簡(jiǎn)易電子鐘LED畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、目 錄緒 論2摘 要3第1章 總體設(shè)計(jì)方案41.1 數(shù)字電子鐘的電路概述41.2 電路的設(shè)計(jì)方案41.3 總體簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)電路圖5第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)62.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能62.2 單元電路的分析與設(shè)計(jì)62.2.1 AT89C51單片機(jī)及其引腳說明62.2.2 晶體振蕩器102.2.3 LED數(shù)碼管102.2.4 74LS373的功能及引腳說明12第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)153.1 軟件編程要點(diǎn)153.2 項(xiàng)目程序流程圖153.2 項(xiàng)目的源程序18第4章 系統(tǒng)調(diào)試274.1常用調(diào)試工具274.1.1 keil軟件274.1.2 Proteus軟件284.1.3 系統(tǒng)調(diào)試28第5章 總結(jié)29

2、附錄 整機(jī)電路圖30參考資料31緒 論在信息技術(shù)急速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)科學(xué)日新月異。而單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，在微機(jī)控制領(lǐng)域得到長足的發(fā)展。隨著單片機(jī)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的提高，單片機(jī)已經(jīng)成為人類生產(chǎn)生活中不可缺少的工具?，F(xiàn)在，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(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(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理、廣泛使用的各種智能IC卡、民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)、錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械

3、了。 單片機(jī)要解決的問題多數(shù)是仍是老問題，新穎之處是比以前用較少的元件。尤其是設(shè)計(jì)邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，過去用通用的邏輯門集成電路芯片將需要幾十片甚至上百片，而現(xiàn)在只用幾片就能夠?qū)崿F(xiàn)，而且方便靈活，做設(shè)計(jì)修改或改動(dòng)功能時(shí)，只消改寫軟件原文件重寫芯片，免去了在硬件線路上大動(dòng)干戈的苦差事。大連減少芯片個(gè)數(shù)主要是靠單片機(jī)的可編程性和高度集成化。使開發(fā)周期更短，制造成本更低，用電更省和可靠性更高。要求用各種邏輯門芯片實(shí)現(xiàn)的邏輯電路，可以用一片單片機(jī)芯片加上相應(yīng)的控制軟件就可以實(shí)現(xiàn)。摘 要計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積大。單片機(jī)在這種情況下誕生了。截止今日，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展

4、，縱觀我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機(jī)。單片計(jì)算機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)。（Single-Chip Microcomputer ）,是集CPU ,RAM ,ROM ,定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。而51系列單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對(duì)它的學(xué)習(xí)，應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟、硬的能力。本文通過對(duì)一個(gè)基于單片機(jī)的能實(shí)現(xiàn)定時(shí)，秒表

5、，萬年歷，鬧鐘等功能的多功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，詳細(xì)介紹了單片機(jī)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換顯示，液晶顯示原理，鍵盤掃描原理，單片機(jī)的定時(shí)中斷原理。從而達(dá)到學(xué)習(xí)、了解單片機(jī)相關(guān)指令在各方面的應(yīng)用。系統(tǒng)由AT89S52、溫度檢測(cè)芯片、時(shí)鐘芯片、液晶顯示器、存儲(chǔ)器、穩(wěn)壓電源等部分構(gòu)成，能實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘日歷顯示的功能，能進(jìn)行時(shí)、分、秒的顯示和實(shí)時(shí)溫度顯示。也具有日歷計(jì)算和時(shí)鐘、日歷的校準(zhǔn)，定時(shí)時(shí)間的設(shè)定和鬧鈴等功能。文章后附有電路原理圖、PCB板圖和程序清單，以供讀者參考。因水平有限，難免有疏落不足之處，敬請(qǐng)老師和同學(xué)能給與批評(píng)指正。關(guān)鍵字：定時(shí) 秒表 鬧鐘 萬年歷第1章 總體設(shè)計(jì)方案1.1 數(shù)字電子鐘的電路概述數(shù)字

6、鐘是一個(gè)將“ 時(shí)”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計(jì)時(shí)裝置。它的計(jì)時(shí)周期為24小時(shí)，顯示滿刻度為23時(shí)59分59秒，另外應(yīng)有校時(shí)功能和報(bào)時(shí)功能。因此，一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時(shí)”，“分”，“秒”計(jì)數(shù)器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路和振蕩器組成。干電路系統(tǒng)由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)現(xiàn)胡一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖?！胺钟?jì)數(shù)器”也采用60

