《數(shù)字鐘報(bào)告》word版

1、一、設(shè)計(jì)目的 本次綜合應(yīng)用課程設(shè)計(jì)的目的是訓(xùn)練我們把理論運(yùn)用于實(shí)際的能力，加深對(duì)模擬電路、數(shù)字電路、微機(jī)原理、單片機(jī)（嵌入式、DSP、PLC）等相關(guān)課程理論知識(shí)的分析理解。通過(guò)實(shí)踐把原理分析與工程設(shè)計(jì)結(jié)合，掌握軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法和一般規(guī)則，提高綜合應(yīng)用能力，培養(yǎng)我們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。因此我們做的時(shí)鐘只是一個(gè)簡(jiǎn)單的時(shí)鐘設(shè)計(jì)，是用單片機(jī)AT89C52完成主要功能的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，有最一般的時(shí)鐘的功能。 此次課程設(shè)計(jì)，有助于我們對(duì)電子線路知識(shí)的整合和電子線路設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，還有課程設(shè)計(jì)完成后的答辯的準(zhǔn)備，為后繼課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與方案 （1）本次設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路，最初的

2、設(shè)想方案是用AT89C52單片機(jī)芯片控制外圍電路，用6位共陰數(shù)碼管顯示時(shí)間，用上拉電阻來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的顯示，用喇叭進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)，單片機(jī)編程用匯編語(yǔ)言。但由于在編程過(guò)程中，匯編語(yǔ)言指令多、編程難，因此改為用C語(yǔ)言編程。在用C語(yǔ)言編程來(lái)實(shí)現(xiàn)用按鍵轉(zhuǎn)換12小時(shí)制和24小時(shí)制的時(shí)候遇到了困難，因此又把按鍵改為開關(guān)。另外學(xué)校只有4位和2位及1位的共陽(yáng)數(shù)碼管，因此又把6位共陰數(shù)碼管換掉，同時(shí)接受老師的建議，把數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路改為數(shù)碼管的段選用74LS245來(lái)驅(qū)動(dòng)。最后在領(lǐng)元件的時(shí)候老師說(shuō)單片機(jī)也不能驅(qū)動(dòng)喇叭，把喇叭換成蜂鳴器。 （2）仿真時(shí)的設(shè)計(jì)方案是：使用AT89C52單片機(jī)芯片控制電路，單片機(jī)控制電路簡(jiǎn)

3、單且省去了很多復(fù)雜的線路，使得電路簡(jiǎn)明易懂；使用鍵盤鍵上的按鍵來(lái)調(diào)整時(shí)鐘的時(shí)、分以及鍵盤上的開關(guān)實(shí)現(xiàn)12小時(shí)制和24小時(shí)制的轉(zhuǎn)換；用一蜂鳴器來(lái)進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)；同時(shí)使用C語(yǔ)言編程，使得編程變得更容易；用一個(gè)4位和一個(gè)2位共陽(yáng)數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)間，且數(shù)碼管的段選用74LS245來(lái)驅(qū)動(dòng)，位選用74LS04驅(qū)動(dòng)。這樣通過(guò)四個(gè)模塊：鍵盤、單片機(jī)芯片、蜂鳴器、數(shù)碼管顯示即可滿足設(shè)計(jì)要求。硬件選擇（1）單片機(jī)的選擇  選用AT89c52單片機(jī)，并配備12MHz晶振，復(fù)位電路采用上電復(fù)位。（2）顯示電路選擇  采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示，P3.0-P3.3作數(shù)碼管的位選口。P1.0-P1.6作數(shù)碼管的

4、段選口?？紤]直接用單片機(jī)I/O口作位選時(shí)驅(qū)動(dòng)功率不夠，（3）電源選擇  采用直流5V電源供電。（4）選擇器的選擇 74ls04。 （5）CTC89c52單片機(jī)是一種低功耗，高性能的片內(nèi)含有4KB可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的8位COMS微控制器，使用高密度，非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與AT89C52引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。芯片上的FLASH允許在線編程或采用通用的非易失存儲(chǔ)編程器對(duì)存儲(chǔ)器重復(fù)編程。三、基本功能描述 （1）、 要求準(zhǔn)確顯示“時(shí)”、“分”、“秒”，24 小時(shí)制； （2）

