實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)成果說(shuō)明書(shū) 題 目： 電子定時(shí)器 學(xué)生姓名： 傅琦 學(xué) 號(hào)： 130407308 學(xué) 院： 船舶與海洋工程學(xué)院 班 級(jí)： A13電氣2班 指導(dǎo)教師： 胡 驊 浙江海洋學(xué)院教務(wù)處2015年12月 日浙江海洋學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表2015 2016 學(xué)年 第 1 學(xué)期學(xué)院 船舶與海洋工程學(xué)院 班級(jí) A13電氣2班 專(zhuān)業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名(學(xué) 號(hào)) 傅琦課程設(shè)計(jì)名 稱(chēng)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)題 目 電子定時(shí)器指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯評(píng)語(yǔ)及成績(jī)答辯小組教師簽名： 年 月 日浙江海洋學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2015 2016 學(xué)年 第 1 學(xué)期學(xué)院 船舶與海洋工程學(xué)院

2、班級(jí) A13電氣2班 專(zhuān)業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名(學(xué)號(hào))傅琦課程名稱(chēng)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 電子定時(shí)器完成期限自 2015 年 12 月 12 日至 2015 年 12 月 24 日 共 1.5 周設(shè)計(jì)依據(jù)1、A13電氣2015-2016學(xué)年第一學(xué)期開(kāi)課計(jì)劃和課程表2、單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱3、單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)設(shè)計(jì)要求及主要內(nèi)容（一）課程設(shè)計(jì)題目可以選擇以下之一，學(xué)生自擬題必須經(jīng)老師同意。 1、單片機(jī)電子定時(shí)器設(shè)計(jì) 2、數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 3、低頻信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)（正弦信號(hào)）4、16點(diǎn)陣LED顯示器設(shè)計(jì)5、單片機(jī)直流電壓表的設(shè)計(jì)6、單片機(jī)電子密碼鎖的設(shè)計(jì)7、

3、模數(shù)化電壓監(jiān)視模塊的設(shè)計(jì)（專(zhuān)業(yè)應(yīng)用題） 8、單片機(jī)在其它領(lǐng)域的綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)（學(xué)生自擬題）（二）具體要求1、各選題要求參見(jiàn)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)。2、完成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)控制程序的編制，用Proteus軟件仿真的應(yīng)完成硬件及軟件的設(shè)計(jì)，并能演示系統(tǒng)功能。利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)成實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行程序功能設(shè)計(jì)的，要能演示程序?qū)崿F(xiàn)功能。 3、總結(jié)并提交設(shè)計(jì)成果（紙質(zhì)及電子文檔各1份）。參考資料1、樓然苗等編著單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)（Proteus仿真版）M，杭州浙江大學(xué)出版社，2010年10月3、樓然苗等編著單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)（Proteus仿真版）（第二版）M，杭州浙江大學(xué)出版社，2013年7月3、宋雪松

4、等編著手把手教你學(xué)51單片機(jī)（C語(yǔ)言版）M，北京清華大學(xué)出版社，2014年4月4、王曉明編著電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制（第3版）M，北京北京航空航天大學(xué)出版社，2011年3月5、藍(lán)和慧主編新版大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽單片機(jī)應(yīng)用技能指導(dǎo)M，北京電子工業(yè)出版社，2013年6月6、張洪潤(rùn)等編著單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)200例M，北京北京航天航空大學(xué)出版社，2006年7月指導(dǎo)教師簽字胡 驊日期2015.10.25摘要本設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘是由AT89C51,LCD顯示屏等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動(dòng)電路，由計(jì)時(shí)程序和循環(huán)程序產(chǎn)生的一秒定時(shí)，達(dá)到時(shí)分秒的計(jì)時(shí)，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時(shí)，滿(mǎn)二十四小時(shí)為一天。電路中的四個(gè)控制鍵擁有

5、多種不同的功能，按下又松開(kāi)，可以實(shí)現(xiàn)校對(duì)時(shí)間以及定時(shí)的功能，還可以達(dá)到省電的目的。關(guān)鍵詞：電子定時(shí)器；晶振電路；24小時(shí)；LCD顯示目錄1. 實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案，12.單元電路設(shè)計(jì) 2.1時(shí)鐘模塊，2 2.2復(fù)位電路模塊，2 2.3控制模塊，3 2.4顯示模塊，33.程序設(shè)計(jì)思路，44.定時(shí)器TO計(jì)時(shí)分析，45.仿真調(diào)試和結(jié)果，56.心得體會(huì)，67.源程序設(shè)計(jì)，6118.參考文獻(xiàn)，12 附錄：?jiǎn)纹瑱C(jī)引腳注釋?zhuān)篜0口是8位雙向口線(xiàn)，即地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用口。P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口 。P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口 。P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的

