課程設(shè)計(jì)(單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì))單片機(jī)電子時(shí)鐘

1、課程論文首頁(yè)院、系（部）閩江學(xué)院物理學(xué)與電子信息工程系專業(yè)電子信息工程班級(jí)12電信（2）班學(xué)號(hào)3121003210姓名李書杰任課教師薛小鈴，賈俊榮課程名稱 課程設(shè)計(jì)（單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)）論文題目單片機(jī)電子時(shí)鐘成績(jī)?cè)u(píng)語(yǔ)簽字：年 月 日復(fù)核人意見(jiàn)簽字：年 月 日（單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)）課程設(shè)計(jì)-單片機(jī)電子時(shí)鐘中文摘要：本課程設(shè)計(jì)是利用89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)，綜合應(yīng)用單片機(jī)定時(shí)器、中斷、液晶顯示、蜂鳴報(bào)警、獨(dú)立式鍵盤輸入等知識(shí)，設(shè)計(jì)電子時(shí)鐘。采用延時(shí)程序產(chǎn)生一定的時(shí)間中斷，用于一秒的定義，通過(guò)計(jì)數(shù)方式進(jìn)行滿六十秒分鐘進(jìn)一，滿六十分小時(shí)進(jìn)一，滿二十四小時(shí)小時(shí)清零。在完成計(jì)時(shí)的基本要求之后對(duì)電子時(shí)鐘的功能進(jìn)行拓

2、展，設(shè)計(jì)鬧鈴電路。鬧鈴電路是根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一脈沖信號(hào)，然后去觸發(fā)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能。顯示部分利用LCD1602顯示，加上按鍵的人機(jī)交換可以隨時(shí)對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。電源電路部分,使用開(kāi)發(fā)板或者試驗(yàn)箱上的5V電源進(jìn)行供電。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 電子時(shí)鐘 延時(shí)一、整體設(shè)計(jì)1、圖1是電子時(shí)鐘整體設(shè)計(jì)框圖。由電源、按鍵、蜂鳴器、液晶顯示組成。電源按鍵蜂鳴器LED液晶最小單片機(jī)系統(tǒng) 圖1電子時(shí)鐘總體方框圖2、整機(jī)工作原理 電子鐘的工作主要框圖如圖1所示：電子鐘電路的核心AT89S52單片機(jī)，其內(nèi)部有8KB 的ROM，無(wú)須外擴(kuò)程序儲(chǔ)存器。當(dāng)從鍵盤電路獲得按鍵信息，經(jīng)過(guò)軟件協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)硬件電路工作，由單片機(jī)生成

3、相應(yīng)操作代碼并再通過(guò)限流傳送給顯示電路，從而顯示出從鍵盤處獲得的信息。在整個(gè)過(guò)程中，由時(shí)鐘電路提供單片機(jī)保持穩(wěn)定工作的工作時(shí)鐘；復(fù)位電路利用按鍵復(fù)位功能，其中按鍵是從鍵盤電路得到的。 整點(diǎn)報(bào)時(shí)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)，然后去觸發(fā)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)。另系統(tǒng)配備LCD顯示，STC89C52的P0口和P1.0P1.2口作為L(zhǎng)CD的輸入口。2、 硬件電路設(shè)計(jì)2. 1 89S52單片機(jī)最小系統(tǒng) AT89C52單片機(jī)作為電子時(shí)鐘的最小系統(tǒng)與電源按鍵DS1302時(shí)鐘芯片等完成設(shè)計(jì)功能是設(shè)計(jì)的核心部分其組成如圖2.1所示： VCC：電源。 GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/

4、O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程 序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。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門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作 輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 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

5、門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻 拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。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門電流。當(dāng)P3口寫入“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

6、（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，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLA

7、SH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電

8、平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 圖2.1 89S52單片機(jī)最小系統(tǒng) 2.1.1.電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)的整體思想原理說(shuō)明：利用定時(shí)器T0定時(shí)，每隔10ms產(chǎn)生一次中斷，中斷100次（1s）后秒單元加1；秒單元second滿60后向分單元進(jìn)位，分單元minute加1；當(dāng)分單元滿60后時(shí)單元hour加1。 2.1.2電子時(shí)鐘顯示思想利用1602液晶進(jìn)行顯示第一行顯示年月日，第二行顯示時(shí)分秒。實(shí)物電路如

9、圖2.1.2 圖2.1.22.2電源電路沒(méi)有制作電源電路部分。使用開(kāi)發(fā)板或者試驗(yàn)箱上的5V電源進(jìn)行供電。2.3按鍵電路獨(dú)立式按鍵 如圖2.3l 按鍵1為功能鍵 按一次可分別進(jìn)入調(diào)節(jié)時(shí)鐘的秒和分、時(shí)、日、月、年，按兩次可調(diào)節(jié)鬧鐘定時(shí)時(shí)間，按三次返回正常顯示時(shí)間。加鍵，每按一下相應(yīng)位置數(shù)值加一。l 按鍵2設(shè)定調(diào)節(jié)時(shí)分秒的位置l 按鍵3，按鍵4分別為數(shù)字加一和減一鍵。l 復(fù)位鍵，按一下時(shí)間復(fù)位。 圖2.3 獨(dú)立式按鍵2.4蜂鳴器單片機(jī)端口輸出的方波經(jīng)放大濾波后，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。如圖2.4 圖2.42.5復(fù)位電路：STC89C52單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位(如圖2.5)兩種方式：(一）上電自

10、動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣，只要電VCC的上升時(shí)間不超過(guò)1ms，就可以實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位。（二）按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種，其電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端通過(guò)VCC電源與電阻接通來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而脈沖復(fù)位則是利用了RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)選用上電與按鍵均有效的復(fù)位電路，它不僅在上電時(shí)可以自動(dòng)復(fù)位，而且在單片機(jī)運(yùn)行期間，利用按鍵也可以完成復(fù)位操作. 圖2.52.6時(shí)鐘振蕩電路：在MCS52芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2，在芯片的外部通過(guò)兩個(gè)引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就0夠成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩

11、器。如圖2.6 圖2.62.7 PCB封裝圖 如圖2.7所示 圖2.73、 程序設(shè)計(jì)3.1主程序流程圖： 主程序先開(kāi)始,然后啟動(dòng)定時(shí)器,并LCD初始化和顯示時(shí)間，后掃描鍵盤，判斷功能鍵是否按下。圖3.1 主程序流程圖 圖3.2 延時(shí)程序約1ms圖3.3子程序按鍵流程 4、 實(shí)驗(yàn)操作相關(guān)圖: 見(jiàn)附錄15、 程序如下 見(jiàn)附錄2六、總結(jié)通過(guò)通過(guò)此次試驗(yàn)更加深刻的將課本理論與實(shí)際結(jié)合進(jìn)一步熟悉單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了其工作原理和具體使用方法與相關(guān)元件的參數(shù)計(jì)算方法，深刻了解電路板的開(kāi)發(fā)和制作。調(diào)試要點(diǎn)：首先確保各器件的完好性，其次檢測(cè)各芯片的電源線和地線是否接觸良好，然后焊接器件，接好電源用萬(wàn)用表檢測(cè)

12、各電源端、地端的狀態(tài)是否正常。拿到電路板后，首先要檢查加工質(zhì)量，并確保沒(méi)有任何方面的錯(cuò)誤，如短路和斷路，尤其要避免電源短路；元器件在安裝前要逐一檢查，用萬(wàn)用表測(cè)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(wàn)用表的探針?lè)诺絾纹瑱C(jī)接電源的引腳上檢測(cè)一下，看是否符合要求。檢查無(wú)誤后插上AT89S51并燒寫一簡(jiǎn)易的程序，觀察電路是否能協(xié)同工作。最后燒寫工作程序，根據(jù)顯示現(xiàn)象調(diào)試程序直至成功。這次的設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到本人對(duì)單片機(jī)方面的知識(shí)知還不夠全面，對(duì)于書本上的很多知識(shí)還不