7、進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分鐘，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”?！皶r(shí)計(jì)數(shù)器”采用24進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天24小時(shí)的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)菁七段顯示譯碼器譯碼，通過六位LED七段顯示器顯示出來。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路時(shí)根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一脈沖信號(hào)，然后去觸發(fā)一音頻發(fā)生器實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)。校時(shí)電路時(shí)用來對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整的。1.2 電路的設(shè)計(jì)方案 根據(jù)功能和指標(biāo)要求，本系統(tǒng)選用AT89C51單片機(jī)為主控機(jī)。通過擴(kuò)展必要的外圍接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)考慮如下：（1）由于此次所要設(shè)計(jì)的是簡(jiǎn)單的數(shù)字電子鐘顯示時(shí)、分

8、、秒功能，因此需要用LED數(shù)碼管作為顯示器。（2）同時(shí)用于調(diào)時(shí)、分的調(diào)時(shí)電路分別接引腳P1.1、P1.2。（3）用并行口P0.0-P0.7作為段選碼,P2.0-P2.5作為位選碼，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)芯片用74LS373。（4）同時(shí)還需晶體振蕩電路，復(fù)位電路及中斷電路。該數(shù)字電子鐘可以完成以下功能：（1） 能準(zhǔn)確的顯示023小時(shí)59分59秒；（2）具有方便的校時(shí)功能；（3）具有特定作息報(bào)時(shí)功能； 通過將以上電路組合起來實(shí)現(xiàn)本次我所要設(shè)計(jì)完成的簡(jiǎn)易數(shù)字電子鐘及其功能。1.3 總體簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)電路圖 中斷電路調(diào)時(shí)電路 單片機(jī)AT89C51復(fù)位電路晶振電路LED數(shù)碼顯示器74LS373芯片圖1-1 總體結(jié)構(gòu)框圖工

9、作原理：數(shù)字鐘一般由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器等幾部分組成。這些都是數(shù)字電路中應(yīng)用最廣的基本電路。石英晶體振蕩器產(chǎn)生的時(shí)標(biāo)信號(hào)送到分頻器，分頻電路將時(shí)標(biāo)信號(hào)分成每秒一次的方波秒信號(hào)。秒信號(hào)送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，并把累計(jì)的結(jié)果以“時(shí)”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示出來?！懊搿钡娘@示由兩級(jí)計(jì)數(shù)器和譯碼器組成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)：“分”的顯示電路與“秒”相同，“時(shí)”的顯示由兩級(jí)計(jì)數(shù)器和譯碼器組成的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路來實(shí)現(xiàn)。所有計(jì)時(shí)結(jié)果由六位數(shù)碼管顯示。第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能根據(jù)總體要求分析，數(shù)字電子鐘的電路系統(tǒng)由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”LED數(shù)碼管顯示電路、校

10、時(shí)電路、復(fù)位電路等組成。秒信號(hào)發(fā)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實(shí)現(xiàn)?！皶r(shí)、分、秒”分別通過不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。74LS373將“時(shí)、分、秒”的輸出狀態(tài)經(jīng)LED數(shù)碼管顯示出來。電路是根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一脈沖信號(hào)。校時(shí)電路是用來對(duì)“時(shí)、分、秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整的。根據(jù)實(shí)際情況，硬件的主要單片機(jī)為AT89C51芯片，它能夠滿足數(shù)據(jù)的采集、控制和數(shù)據(jù)處理的需求。調(diào)試時(shí)間時(shí)，有相應(yīng)的調(diào)試時(shí)、分的按鈕。2.2 單元電路的分析與設(shè)計(jì)2.2.1 AT89C51單片機(jī)及其引腳說明AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPER

11、OMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)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(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，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。AT89C51單片機(jī)如圖2-1： 圖2-1 AT89C51單片機(jī)功能特性及引腳說明：AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4K字節(jié)FLASH閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定

12、時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)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。1、主電源引腳（2根）（1） VCC:電源輸入，接+5V電源；（2） GND：接地線。2、外接晶振引腳（2根）（1） XTAL1：片內(nèi)晶振電路的輸入端；（2） XTAL2：片內(nèi)晶振電路的輸出端。3、控制引腳（4根）（1） RST/VPP：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周

