課程設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 【設(shè)計(jì)題目】 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 【指導(dǎo)教師】 【班級(jí)】 06電子（1）班 【姓名】 【學(xué)號(hào)】 【日期】 2010年06月19日 電子信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)單片機(jī)綜合實(shí)踐任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)導(dǎo)師姓名儲(chǔ)忠、胡學(xué)友 主要內(nèi)容及目標(biāo)通過(guò)單片機(jī)內(nèi)定時(shí)器控制走時(shí)，準(zhǔn)確持續(xù)走時(shí)，調(diào)時(shí)不影響走時(shí)。在八個(gè)數(shù)碼管上顯示時(shí)、分、秒及兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)。含有鬧鐘功能，可以選擇鬧鐘開(kāi)關(guān)，可以設(shè)定鬧鈴時(shí)間。到達(dá)鬧鐘時(shí)刻蜂鳴器警報(bào)，可以關(guān)掉警報(bào)。具有的設(shè)計(jì)條件1 pc機(jī)一臺(tái);2 at89s51單片機(jī)最小系統(tǒng)版一片；3 keil c調(diào)試環(huán)境、proteus仿真軟件。計(jì)劃設(shè)計(jì)進(jìn)程（1）明確課題對(duì)程序功能，運(yùn)

2、算精度等方面的要求及硬件條件（2）把復(fù)雜問(wèn)題分解為若干模塊，確定各模塊處理方法，畫(huà)出流程圖。（3）編制程序，根據(jù)流程圖精心選擇合適的指令和尋址方式來(lái)編制源程序（4）對(duì)程序進(jìn)行匯編，調(diào)試和修改，直到程序運(yùn)行結(jié)果正確為止。（5）購(gòu)買(mǎi)器材，連接、制作硬件；（6）將軟件功能在硬件上得到實(shí)現(xiàn)，做出數(shù)字鐘實(shí)物。參考文獻(xiàn)1張毅剛、彭喜元 單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社2李玉梅 基于mcs51系列單片機(jī)原理的應(yīng)用設(shè)計(jì) 國(guó)防工業(yè)出版社3顧栤、趙偉軍、王泰 單片機(jī)計(jì)算機(jī)原理開(kāi)發(fā)應(yīng)用 高等教育出版社4張洪潤(rùn)、藍(lán)清華 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程 清華大學(xué)出版社 目 錄摘 要11、設(shè)計(jì)目的22、設(shè)計(jì)內(nèi)容22.1任務(wù)及要求

3、22.2系統(tǒng)功能說(shuō)明22.3軟件研制方面32.4硬件研制方面32.5源程序流程圖33、仿真實(shí)現(xiàn)（電路連接圖）43.1引腳連接43.2仿真結(jié)果（電路原理圖）44、總結(jié)55、參考文獻(xiàn)6附錄6摘 要基于單片機(jī)的數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要討論了它從軟件上實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，流程圖的設(shè)定，電路圖的繪制，重點(diǎn)在單片機(jī)特有的定時(shí)中斷方式，在最后富有采用中斷方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鐘的源程序。 關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)，數(shù)字鐘，中斷，定時(shí)，消抖1、設(shè)計(jì)目的(1)通過(guò)對(duì)課題設(shè)計(jì)方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機(jī)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、研制的過(guò)程，軟硬件設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容及步驟。(2)培養(yǎng)針對(duì)課題需要，選擇和查閱有關(guān)手冊(cè)、圖表及文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力，提高組成

4、系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動(dòng)手能力；（3）提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工業(yè)控制的能力，培養(yǎng)動(dòng)手能力和實(shí)際應(yīng)用能力。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1任務(wù)及要求通過(guò)單片機(jī)內(nèi)定時(shí)器控制走時(shí)，準(zhǔn)確持續(xù)走時(shí)，調(diào)時(shí)不影響走時(shí)。在八個(gè)數(shù)碼管上顯示時(shí)、分、秒及兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)。含有鬧鐘功能，可以選擇鬧鐘開(kāi)關(guān)，可以設(shè)定鬧鈴時(shí)間。到達(dá)鬧鐘時(shí)刻蜂鳴器警報(bào)，可以關(guān)掉警報(bào)。2.2系統(tǒng)功能說(shuō)明電子鐘的格式為：xx.xx.xx ，由左向右分別為：時(shí)、分、秒。完成顯示由秒01一直加1至59，再恢復(fù)為00；分加1，由00至01，一直加1至59，再恢復(fù)00；時(shí)加1，時(shí)由00加至23之后秒、分、時(shí)全部清清零。該鐘使用t0作250us的定時(shí)中斷。走時(shí)調(diào)整：走