13、能靈活運(yùn)用，在對(duì)電路的焊接處理還是不夠熟練，從中學(xué)到了一些很重要的東西，可以很好的將理論轉(zhuǎn)化成實(shí)踐之后的產(chǎn)物。我在這一次數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)過(guò)程中，很是受益匪淺。通過(guò)對(duì)自己在大學(xué)三年時(shí)間里所學(xué)的知識(shí)的回顧，并充分發(fā)揮對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考及書面表達(dá)能力，最終完成了。這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗(yàn)。撰寫論文的過(guò)程也是專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，它使我運(yùn)用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析和解決一個(gè)理論問(wèn)題或?qū)嶋H問(wèn)題，把知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了；才能夠?qū)⒄n本知識(shí)與實(shí)踐相整合，理論知識(shí)服務(wù)于教學(xué)

14、實(shí)踐，以增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力。這個(gè)實(shí)驗(yàn)十分有意義 我獲得很深刻的經(jīng)驗(yàn)。七.元器件清單：器件名稱數(shù)目DIP40腳插座1STC89C52RC-40C-PDIP401蜂鳴器 5V1單排針（長(zhǎng)11MM）1*40PIN2.54mm412MHZ 石英晶振1石英晶振 32.768K130PF 瓷片電容24腳開(kāi)關(guān)5電解電容 25V/10uF 體積5*1111K電阻110K 電阻 24.7K 電阻4S9012三極管1LCD液晶屏1200歐電阻49P排阻1參考文獻(xiàn)：1薛小鈴. 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書R.福州：閩江學(xué)院電子工程教研室，2011.92李朝青. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2

15、006.123張迎新，單片機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第二版） M.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010.94潘永雄。新編單片機(jī)原理與應(yīng)用 M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.25付家才。單片機(jī)控制實(shí)踐技術(shù) M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.36劉軍等，單片機(jī)原理與接口技術(shù) M.上海：華東理工大學(xué)出版社，2008.67何書森等，電子線路設(shè)計(jì)速成 M.胡州：互見(jiàn)科學(xué)技術(shù)出版社，2009.10附錄：1、 與本次試驗(yàn)相關(guān)圖如下： 2.程序#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit ke

16、y1=P10;sbit key2=P11;sbit keyup=P12;sbit keydw=P13;sbit beep=P23;sbit lcdrs=P14;sbit lcdrw=P15;sbit lcden=P16;uchar table2="0123456789-"int m1,m2,m3,m4,m5,m6,k,n,p,q,m8,w,a,ri,yue,nian;void delayms(int j)int i;for(j;j>0;j-)for(i=125;i>0;i-);/ LCD寫地址void writecom(uchar com)lcden=0;lcd

17、rs=0;lcdrw=0;delayms(1);lcden=1;delayms(1);P0=com;delayms(1);lcden=0;/LCD寫數(shù)據(jù)void writedata(uchar dat)lcden=0;lcdrs=1;lcdrw=0;delayms(1);lcden=1;delayms(1);P0=dat;delayms(1);lcden=0;/ LCD初始化void LCD_Init()delayms(15);writecom(0x38);delayms(5);writecom(0x38);delayms(5);writecom(0x38);writecom(0x38);wr

18、itecom(0x08);writecom(0x01);writecom(0x06);writecom(0x0c);void beepinit(void)beep=0;delayms(100);beep=1;void beep2()beep=0;delayms(500);beep=1;void display()writecom(0x80+0x02);writedata(table2nian/1000);writedata(table2nian%1000/100);writedata(table2nian%100/10);writedata(table2nian%10); writedata(