13、期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位；（2） ALE/PROG：地址所存允許信號(hào)。當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE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(chǔ)器。ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（/PROG）。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器區(qū)中的8EA單元的DO位置位，可禁止ALE操作。該置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無效；（3） PSE

14、N：外部存儲(chǔ)器讀選通訊信號(hào)。當(dāng)AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的/PSEN信號(hào)不出現(xiàn)；（4） EA/VPP：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。4、可編程輸入/輸出引腳（32根）AT89C51單片機(jī)有4組8為可編程I/O口，分別為P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。每一根引腳都可以編程，比如用來控制電機(jī)、交通燈等，開發(fā)產(chǎn)品時(shí)就是利用這些可編程引腳來實(shí)現(xiàn)我們想要的功能。（1） P0口：8位雙向I/O口線，名

15、稱為P0.0-P0.7，作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1”。是一組8位漏雙向極開路型I/O口，即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8位TTL邏輯門電路，對(duì)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(chǔ)器或程序存儲(chǔ)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； （2） P1口：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P1.0-P1.7，作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1”。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(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)T

16、TL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。FLASH編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位；（3） P2口：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P2.0-P2.7，作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1”。 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(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。FLASH編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位。在訪問

17、外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部地址存儲(chǔ)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(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX R1指令）時(shí)，P2口線上的內(nèi)容（即特殊功能寄存器SFR區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和其他控制信號(hào)；（4） P3口：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱為P3.0-P3.7，作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1”。 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(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，被

18、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，如下表2-1所示： 表2-1 P3口的第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2INT0（外部中斷0）P3.3INT1(外部中斷1)P3.4T0(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入)P3.5T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入）P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)P3口還接收一些用于FLASH閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。2.2.2 晶體振蕩器石英晶體振蕩器的特點(diǎn)是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率易調(diào)整，作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)

19、鐘信號(hào)。我們?cè)诰w某一方向加一電場(chǎng)，從而在與此垂直的方向產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，有了機(jī)械振動(dòng)，就會(huì)在相應(yīng)的垂直面上產(chǎn)生電場(chǎng)，從而使機(jī)械振動(dòng)和電場(chǎng)互為因果，這種循環(huán)過程一直持續(xù)到晶體的機(jī)械強(qiáng)度限制時(shí)，才達(dá)到最后穩(wěn)定，這種壓電諧振的頻率即為晶體振蕩器的固有頻率。振蕩器特性，XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反晶體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)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件就能構(gòu)成自激振蕩電

20、路。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振電路。電容器C1和C2主要起頻率微調(diào)作用。石英晶體振蕩器，如下圖2-2： 圖2-2石英晶體振蕩器2.2.3 LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管示，如下圖2-3： 圖2-3 LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管的性能特點(diǎn)、簡(jiǎn)易檢測(cè)及使用注意事項(xiàng)：1.性能特點(diǎn)（1） 能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動(dòng)發(fā)光，能與CMOS、ITL電路兼容； （2） 發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短(01s)，高頻特性好，單色性好，亮度高；（3） 體積小，重量輕，抗沖擊性能好；（4） 壽命長，使用壽命在10萬小時(shí)以上，甚至可達(dá)100萬小時(shí)。成本低。因此它被廣泛用作數(shù)字儀器儀表、數(shù)控裝置、計(jì)算機(jī)的數(shù)顯器件。 2性能簡(jiǎn)

21、易檢測(cè) LED數(shù)碼管外觀要求顏色均勻、無局部變色及無氣泡等，在業(yè)余條件下可用干電池作進(jìn)一步檢查?，F(xiàn)以共陰數(shù)碼管為例介紹檢查方法。 將3伏干電池負(fù)極引出線固定接觸在LED數(shù)碼管的公共負(fù)極端上，電池正極引出線依次移動(dòng)接觸筆畫的正極端。這一根引出線接觸到某一筆畫的正極端時(shí)，那一筆畫就應(yīng)顯示出來。用這種簡(jiǎn)單的方法就可檢查出數(shù)碼管是否有斷筆(某筆畫不能顯示)，連筆(某些筆畫連在一起)，并且可相對(duì)比較出不同筆劃發(fā)光的強(qiáng)弱性能。若檢查共陽極數(shù)碼管，只需將電池正負(fù)極引出線對(duì)調(diào)一下，方法同上。LED數(shù)碼管每筆畫工作電流ILED約在510mA之間，若電流過大會(huì)損壞數(shù)碼管，因此必須加限流電阻，其阻值可按下式計(jì)算：