5、時(shí)過(guò)程中直接調(diào)整且不影響走時(shí)準(zhǔn)確性，按下h鍵對(duì)“時(shí)”顯示進(jìn)行調(diào)整（每按一次加1）；按下m鍵對(duì)“分”顯示進(jìn)行調(diào)整（每按一次加1）；按下s鍵“秒”顯示進(jìn)行調(diào)整（每按一次加1）。鬧時(shí)調(diào)整：按下but鍵進(jìn)入鬧時(shí)調(diào)整，但不影響走時(shí)準(zhǔn)確性，按下h鍵對(duì)“時(shí)”顯示進(jìn)行調(diào)整（每按一次加1）；按下m鍵對(duì)“分”顯示進(jìn)行調(diào)整（每按一次加1）。鬧鈴啟/停設(shè)定：通過(guò)模式設(shè)定鍵cancel選擇為鬧鈴啟/停設(shè)定，cancel鍵斷開(kāi)鬧時(shí)功能啟動(dòng)；按下cancel鍵鬧鈴功能關(guān)閉，也可在鬧鈴響起后終止鬧鈴。2.3軟件研制方面1. 采用模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，首先將整個(gè)軟件分成若干功能模塊；2. 根據(jù)流程圖，編寫(xiě)源程序；3. 上機(jī)調(diào)

6、試各模塊程序；4. 與硬件一起聯(lián)調(diào)，最后完成全部調(diào)試工作。 2.4硬件研制方面1. 將整個(gè)硬件系統(tǒng)劃分為若干功能單元電路，繪出整個(gè)系統(tǒng)邏輯電路圖，注明各交單元電路間接口信號(hào) ；2. 完成各單元電路設(shè)計(jì)，包括選擇合適的各類(lèi)元器件和電路板設(shè)計(jì)(元件布局和走線)。2.5源程序流程圖初始化清數(shù)碼管顯示時(shí)鐘芯片賦初值是定鬧鐘程序取時(shí)鐘否送顯示but鍵按下3、仿真實(shí)現(xiàn)（電路連接圖） 3.1引腳連接8位高亮共陰型數(shù)碼管，單片機(jī)p1.0p1.7接數(shù)碼管adp腳，p3.0p3.7接數(shù)碼管14腳， p2.0p2.2接s、m、h控制鍵，p2.3接but鍵，p2.4接蜂鳴器，p2.5接cancel鍵，rst用單片機(jī)自

7、帶。3.2仿真結(jié)果（電路原理圖） （備注：為效果直觀，仿真時(shí)用led代替的蜂鳴器。）4、總結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們最大的收獲是對(duì)單片機(jī)的定時(shí)中斷方式有了直觀的認(rèn)識(shí)，設(shè)計(jì)數(shù)字鐘我們用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器，通過(guò)設(shè)置定時(shí)器產(chǎn)生精確的定時(shí)中斷，達(dá)到計(jì)時(shí)的目的。用定時(shí)器可以產(chǎn)生250us的精確定時(shí)，然后，4000次中斷后就得到了精確的1s的定時(shí)。60個(gè)1s，即產(chǎn)生了1分鐘等等用延時(shí)也可以做電子鐘，但產(chǎn)生的定時(shí)一般是近似值，走得時(shí)間久了，定時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的偏差，而用定時(shí)器中斷做的電子鐘就不會(huì)有這個(gè)問(wèn)題，很準(zhǔn)確。兩星期前，我們對(duì)單片機(jī)知之甚少，我們首先從任務(wù)要求出發(fā)，分析如何實(shí)現(xiàn)功能，然后將其分為若干模塊，將每