6、8 位雙向I/O 口 。RST：復(fù)位信號(hào)。當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效，用于單片機(jī)的復(fù)位操作。ALE：地址鎖存控制信號(hào)。單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無(wú)效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN信號(hào)有效。/EA：訪(fǎng)問(wèn)程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為了使CPU僅訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平，即接地 。 XTAL1和XTAL2：外部晶體引線(xiàn)端。使用芯片外部時(shí)鐘時(shí)，用于接入外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。在使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，XTAL1和XTAL2用于外接石英晶體諧振器和微調(diào)電容。 1.總體設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)使用89C51芯

7、片作為控制芯片，復(fù)位電路和時(shí)鐘電路構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。利用P0口8個(gè)引腳接上拉電阻，驅(qū)動(dòng)LCD液晶顯示時(shí)鐘。本設(shè)計(jì)電路的硬件部分共由四部分組成，分別為按鍵模塊、復(fù)位電路模塊、振蕩電路模塊、時(shí)間顯示模塊。振蕩電路模塊負(fù)責(zé)給單片機(jī)提供時(shí)鐘周期。復(fù)位電路模塊負(fù)責(zé)上電后自動(dòng)復(fù)位，或按鍵后強(qiáng)制復(fù)位。上電后，由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器計(jì)時(shí)，同時(shí)通過(guò)動(dòng)態(tài)顯示函數(shù)自動(dòng)將時(shí)分秒顯示到數(shù)碼管LCD液晶屏上。單片機(jī)顯示電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路控制電路 總體設(shè)計(jì)思路圖-1-2.單元電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)主要分為時(shí)鐘電路模塊，復(fù)位電路模塊，顯示模塊和控制模塊。設(shè)計(jì)方案如下 2.1 時(shí)鐘模塊 89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用內(nèi)部振蕩方法得

8、到，在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱(chēng)晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方法。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。晶振通常選擇6MHz、12MHz、24MHz。本設(shè)計(jì)采用12MHz晶振。圖中電容C1、C2起到穩(wěn)固振蕩頻率、快速起振的作用。電容值一般為530pF。本設(shè)計(jì)選用33pF電容。 2.2 復(fù)位電路模塊 單片機(jī)在上電以后內(nèi)部的電路處于一種隨機(jī)狀態(tài)，這時(shí)如果開(kāi)始工作則會(huì)出現(xiàn)混亂。對(duì)單片機(jī)而言，復(fù)位也就是在做準(zhǔn)備工作，是使單片機(jī)回到初始化狀態(tài)的一種操作。單片機(jī)系統(tǒng)上電后，從何處開(kāi)始執(zhí)行第一條指令是由系統(tǒng)復(fù)位后的狀態(tài)決定的。 -

9、2- RESET引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，高電平有效，低電平工作。常用的復(fù)位電路有上電復(fù)位電路、按鍵電平復(fù)位電路、按鍵脈沖復(fù)位電路。復(fù)位操作完成電路的初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。 由上圖可知，控制模塊實(shí)際上就是單片機(jī)的最小系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用常用的上電且開(kāi)關(guān)復(fù)位電路。上電后，由于電容的充電，使RST持續(xù)一段高電平時(shí)間。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開(kāi)關(guān)復(fù)位的操作。此處C3電容取10uF，R2=K。2.3控制模塊 控制電路 在該模塊中，采用三個(gè)按鍵作為對(duì)電子時(shí)鐘的控制輸入，通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的時(shí)間設(shè)置。電路中將三個(gè)按鍵的一端接地，而單片機(jī)

10、的P2口默認(rèn)為高電平，一旦按鍵被按下，則該按鍵對(duì)應(yīng)的管腳被拉低，通過(guò)軟件掃描按鍵即可知道用戶(hù)所要實(shí)現(xiàn)的功能，調(diào)用相應(yīng)的按鍵子程序來(lái)完成該操作。 本設(shè)計(jì)中，三個(gè)按鍵K1、K2、K3分別與AT89C51單片機(jī)的引腳P1.0、P1.1、P1.2連接。當(dāng)按下K1時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行“秒”的校對(duì)，再次按下K1時(shí)，則切換到“分”的校對(duì)，第三次按下則切換到“時(shí)”的校正，第四次按下則返回到正常時(shí)間顯示。當(dāng)按下K2時(shí)，在某種校正下實(shí)施增加，按下K3即為減。 2.4顯示模塊 顯示部分電路設(shè)計(jì)如下圖 -3- 3.程序設(shè)計(jì)思路（流程圖）啟動(dòng)初始化選擇時(shí)鐘顯示功能進(jìn)入調(diào)時(shí)程序是否進(jìn)入調(diào)時(shí)否運(yùn)行時(shí)鐘主程序是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，其流程