22、R限 =(U。ULED)ILED 其中U。為加在LED兩端電壓，ULED為LED數(shù)碼管每筆畫壓降(約2伏)。利用數(shù)字萬用表的hFE插口能夠方便地檢查LED數(shù)碼管的發(fā)光情況。選擇NPN擋時(shí)，C孔帶正電，月孔帶負(fù)電。例如檢查LTS547R型共陰極LED數(shù)碼管時(shí)，從E孔插入一根單股細(xì)導(dǎo)線，導(dǎo)線引出端接9極(第腳與第腳在內(nèi)部連通，可任選一個(gè)作為)；再從C孔引出一根導(dǎo)線依次接觸各筆段電極，可分別顯示所對(duì)應(yīng)的筆段。 3使用注意事項(xiàng) (1)檢查時(shí)若發(fā)光暗淡，說明器件已老化，發(fā)光效率太低。如果顯示的筆段殘缺不全，說明數(shù)碼管已局部損壞。如果數(shù)碼管表面出現(xiàn)明顯裂痕、凹哇或是其它的一些損壞皆不能再使用。(2)對(duì)于型

23、號(hào)不明、又無管腳排列圖的LED數(shù)碼管，用數(shù)字萬用表的h距擋可完成下述測(cè)試工作：判定數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)形式(共陰或共陽)；識(shí)別管腳；檢查全亮筆段。預(yù)先可假定某個(gè)電極為公共極，然后根據(jù)筆段發(fā)光或不發(fā)光加以驗(yàn)證。當(dāng)筆段電極接反或公共極判斷錯(cuò)誤時(shí)，該筆段就不能發(fā)光。2.2.4 74LS373的功能及引腳說明74LS373芯片圖2-4： 圖2-4 74LS373芯片其功能介紹如下：373為三態(tài)輸出的八 D 透明鎖存器,共有 54/74S373 和 54/74LS373 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其主要電器特性的典型值如下(不同廠家具體值有差別):型號(hào) tPd PD54S373/74S373 7ns 525mW54LS

24、373/74LS373 17ns 120mW373 的輸出端 O0O7 可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時(shí)，O0O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時(shí)，O0O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時(shí)，O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時(shí)，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。引出端符號(hào)：D0D7 數(shù)據(jù)輸入端OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效）LE 鎖存允許端O0O7 輸出端表2-2 真值DnLEOEOnHH

25、LHLHLLXLLQ0XXH高阻態(tài)復(fù)位電路為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V5%，即4.755.25V。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開始正常工作。復(fù)位電路示圖，如下圖2-5： 圖2-5 復(fù)位電路圖 圖中所示為手動(dòng)電平復(fù)位電路，當(dāng)RESET鍵按下時(shí)，在單片機(jī)的復(fù)位端將出現(xiàn)一個(gè)有300的電阻和1K電阻分壓的電平，單片機(jī)復(fù)位。手動(dòng)復(fù)位用在人們可以進(jìn)入的機(jī)器上，還可以用來緊急停

26、止電路。自動(dòng)復(fù)位用在人們不能進(jìn)入的機(jī)器上。復(fù)位必須在所有危險(xiǎn)都被清除后發(fā)生，通常手動(dòng)復(fù)位更安全。自動(dòng)復(fù)位可以用在人們無法進(jìn)入的保護(hù)通道上。在人們可以進(jìn)入并緊急停止的保護(hù)通道上，只使用手動(dòng)復(fù)位。第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1 軟件編程要點(diǎn)LED顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成。它由7個(gè)長條形的發(fā)光管排成“日”字形。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器。此設(shè)計(jì)采用LED顯示采用共陰極的數(shù)碼管。共陰極和共陽極結(jié)構(gòu)的LED顯示器各比劃段名和安排位置是相同的。當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的筆劃段

