基于C51單片機(jī)技術(shù)的時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、. . . . 課設(shè)報(bào)告工程學(xué)院軟件學(xué)院題 目： 時(shí)鐘 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 日 期： 2013 年 10 月 11日 16 / 19目錄1 摘要12 設(shè)計(jì)要求12.1 功能需求12.2 設(shè)計(jì)要求13硬件設(shè)計(jì)與描述13.1總體描述13.2系統(tǒng)總體框圖13.3Proteus電路圖23.4各部分硬件介紹24軟件設(shè)計(jì)流程與描述64.1程序流程圖64.2函數(shù)模塊與功能74.2.1單片機(jī)主控制模塊74.2.2數(shù)碼管顯示模塊84.2.3 按鍵模塊94.2.4計(jì)時(shí)模塊105功能實(shí)現(xiàn)116心得體會137源程序131 摘要 眾所周知單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有

2、數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)要制作的就是單片機(jī)于生活中最為常見的幾種應(yīng)用時(shí)鐘。本設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)作為核心，可以顯示當(dāng)前的時(shí)間，時(shí)間也可以人為設(shè)定，顯示格式為時(shí)（兩位），分（兩位），秒（兩位）。設(shè)置時(shí)間的數(shù)值、啟動定時(shí)器。時(shí)鐘顯示電路由數(shù)碼管組成， 制作該裝置的材料需要有軟硬件的支持，硬件方面AT89C51單片機(jī)，晶振，電源，數(shù)碼管。2 設(shè)計(jì)要求2.1 功能需求1、 在數(shù)碼管上

3、顯示初始時(shí)間如12-23-33，從初始設(shè)置的時(shí)間開始走時(shí)，每一秒自動加1，當(dāng)59秒后自動向分進(jìn)位、59分后自動向時(shí)進(jìn)位。2、 通過按鍵設(shè)置時(shí)間，按下鍵1，時(shí)鐘分加1；按下鍵2，時(shí)鐘分減1,。從而實(shí)現(xiàn)用按鍵設(shè)置時(shí)間的功能。2.2 設(shè)計(jì)要求 本次設(shè)計(jì)的是時(shí)鐘，本電路是由AT89S52單片機(jī)為控制核心，通過按鍵實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘分的自增自減進(jìn)行時(shí)間的設(shè)置，在數(shù)碼管上進(jìn)行顯示。3硬件設(shè)計(jì)與描述3.1總體描述 單片機(jī)采用STC90C516RD+，采用MCS-51實(shí)驗(yàn)開發(fā)板。在實(shí)驗(yàn)開發(fā)板上，根據(jù)功能需求，設(shè)定了控制模塊由AT89S52單片機(jī)為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作，選用12MHZ的晶

4、振，使得單片機(jī)有合理的運(yùn)行速度；輸入模塊由按鍵控制，設(shè)定或調(diào)整時(shí)間信息；輸出模塊有數(shù)碼管顯示時(shí)間信息，通過對AT89S52單片機(jī)的編程控制數(shù)碼管的顯示。 3.2系統(tǒng)總體框圖 系統(tǒng)總體框圖如圖3-1所示：AT89S52主控制模塊數(shù)碼管顯示模塊計(jì)時(shí)模塊按鍵輸入模塊圖 3-1 系統(tǒng)總體框圖3.3Proteus電路圖 整體Proteus電路圖如下圖3-2所示：圖3-2 整體Proteus電路圖3.4各部分硬件介紹 AT89C51單片機(jī)為40引腳雙列直插芯片,有四個(gè)I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一條I/O線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。

5、18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,在片它是振蕩器倒相放大器的輸出。第9引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻與開關(guān)后夠上電復(fù)位電路,20引腳為接地端,40引腳為電源端。如下圖3-3所示：圖3-3AT89C51仿真圖 74HC573的八個(gè)鎖存器都是透明的D 型鎖存器，當(dāng)使能（G）為高時(shí)，Q 輸出將隨數(shù)據(jù)（D）輸入而變。當(dāng)使能為低時(shí)，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時(shí)，新的數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅(qū)動大電容或低阻抗負(fù)載，可以直接與系

6、統(tǒng)總線接口并驅(qū)動總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器，I/O 通道，雙向總線驅(qū)動器和工作寄存器。表3-1為74HC573的引腳功能表：表3-1 74HC573引腳功能表PIN No 引腳號SYMBOL符號NAME AND FUNCTION名稱與功能1OE3 State output Enable Input (Active LOW)3態(tài)輸出使能輸入（低電平）2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9D0 to D7Data Inputs數(shù)據(jù)輸入12,13,14,15,16,17,18,19Q0 to Q73 State Latch Outputs 3態(tài)鎖存輸出11LELatch Ena

7、ble Input 鎖存使能輸入10GNDGround接地(0V)20VCCPositive Supply Voltage電源電壓 下圖74HC573的仿真圖，其中引腳29分別接AT89C51的P0，引腳1219分別接數(shù)碼管的A、B、C、D、E、F、G、D、P端，引腳1接電源端，引腳11接地端。圖3-4 74HC573仿真圖 74HC138 按照三位二進(jìn)制輸入碼和賦能輸入條件,從8 個(gè)輸出端中譯出一個(gè)低電平輸出。兩個(gè)低電平有效的賦能輸入端和一個(gè)高電平有效的賦能輸入端減少了擴(kuò)展所需要的外接門或倒相器,擴(kuò)展成24 線譯碼器不需外接門;擴(kuò)展成32 線譯碼器,只需要接一個(gè)外接倒相器。在解調(diào)器應(yīng)用中,賦