19、table210);writedata(table2yue/10);writedata(table2yue%10); writedata(table210);writedata(table2ri/10);writedata(table2ri%10);writecom(0x80+0x40);writedata(table2m1/10);writedata(table2m1%10);writedata(table210);writedata(table2m2/10);writedata(table2m2%10);writedata(table210);writedata(table2m3/10);

20、writedata(table2m3%10);writecom(0x80+0x48);writedata(table2m4/10);writedata(table2m4%10);writedata(table210);writedata(table2m5/10);writedata(table2m5%10);writedata(table210);writedata(table2m6/10);writedata(table2m6%10); if(k>=20)k=0;m3+;m8+;if(m3>=60)m3=m3-60;m2+;if(m2>=60)m2=m2-60;m1+;if

21、(m1>=24)m1=m1-24;ri+; switch(yue)case 1:case 3:case 5:case 7:case 8:case 10:case 12:if(ri>=32) yue+;ri=ri-31; break;case 4:case 6:case 9:case 11: if(ri>=31) yue+;ri=ri-30; break;case 2:if(nian%100=0&nian%400=0)|(nian%100!=0&nian%4=0) if(ri>=29) yue+;ri=ri-28; else if(ri>=30) y

22、ue+;ri=ri-29; break;default: yue=1; break;if(m6>=60)m6=m6-60;m5+;if(m5>=60)m5=m5-60;m4+;if(m4>=24)m4=m4-24;/上調(diào)時(shí)鐘void keyupinit()if(p=1) /時(shí)間上調(diào)if(!keyup)delayms(1);if(!keyup)switch(n)case 1: m3=m3+1; break;case 2: m3=m3+10; break;case 3: m2=m2+1; break;case 4: m2=m2+10; break;case 5: m1=m1+1;

23、 break;case 6: m1=m1+10; break;case 7: ri=ri+1; break;case 8: ri=ri+10; break;case 9: yue=yue+1; break;case 10: yue=yue+10; break;case 11: nian=nian+1; break;case 12: nian=nian+10; break;case 13: nian=nian+100; break;case 14: nian=nian+1000; break;beepinit();while(!keyup); if(p=2) / 鬧鐘上調(diào)if(!keyup)de

24、layms(1);if(!keyup)switch(n)case 1: m6=m6+1; break;case 2: m6=m6+10; break;case 3: m5=m5+1; break;case 4: m5=m5+10; break;case 5: m4=m4+1; break;case 6: m4=m4+10; break;beepinit();while(!keyup); /下調(diào)時(shí)鐘void keydwinit()if(p=1) /時(shí)間下調(diào)if(!keydw)delayms(1);if(!keydw)switch(n)case 1: m3=m3-1; break;case 2:

25、m3=m3-10; break;case 3: m2=m2-1; break;case 4: m2=m2-10; break;case 5: m1=m1-1; break;case 6: m1=m1-10; break;case 7: ri=ri-1; break;case 8: ri=ri-10; break;case 9: yue=yue-1; break;case 10: yue=yue-10; break;case 11: nian=nian-1; break;case 12: nian=nian-10; break;case 13: nian=nian-100; break;case

26、 14: nian=nian-1000; break; beepinit();while(!keydw); if(p=2) / 鬧鐘下調(diào)if(!keydw)delayms(1);if(!keydw)switch(n)case 1: m6=m6-1; break;case 2: m6=m6-10; break;case 3: m5=m5-1; break;case 4: m5=m5-10; break;case 5: m4=m4-1; break;case 6: m4=m4-10; break;beepinit();while(!keydw); /選擇位數(shù)/p:模式選擇void xuanze() n=1;p=1;while(p=1)/時(shí)間模式if(!key2)delayms(5);beepinit();while(!key2);n=n+1;if(n=15)n=1;keyupinit();keydwinit();if(m1<0) m1=m1+24;i