8、個(gè)模塊設(shè)計(jì)好以后，再進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，最后是將硬件電路焊好，并進(jìn)行電路連接?，F(xiàn)在我們熟悉了51單片機(jī)的指令系統(tǒng)，熟悉了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和中斷系統(tǒng)的使用，了解了串行接口的基本使用方法，基本掌握了單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的方法。 由于對(duì)單片機(jī)我們還只是接觸了皮毛，所以先做一個(gè)功能相對(duì)簡(jiǎn)單電子鐘暫且練習(xí)對(duì)定時(shí)器計(jì)數(shù)器的用法，還有就是系統(tǒng)簡(jiǎn)單好調(diào)試，以保證按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在以后的學(xué)習(xí)中，我們打算逐漸增加它的功能，比如說(shuō)加溫度控制，加秒表等功能來(lái)完善這個(gè)電子鐘。在實(shí)驗(yàn)中用8個(gè)數(shù)碼管本計(jì)劃加入日期顯示，最終未能實(shí)現(xiàn)，待以后用更多時(shí)間改正。通過(guò)答辯，我們意識(shí)到了原來(lái)沒(méi)有注意的地方，比如點(diǎn)陣led一般采用掃描式顯示，實(shí)際運(yùn)

9、用分為三種方式：點(diǎn)掃描；行掃描；列掃描。若使用點(diǎn)掃描，其掃描頻率必須大于1664=1024hz，即周期小于1ms。若使用第二和第三種方式，則頻率必須大于168=128hz，周期小于7.8ms即可符合視覺(jué)暫留要求。此外一次驅(qū)動(dòng)一列或一行（8顆led）時(shí)需外加驅(qū)動(dòng)電路（三極管）提高電流，否則led亮度會(huì)不足，且有時(shí)出現(xiàn)數(shù)字顯示不明顯的狀況。最后，在這里我們要感謝指導(dǎo)老師，感謝在設(shè)計(jì)及改正中給予的寶貴指導(dǎo)；另外，還要特別感謝等悉心給予幫助的同學(xué)。5、參考文獻(xiàn)1張毅剛、彭喜元 單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社2李玉梅 基于mcs51系列單片機(jī)原理的應(yīng)用設(shè)計(jì) 國(guó)防工業(yè)出版社3顧栤、趙偉軍、王泰 單片

10、機(jī)計(jì)算機(jī)原理開(kāi)發(fā)應(yīng)用 高等教育出版社4張洪潤(rùn)、藍(lán)清華 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程 清華大學(xué)出版社附錄#include unsigned char code dispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x80; /數(shù)碼管段選 unsigned char dispbitcode=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; /數(shù)碼管位選 unsigned char dispbuf8=0,0,16,0,0,16,0,0; /緩存區(qū)unsi

11、gned char dispbitcnt; /要顯示的位置unsigned char second=0;unsigned char minite=0;unsigned char hour=0;unsigned char t_minite=0;unsigned char t_hour=0;unsigned int tcnt; /中斷次數(shù)unsigned char mstcnt; /掃描時(shí)間變量 unsigned int flag; /標(biāo)志位sbit s=p20;sbit m=p21;sbit h=p22;sbit but=p23; /設(shè)定鬧鈴sbit led=p24; sbit cancel=p

12、25; /鬧鈴啟用禁止void set_time();void adjust_time();void delay();void main(void) tmod=0x02; /t0工作方式2 th0=0x06; /每250us中斷一次 tl0=0x06; tr0=1; et0=1; ea=1; but=1; cancel=1; while(1) while(but=1) adjust_time(); while(but=0) set_time(); void set_time() if(m=0) delay(); /消抖 if(m=0) t_minite+; if(t_minite=60) t_

13、minite=0; dispbuf3=t_minite%10; dispbuf4=t_minite/10; while(m=0); else if(h=0) delay(); if(h=0) t_hour+; if(t_hour=24) t_hour=0; dispbuf6=t_hour%10; dispbuf7=t_hour/10; while(h=0); void adjust_time() if(s=0) delay(); if(s=0) second+; if(second=60) second=0; dispbuf0=second%10; dispbuf1=second/10; wh

14、ile(s=0); else if(m=0) delay(); if(m=0) minite+; if(minite=60) minite=0; dispbuf3=minite%10; dispbuf4=minite/10; while(m=0); else if(h=0) delay(); if(h=0) hour+; if(hour=24) hour=0; dispbuf6=hour%10; dispbuf7=hour/10; while(h=0); void delay() unsigned char i,j; for(i=5;i0;i-) for(j=248;j0;j-); void t0(void) interrupt 1 mstcnt+; if(mstcnt=8) /數(shù)碼管動(dòng)態(tài)刷新時(shí)間 mstcnt=0; p3=dispbitcodedispbitcnt; p1=dispcodedispbufdispbitcnt; dispbitcnt+; if(dispbitcnt=8) dispbitcnt=0; tcnt+; /中斷產(chǎn)生秒 if(tcnt=4000) tcnt=0; second+; if(second=60) second=0; minite+; if(minit