27、發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合而顯示的各種字符。一個(gè)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)累加，要實(shí)現(xiàn)分、時(shí)的進(jìn)位，需用到多種進(jìn)制，秒、分、時(shí)鐘的進(jìn)位是十進(jìn)制，秒向分進(jìn)位和分向時(shí)進(jìn)位卻是六十進(jìn)制，而每天又是二十四小時(shí)制，所以是二十四進(jìn)制。從秒到分和從分到時(shí)的計(jì)時(shí)是通過累加與數(shù)值比較實(shí)現(xiàn)的。設(shè)置小時(shí)單元、分單元、秒單元，分別存放小時(shí)、分、秒的數(shù)值。數(shù)字鐘的走時(shí)可校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)按下調(diào)時(shí)開關(guān)，這里用單片機(jī)AT89C51的P3.2 I/O口外接調(diào)時(shí)開關(guān)確定可以調(diào)時(shí)，再用P1.3和P1.2兩個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)時(shí)和分鐘的校正，每按一次時(shí)、分累加1，并進(jìn)位。調(diào)時(shí)好后，再將P3.2 I/O口的開關(guān)按回原處。當(dāng)時(shí)間需要復(fù)位時(shí)，按下RST接口的復(fù)位鍵，即可

28、復(fù)位，重新設(shè)置時(shí)間。3.2 項(xiàng)目程序流程圖1.初始化流程圖，如下圖3-1：開 始初 始 化 設(shè)定時(shí)器工作方式開中斷、定時(shí)器 設(shè)定時(shí)器值 外部中斷開關(guān)初始化定時(shí)器 圖3-1 初始化流程圖開 始開 中 斷消除誤差分或時(shí)計(jì)數(shù)單元內(nèi)容加1計(jì)時(shí)單元清零調(diào)顯示程序檢 測(cè)返回2.INT0中斷服務(wù)程序流程圖見圖3-2：3.T0中斷服務(wù)流程圖見圖3-4：4.顯示程序流程圖見圖3-5：開 始開 始調(diào)用折函數(shù) 10ms秒單元加110ms秒單元=10？打開段選信號(hào)10ms秒單元清零秒單元加1秒單元=60？打開位選信號(hào)秒單元清零，時(shí)分單元加1使第一數(shù)碼管亮分單元=60？P0賦值分單元清零，時(shí)單元加1關(guān)閉段選信號(hào)時(shí)單元=

29、24？關(guān)閉位選信號(hào)時(shí)單元清零調(diào)控制子程序返回調(diào)用延時(shí)程序返回圖3-4 T0中斷服務(wù)流程圖圖3-5 顯示程序流程圖3.2 項(xiàng)目的源程序系統(tǒng)的源程序如下：源程序：#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit dule=P10;/定義段選信號(hào)sbit wele=P10;/定義位選信號(hào)sbit key_minu=P12;/定義調(diào)時(shí)開關(guān)（分鐘）sbit key_hour=P13;/定義調(diào)時(shí)開關(guān)（小時(shí)）sbit key=P32;/定義外部中斷0開關(guān)uchar aa;/定義定時(shí)器中斷控制變量uchar temp_hou

30、r;/定義調(diào)時(shí)開關(guān)的暫存變量（分鐘）uchar temp_minu;/定義調(diào)時(shí)快關(guān)的暫存變量（小時(shí)）uchar temp_key;/定義外部中斷0的暫存變量uchar hour;uchar minu;uchar sec;uchar hour_sw;/小時(shí)的十位uchar hour_gw;/小時(shí)的個(gè)位uchar minu_sw;/分鐘的十位uchar minu_gw;uchar sec_gw;uchar sec_sw;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x7

31、9,0x71;void init()TMOD=0X01;/設(shè)定定時(shí)器工作方式為工作方式1EA=1;/開啟總中斷位ET0=1;/開啟定時(shí)器0中斷TH0=(65536-50000)/256;/給定時(shí)器0的高8位裝數(shù)TL0=(65536-50000)%256;/給定時(shí)器0的低8位裝數(shù)TR0=1;/允許計(jì)數(shù)器0工作IT0=0;/設(shè)置外部中斷0的觸發(fā)方式位低電平觸發(fā)EX0=1;/開啟外部中斷0PX0=1;/將外部中斷0的優(yōu)先級(jí)設(shè)位最高aa=0;/初始化定時(shí)器中斷0的控制位 hour=0;minu=0;sec=0;key_hour=1;/將開關(guān)控制置高電平key_minu=1;/將開關(guān)控制置高電平key=

