此軟件功能強大且操作較為簡單，可以 很容易的實現(xiàn)各種系統(tǒng)的仿真。96. 收獲體會 這一課程設(shè)計使我們將課堂上的理論知識有了進步的了解，并增強了對數(shù)字電子 技術(shù)這門課程的興趣。同時也發(fā)現(xiàn)自對數(shù)電知識和電子設(shè)計軟件掌握得不夠。 其次在此次設(shè)計過程中由于我們頻繁的使用一電子設(shè)計軟件如： Proteus、 keil 等，因此使我進一步熟悉了軟件的使用，同時在電腦的電子設(shè)計和繪圖操作上有 了進一步提高。我認識到：數(shù)電設(shè)計每一步都要細心認真，因為任何一步出錯的話，都會導致后 面的環(huán)節(jié)發(fā)生錯誤。比如在 Proteus 中畫電路時，就一定要細心確保全部無誤， 否則任何一個錯誤都會導致生成 PCB 板時發(fā)生錯誤，做成實物后就無可挽救了。 在 PCB 板的設(shè)計中，焊盤的大小 ,線路的大小，以及線間的距離等參數(shù)都要設(shè)置 好，因為這關(guān)系到下一步的實物焊接。在設(shè)計過程中遇到了一些問題，使得我查找各種相關(guān)資料，在增長知識的同時增 強解決問題和動手的能力，鍛煉我做事細心、用心、耐心的能力。此次課程設(shè)計，學