5、、 具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，在每小時(shí)59 分51 秒、53 秒、55 秒、57 秒發(fā)出低音，59秒整發(fā)出高音； （3）、系統(tǒng)工作符合一般時(shí)鐘要求。 整個(gè)電路的工作流程為：?jiǎn)纹瑱C(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器持續(xù)計(jì)數(shù)，得到的數(shù)據(jù)通過(guò)程序的控制轉(zhuǎn)化成時(shí)間，并通過(guò)對(duì)輸出端口輸出不同的高低電平來(lái)控制數(shù)碼管和蜂鳴器的工作。與此同時(shí)，單片機(jī)還在不停地掃描連接鍵盤的輸入端口，通過(guò)得到輸入端口的不同電平來(lái)判斷鍵盤的工作情況，再通過(guò)程序的控制來(lái)影響數(shù)碼管和蜂鳴器的工作四、設(shè)計(jì)原理示意圖此電路包括以下四個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)，鍵盤，報(bào)時(shí)電路及顯示電路。設(shè)計(jì)原理示意圖ATC89C51單片機(jī)控制器位驅(qū)動(dòng)6位LED顯示器加 減 調(diào)1 1 整鍵 鍵 鍵五

6、、仿真電路連接圖設(shè)計(jì)的電路主要由四模塊構(gòu)成：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制電路，顯示電路、報(bào)時(shí)電路以及調(diào)時(shí)電路。該電路的單片機(jī)復(fù)位采用上電復(fù)位，即給電路一通電，電路就從程序最初設(shè)置的狀態(tài)開始工作。為了方便檢測(cè)報(bào)時(shí)，我們把時(shí)鐘的初始值設(shè)為00點(diǎn)59分48秒，當(dāng)電路一通電，數(shù)碼管就顯示此值，三秒后蜂鳴器開始發(fā)音報(bào)時(shí)，并按59 分51 秒、53 秒、55 秒、57 秒發(fā)出低音，59秒整發(fā)出高音的規(guī)律發(fā)音。6、 各芯片器件管腳圖（1）4位共陽(yáng)數(shù)碼管引腳圖【附】LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類，了解LED的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。共

7、陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。（2）2位共陽(yáng)數(shù)碼管引腳圖 （3）74LS04管腳圖（4）74LS245管腳（5） 主程序流程圖（6） AT89C52單片機(jī)AT89c52單片機(jī)采用40條引腳雙列直插式器件，引腳除5V（ 40腳）和電源地（ 20腳）外，其功能分為時(shí)鐘電路、控制信號(hào)、輸入/輸出三大部分，邏輯框圖及引腳圖分別如圖2.4（a）（b）所示 (a) (b) 區(qū)別： AT89C52單片機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)中除了程序存儲(chǔ)器由FLASH取代了87C51單片機(jī)的EPROM外，其余部分完全相同7、 總程序#include<reg51.h>sbit BU

8、Z =P33;sbit HOURADD=P30;/小時(shí)加1sbit MITADD=P31;/分鐘加1sbit change=P32;/進(jìn)制轉(zhuǎn)換unsigned int tmcnt;/定時(shí)器計(jì)數(shù)unsigned int h=0,m=59,s=50;/h為小時(shí)，m為分鐘，s為秒鐘unsigned char code seg7=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/共陽(yáng)數(shù)碼管0-9碼值unsigned char code disp=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf;/位掃描unsigned char data

9、disdata6;void Delayms(int ms) /延時(shí)函數(shù) while(ms) unsigned char i;for (i=0; i<120; i+); ms-; void display()/掃描顯示 unsigned char i; disdata0=h/10;/數(shù)據(jù)處理，小時(shí)高位 disdata1=h%10;/小時(shí)低位 disdata2=m/10;/分鐘高位 disdata3=m%10;/分鐘低位 disdata4=s/10;/秒鐘高位 disdata5=s%10;/秒鐘低位 for(i=0;i<6;i+)/循環(huán)顯示 P1=0xff; P1=seg7disdat