32、1;/將開關(guān)控制置高電平temp_key=key;/將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)暫存變量temp_hour=key_hour;/將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)暫存變量temp_minu=key_minu;/將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)暫存變量/拆數(shù)函數(shù)void number()hour_sw=hour/10;hour_gw=hour%10;minu_sw=minu/10;minu_gw=minu%10;sec_sw=sec/10;sec_gw=sec%10;/延時(shí)函數(shù)微妙級(jí)void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=124;y0;y-);/顯示函數(shù)vo

33、id display()number();/調(diào)用拆數(shù)函數(shù)dule=1;/打開段選信號(hào)wele=1;/打開位選信號(hào)P2=0x3e;/使第一個(gè)數(shù)碼管亮及數(shù)碼管的位選位P0=tablehour_sw;/給數(shù)碼管的P0口賦值及數(shù)碼管的段選位dule=0;/關(guān)閉段選信號(hào)wele=0;/關(guān)閉位選信號(hào)delay(5);/調(diào)用延時(shí)函數(shù) 延時(shí) 5MSdule=1;wele=1;P2=0x3d;P0=tablehour_gw;dule=0;wele=0;delay(5);dule=1;wele=1;P2=0x3b;P0=tableminu_sw;dule=0;wele=0;delay(5);dule=1;wele

34、=1;P2=0x37;P0=tableminu_gw;dule=0;wele=0;delay(5);dule=1;wele=1;P2=0x2f;P0=tablesec_sw;dule=0;wele=0;delay(5);dule=1;wele=1;P2=0x1f;P0=tablesec_gw;dule=0;wele=0;delay(5); /主函數(shù)void main()init();/調(diào)用初始化函數(shù)while(1);/死循環(huán)，等待中斷/定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)void _TR0_() interrupt 1TH0=(65536-50000)/256;/給定時(shí)器0的高8位裝初值TL0=(65536-5

35、0000)%256;/給定時(shí)器0的低8位裝初值50ms產(chǎn)生一次中斷aa+;/中斷控制變量自加if(aa=20)/判斷控制變量是否位20 及計(jì)時(shí)達(dá)到1Saa=0;/清0sec+;/秒自加1if(sec=60)/判斷是否到60Ssec=0;/清0minu+;/分自加1if(minu=60)/判斷分是否到60minu=0;/清0hour+;/小時(shí)自加1if(hour=24)hour=0;display();/調(diào)用顯示函數(shù)/外部中斷0服務(wù)函數(shù)void _EX0_() interrupt 0temp_minu=key_minu;/將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)暫存變量temp_hour=key_hour;/

36、將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)暫存變量temp_key=key;/將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)暫存變量while(temp_key=0)/判斷中斷開關(guān)是否按下 若按下執(zhí)行下面的循環(huán)temp_key=key;/將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)暫存變量temp_minu=key_minu;/將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)暫存變量temp_hour=key_hour;/將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)暫存變量display();/調(diào)用顯示函數(shù)/調(diào)分鐘if(temp_minu=0)/判斷調(diào)時(shí)開關(guān)（分鐘）是否按下delay(5);/延時(shí)5毫秒 軟件消除機(jī)械誤差temp_minu=key_minu;/將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)

37、暫存變量if(temp_minu=0)/判斷調(diào)時(shí)開關(guān)（分鐘）是否真的按下 display();/調(diào)用顯示函數(shù)while(temp_minu=0)/松手檢測(cè)temp_minu=key_minu;/如果開關(guān)一直處于按下狀態(tài)，則死在這里（死循環(huán)）if(temp_minu=1)/判斷調(diào)時(shí)開關(guān)（分鐘）是否松開delay(5);/延時(shí)5MS 軟件消除機(jī)械誤差temp_minu=key_minu;/將開關(guān)控制變量的值賦給開關(guān)暫存變量if(temp_minu=1)/判斷調(diào)時(shí)開關(guān)（分鐘）是否真的松開minu+;/分鐘自加1if(minu=60)/判斷分鐘是否為60minu=0;/清0hour+;/小時(shí)自加1if