8、能輸入端可用作數(shù)據(jù)輸入端。下表為74HC138的真值表，其中H表示高電平，L表示低電平。表3-2 74HC138真值表 下圖為74HC138的仿真電路圖，其中，引腳1、2、3分別接AT89C51的P00、P01、P02，引腳4、5接地，引腳5接一個(gè)上拉電阻并接電源端，Y0Y7分別接數(shù)碼管的引腳18。圖3-5 74HC138仿真圖 下圖為按鍵K1、K2的仿真圖，K1接AT89C52的引腳P32控制時(shí)鐘的分鐘自加、K2接P33控制時(shí)鐘的分鐘自減。圖3-6 開關(guān)K1、k2仿真圖 下圖為共陰數(shù)碼管的方真圖，其原理詳見下文。圖3-7 共陰數(shù)碼管仿真圖4軟件設(shè)計(jì)流程與描述4.1程序流程圖 程序流程圖如圖4

9、-1所示：圖4-1 程序流程圖4.2函數(shù)模塊與功能4.2.1單片機(jī)主控制模塊AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。AT89S52單片機(jī)為40引腳雙列直插芯片,有四個(gè)I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一條I/O線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,在片它是振蕩器倒相放大器的輸出。第9引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻與開關(guān)后夠上電復(fù)位電路,20

10、引腳為接地端,40引腳為電源端。引腳圖如圖4-2所示：圖4-2 AT89S52 引腳結(jié)構(gòu) 4.2.2數(shù)碼管顯示模塊 LED數(shù)碼管顯示器的部由8個(gè)發(fā)光二極管組成。其中7個(gè)長條形的發(fā)光二極管排列成“日”字形，另一個(gè)圓點(diǎn)形狀的發(fā)光二極管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用。數(shù)碼管的外觀引腳結(jié)構(gòu)如圖4-3所示：圖4-3數(shù)碼管的外觀引腳結(jié)構(gòu) LED數(shù)碼顯示器的部結(jié)構(gòu)有兩種不同的形式：一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陽極全部連接在一起組成公共端，8個(gè)發(fā)光二極管的陰極則單獨(dú)引出，稱為共陽極顯示器，如圖4-4。另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極全部連接在一起組成公共端，8個(gè)發(fā)光二極管的陽極則單獨(dú)引出，稱為共陰極顯示器，如圖4-5

11、所示：圖4-4 共陽極顯示器 圖4-5 共陰極顯示器LED顯示器字形碼表，如表4-1所示： 表4-1 LED顯示器字形碼表 本設(shè)計(jì)中主要用數(shù)碼管顯示當(dāng)前時(shí)間和顯示設(shè)置后的時(shí)間，數(shù)碼管顯示模塊流程圖，如圖4-6所示：圖4-6 數(shù)碼管顯示模塊流程圖4.2.3 按鍵模塊 本設(shè)計(jì)采用按鍵控制時(shí)間的設(shè)置，通過按鍵的控制使時(shí)鐘的分自增、自減從而實(shí)現(xiàn)時(shí)間的設(shè)置。獨(dú)立按鍵電路圖，如圖4-7所示：圖4-7 獨(dú)立按鍵電路圖按鍵模塊流程圖，如圖4-8所示：圖 4-8 按鍵模塊流程圖 4.2.4計(jì)時(shí)模塊 計(jì)數(shù)器：是單片機(jī)應(yīng)用中的重要部件，工作方式靈活，可以對外部事件計(jì)數(shù)和檢測等；實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。其核心是特殊功能寄存器中

12、能進(jìn)行加1計(jì)數(shù)的寄存器。 實(shí)現(xiàn)原理：對T0或T1引腳輸入的外部脈沖計(jì)數(shù)，如下圖4-9所示：+1計(jì)數(shù)器溢出中斷脈沖控開關(guān)圖4-9 計(jì)數(shù)器原理圖計(jì)時(shí)模塊流程圖，如圖4-10所示：圖4-10 計(jì)時(shí)模塊流程圖5功能實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)行后從當(dāng)前時(shí)間開始計(jì)時(shí)。前一段前時(shí)間如圖5-1所示：圖5-1 一段時(shí)間前 一段時(shí)間后時(shí)間如圖5-2所示：圖5-2一段時(shí)間后以圖5-2為當(dāng)前初始時(shí)間，連續(xù)按4下鍵1，時(shí)鐘分自增4次，如圖5-3所示：圖5-3 自增后時(shí)間 以圖5-3為當(dāng)前初始時(shí)間，連續(xù)按13下鍵2，時(shí)鐘分自減13，如圖5-4所示：圖5-4 自減后時(shí)間6心得體會 通過此次實(shí)驗(yàn)，我完成了通過按鍵設(shè)置時(shí)鐘時(shí)間，并用數(shù)碼管進(jìn)行

13、顯示，實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘的計(jì)時(shí)功能。本實(shí)驗(yàn)加深了我對單片機(jī)應(yīng)用的了解。實(shí)驗(yàn)過程中遇到了許多以前沒有遇到的問題，這在某種程度上讓我知道哪些知識是我還要加強(qiáng)的，哪些知識是我還欠缺的；同時(shí)也感老師耐心的指導(dǎo)。總而言之，通過本實(shí)驗(yàn)的編譯讓我受益匪淺。7源程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;uchar code w8=0,1,2,3,4,5,6,7;sbit key1=P32;sbit key2=P33;sbit key3=P34;uchar sec=56;uchar min=34;uchar hour=12;uint count;void Delay(uint xms);void second();void minute();void hours(); void other();void ftime();void Outside_Init(void);void timer1_int(void);void cha