11、是：開(kāi)始運(yùn)行顯示正常時(shí)間，如果掃描過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有鍵按下，即判定進(jìn)入調(diào)試模式，時(shí)鐘停止顯示跳動(dòng)，當(dāng)按鍵再次按下，則恢復(fù)時(shí)鐘顯示模式，即正常工作。4.定時(shí)器T0計(jì)時(shí)分析定時(shí)器T0用于時(shí)間計(jì)時(shí)。定時(shí)溢出中斷周期設(shè)為50ms，中斷進(jìn)入后先進(jìn)行定時(shí)中斷值校正，當(dāng)中斷累計(jì)20次（即50ms×201s）時(shí)，對(duì)秒計(jì)數(shù)單元進(jìn)行加1操作；當(dāng)?shù)搅?0s時(shí)，分計(jì)數(shù)單元加1操作；同理可得到了60分時(shí)，時(shí)計(jì)數(shù)單元加1操作，直到計(jì)時(shí)完畢。-4-5.仿真調(diào)試 總體仿真電路圖如下圖所示 仿真結(jié)果 -5-6.心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)是針對(duì)某一理論課程的要求，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)踐訓(xùn)練的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以提高學(xué)生運(yùn)用課程中所學(xué)的理

12、論知識(shí)與實(shí)踐緊密結(jié)合，獨(dú)立地解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中使我從中學(xué)到許多以前在課本和課堂上所無(wú)法學(xué)到的，特別是在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中查找資料的過(guò)程中從中學(xué)到了許多東西并從中體會(huì)到許多的樂(lè)趣，從而豐富了自己，使自己無(wú)論是上課時(shí)還是在課余都感到很充實(shí)。在本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，曾得到過(guò)老師與幾位同學(xué)的悉心指導(dǎo)與幫助，才使得我的設(shè)計(jì)非常圓滿(mǎn)的完成，在此對(duì)他們表示我們最衷心的感謝，謝謝你們！7. 源程序#include<reg52.h>unsigned char tab=" 23:58:48" unsigned char code tab2="hello&

13、quot; #define lcdp P0 sbit rs=P35; sbit rw=P36; sbit en=P37; sbit led=P17; sbit s1=P10; sbit s2=P11; sbit s3=P12; unsigned char n,count,mu; char ss=23,ff=58,mm=55; void delay(unsigned char z) unsigned char i,j; for(i=z;i>0;i-) for(j=110;j>0;j-); void write_com(unsigned char com)/寫(xiě)指令 rs=0; rw=0

14、; en=0; lcdp=com; delay(5); -6- en=1; delay(5); en=0; void write_date(unsigned char date)/寫(xiě)數(shù)據(jù) rs=1; rw=0; en=0; lcdp=date; delay(5); en=1; delay(5); en=0; void write_sj(unsigned add,unsigned date) unsigned char shi,ge; shi=date/10; ge=date%10; write_com(0x80+add); write_date(shi+0x30); write_date(ge

15、+0x30); void init() /初始化 write_com(0x38); /設(shè)置16x2顯示，5x7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口 write_com(0x06); /寫(xiě)一個(gè)字符后地址指針自動(dòng)加1 write_com(0x01); /顯示清零，數(shù)據(jù)指針清零 write_com(0x0c); /開(kāi)顯示，不顯示光標(biāo) /write_com(0x08); /write_com(0x0e);/光標(biāo)開(kāi)啟，但不閃爍 write_com(0x80); /顯示位置 for(n=0;n<10;n+) write_date(tabn); -7- delay(1); write_com(0x80+0x40+3);

16、/第二行顯示 for(n=0;n<8;n+) write_date(tab2n); delay(1); /定時(shí)器初始化 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TMOD=0x01; EA=1; ET0=1; TR0=1; void key() if(s1=0) delay(5); if(s1=0) mu+; while(!s1); if(mu=1) TR0=0; write_com(0x80+9); write_com(0x0f);/光標(biāo)閃爍 if(mu=2) write_com(0x80+6); write_com(0x0f);/光標(biāo)

17、閃爍 if(mu=3) write_com(0x80+3); -8- write_com(0x0f);/光標(biāo)閃爍 if(mu=4) TR0=1; mu=0; write_com(0x0c);/關(guān)閉光標(biāo) if(mu!=0) if(s2=0) delay(5); if(s2=0) while(!s2); if(mu=1) mm+; if(mm=60) mm=0; write_sj(8,mm); write_com(0x80+9); if(mu=2) ff+; if(ff=60) ff=0; write_sj(5,ff); write_com(0x80+6); if(mu=3) ss+; led=!

18、led; if(ss=24) ss=0; write_sj(2,ss); write_com(0x80+3); -9- if(s3=0) delay(5); if(s3=0) while(!s3); if(mu=1) mm-; if(mm=-1) mm=59; write_sj(8,mm); write_com(0x80+9); if(mu=2) ff-; if(ff=-1) ff=59; write_sj(5,ff); write_com(0x80+6); if(mu=3) ss-; led=!led; if(ss=-1) ss=23; write_sj(2,ss); write_com(0x80+3); void main() init(); while(1) key(); -10 void time0() interrupt 1 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; count+; if(count=20) count=0; mm+; if(mm=60) mm=0; ff+; if(ff=60) ff=0; ss+; if(ss=24) ss=0; write_sj(2,ss); write_sj(5,ff); write_sj(8,mm);