10、ai;P2=dispi;Delayms(2);/顯示延時(shí) void time0(void)interrupt 1 using 0 /時(shí)間計(jì)數(shù)函數(shù) TH0=0xfc;/計(jì)數(shù)器高八位賦初值 TL0=0x18;/計(jì)數(shù)器低八位賦初值 if(+tmcnt=1000)/計(jì)數(shù)1000次1秒 tmcnt=0; s+; if(s=60) s=0; m+; if(m=60) m=0; h+; if(change=0&&h=12)/按下進(jìn)制轉(zhuǎn)換鍵為12進(jìn)制 h=0; if(change=1&&h=24)/未按下進(jìn)制轉(zhuǎn)換鍵為24進(jìn)制 h=0; void voice()/發(fā)聲函數(shù) if(

11、m=59)&&(s=51)/判斷時(shí)間符合低音條件 BUZ =BUZ; Delayms(80); if(m=59)&&(s=53)/判斷時(shí)間符合低音條件 BUZ =BUZ; Delayms(80); if(m=59)&&(s=55)/判斷時(shí)間符合低音條件 BUZ =BUZ; Delayms(80); if(m=59)&&(s=57)/判斷時(shí)間符合低音條件 BUZ =BUZ; Delayms(80); if(m=59)&&(s=59)/判斷時(shí)間符合高音條件 BUZ =BUZ; Delayms(55); void key

12、scan()/鍵盤掃描 if(change=0)/判斷是否按下進(jìn)制轉(zhuǎn)換鍵， Delayms(10); if(change=0&&h>=12)/若h>12，則執(zhí)行h-12，轉(zhuǎn)換成12進(jìn)制 h=h-12; if(HOURADD=0)/判斷是否按下小時(shí)加1鍵 Delayms(10); if(HOURADD=0) while(HOURADD=0); h+; if(h=24) h=0; if(MITADD=0)/判斷是否按下分鐘加1鍵 Delayms(10); if(MITADD=0) while(MITADD=0); m+; if(m=60) m=0; main() uns

13、igned int time(); TMOD=0x01;/軟件啟動(dòng)計(jì)數(shù)器、工作方式為方式1 EA=1;ET0=1;/允許定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷 TR0=1;/啟動(dòng)計(jì)數(shù) while(1) keyscan();/掃描鍵盤 display();/顯示 voice();/發(fā)聲 八、仿真蜂鳴器發(fā)音的調(diào)試打算用喇叭發(fā)音，因?yàn)轵?qū)動(dòng)帶不起問(wèn)題，就換成了蜂鳴器。在用蜂鳴器進(jìn)行仿真調(diào)試時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)蜂鳴器不發(fā)音。把蜂鳴器的高位端電壓改為5v，發(fā)音頻率改為14，蜂鳴器始終不發(fā)音。我們通過(guò)網(wǎng)上查閱資料，最后把蜂鳴器自身的頻率調(diào)大，更換為6568三極管，蜂鳴器終于響了。 在交換著兩個(gè)元件時(shí)對(duì)其驅(qū)動(dòng)電壓、自身頻率、發(fā)音頻率均需作出

14、改變。9、 硬件調(diào)試我們給硬件通電，數(shù)碼管顯示全8，蜂鳴器一直發(fā)音，及蜂鳴器和數(shù)碼管的每一位每一段都一直導(dǎo)通，而且數(shù)碼管的顯示很微弱。仔細(xì)檢查我們的硬件電路，首先檢查出來(lái)的錯(cuò)誤是驅(qū)動(dòng)芯片74LS245的接地端未接地，將其接地以后再通電，數(shù)碼管仍然顯示全8，蜂鳴器仍然一直發(fā)音，但數(shù)碼管的顯示要亮一些了。數(shù)碼管和蜂鳴器一直導(dǎo)通的原因，我們懷疑是震蕩電路沒(méi)起作用或者單片機(jī)是壞的。我們先檢測(cè)震蕩電路的情況，用示波器測(cè)出來(lái)的信號(hào)雜亂無(wú)章，于是我們又檢測(cè)震蕩電路的連接情況，發(fā)現(xiàn)震蕩電路未接地。將其接地后再測(cè)試，數(shù)碼管仍然顯示全8，蜂鳴器仍然一直發(fā)音，但有高低電平的震蕩信號(hào)。找同學(xué)幫我們檢查，他指出我們段選用的P0端口沒(méi)有接上拉電阻，單片機(jī)只有P1和P2端口自帶上拉電阻，P0口必須外接上拉電阻。我們把數(shù)碼管的段選改為P1口，測(cè)試出仍然是