38、(hour=24)hour=0;/調(diào)小時(shí)temp_hour=key_hour;if(temp_hour=0)delay(5);temp_hour=key_hour;if(temp_hour=0)display();while(temp_hour=0)temp_hour=key_hour;if(temp_hour=1)delay(5);temp_hour=key_hour;if(temp_hour=1)hour+;if(hour=24)hour=0;第4章 系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，它將會(huì)驗(yàn)證你的成果，是否實(shí)現(xiàn)了所要完成的功能。系統(tǒng)調(diào)試仿真時(shí)首先要在使用Keil編譯器，把所寫的程序進(jìn)行編

39、譯，同時(shí)在仿真器里設(shè)置生成“HEX”文件，編譯無錯(cuò)誤時(shí)還要進(jìn)行Proteus仿真，查看功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。下面就將仿真將會(huì)用到的軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)仿真過程予以簡(jiǎn)介。4.1常用調(diào)試工具4.1.1 keil軟件Keil軟件是集成調(diào)試環(huán)境，集成了編緝器、編譯器、調(diào)試器，支持軟件模擬，支持項(xiàng)目管理功能強(qiáng)大的觀察窗口，支持所有的數(shù)據(jù)類型。樹狀結(jié)構(gòu)顯示，一目了然，支持ASM（匯編）、C語言，多語言多模塊源程序混合調(diào)試，在線直接修改、編譯、調(diào)試源程序，錯(cuò)誤指令定位。功能很強(qiáng)大。用于對(duì)程序的調(diào)試和編輯。 4.1.2 Proteus軟件系統(tǒng)仿真還用到了Proteus軟件，可通過仿真可以完全顯示出所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的

40、功能，對(duì)于程序的調(diào)試等有很大的幫助。首先要新建一個(gè)文檔是DNS型的找出需要的器件，可以使用搜索功能。接著把各個(gè)器件放到合適的位置都要放到藍(lán)色框內(nèi)。然后根據(jù)自己的設(shè)計(jì)要求連線。把所有的元件都連接好，做出完整的電路圖。4.1.3 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試開始是把Keil編譯生成的無錯(cuò)誤后綴名為HEX的文件加載到AT89C51單片機(jī)中，方法是雙擊單片機(jī)彈出一個(gè)對(duì)話框，在program file后選擇要添加文件，文件要求必須是HEX文件。然后可以點(diǎn)擊運(yùn)行觀察現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，大多都是軟件出了問題，經(jīng)過不斷的改進(jìn)調(diào)試，步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件仿真能達(dá)到預(yù)期的效果。系統(tǒng)仿真圖見附錄的整機(jī)圖。第5章 總結(jié)在此

41、次的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)過程中，更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。同時(shí)在此次設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)了很多要注意的地方和需改正的錯(cuò)誤，例如：在連接六十進(jìn)制、二十四進(jìn)制的進(jìn)位及七進(jìn)制的接法中，要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能，那么在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤所在并及時(shí)糾正了。在設(shè)計(jì)電路中，往往是先仿真后連接實(shí)物圖，但有時(shí)候仿真和電路連接并不是完全一致的，例如仿真的連接示意圖中，往往沒有接高電平的腳以及接低電平的腳，因此在實(shí)際的電路連接中往往容易遺漏。在設(shè)計(jì)電路的連接圖中出錯(cuò)的主要原因都是接線和芯片的接觸不良以及接線的錯(cuò)誤所引起的。因此仿真圖和電路連接圖還是有一定區(qū)別的。附

42、錄 整機(jī)電路圖整機(jī)電路圖如下：附錄 整機(jī)圖參考資料參考文獻(xiàn)：1梁宗善電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)華中科技大學(xué)出版社，20092朱定華電子電路測(cè)試與實(shí)驗(yàn)清華大學(xué)出版社，20043朱定華模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)清華大學(xué)出版社 北京交通大學(xué)出版社，20054朱定華現(xiàn)代數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)清華大學(xué)出版社 北京交通大學(xué)出版社，20075華成英，董詩白模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）高等教育出版社，20066閻 石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）高等教育出版社，20067康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）模擬部分高等教育出版社，20068康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）數(shù)字部分高等教育出版社，20069陳大欽，羅 杰電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（第三版）.

43、高等教育出版社，200810羅 杰，謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試（第四版）電子工業(yè)出版社，200811畢滿清電子技術(shù)試驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)（第三版）機(jī)械工業(yè)出版社，2005參考網(wǎng)文：（1） （2） http:/www.xie-（3） （4） （5） 內(nèi)部資料僅供參考9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWp

44、azadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTX

45、Rm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&

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