數(shù)字電子鐘課程設(shè)計(jì)匯本

1、 單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)數(shù)字電子鐘系 、 部： 電氣與信息工程學(xué)院 學(xué)生： 段仁亮 指導(dǎo)教師： 王韌 職稱 副教授 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí)： 電氣1001班 完成時(shí)間： 2012年10月10日 單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目：數(shù)字電子鐘、數(shù)字頻率計(jì)、數(shù)字電壓表、交通燈、搶答器、密碼鎖、波形發(fā)生器、數(shù)字溫度計(jì)、計(jì)算器、數(shù)字式秒表。二、適用班級(jí)：電氣10013三、指導(dǎo)教師：王韌四、設(shè)計(jì)目的與任務(wù)：學(xué)生通過(guò)理論設(shè)計(jì)和實(shí)物制作解決相應(yīng)的實(shí)際問(wèn)題，鞏固和運(yùn)用在單片機(jī)技術(shù)中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，為以后從事電子電路設(shè)計(jì)、研發(fā)

2、電子產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。五、設(shè)計(jì)容與要求 設(shè)計(jì)容1、數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的電子鐘。該電子鐘上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”， 進(jìn)入時(shí)鐘準(zhǔn)備狀態(tài)；第一次按電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整鍵，電子鐘從0時(shí)0分0秒開(kāi)始運(yùn)行，進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)；再次按電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整鍵，則電子鐘進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整狀態(tài)，此時(shí)可利用各調(diào)整鍵調(diào)整時(shí)間，調(diào)整結(jié)束后可按啟動(dòng)/調(diào)整鍵再次進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)。2、數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠測(cè)量周期性矩形波信號(hào)的頻率、周期、脈寬、占空比的頻率計(jì)。該頻率計(jì)上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”， 進(jìn)入測(cè)量準(zhǔn)備狀態(tài)。按頻率測(cè)量鍵則測(cè)量頻率；按周期測(cè)量鍵則測(cè)量周期；按脈寬測(cè)量鍵則測(cè)量脈寬；按

3、占空比測(cè)量鍵則測(cè)量占空比。3、數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)一個(gè)能夠測(cè)量直流電壓的數(shù)字電壓表。測(cè)量電壓圍05V，測(cè)量精度小數(shù)點(diǎn)后兩位。該電壓表上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”， 進(jìn)入測(cè)量準(zhǔn)備狀態(tài)，按測(cè)量開(kāi)始鍵則開(kāi)始測(cè)量，并將測(cè)量值顯示在顯示器上，按測(cè)量結(jié)束鍵則自動(dòng)返回“P.”狀態(tài)。4、交通燈設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的十字路口交通燈。該交通燈上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”， 進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。按開(kāi)始鍵則開(kāi)始工作，按結(jié)束鍵則返回“P.”狀態(tài)。要求甲車道和乙車道兩條交叉道路上的車輛交替運(yùn)行，甲車道為主車道，每次通車時(shí)間為60秒，乙車道為次車道，每次通車時(shí)間為30秒，要求黃燈亮3秒，并且1秒閃爍

4、一次。有應(yīng)急車輛出現(xiàn)時(shí)，紅燈全亮，應(yīng)急車輛通車時(shí)間10秒，同時(shí)禁止其他車輛通過(guò)。5、搶答器設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的搶答器。該搶答器上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”， 進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。主持人按下開(kāi)始按鈕后，搶答開(kāi)始并限定時(shí)間30S；10S無(wú)人搶答，蜂鳴器發(fā)出音響；主持人按下開(kāi)始按鈕之前有人按下?lián)尨鹌?，搶答違規(guī)，顯示器顯示違規(guī)臺(tái)號(hào)，違規(guī)指示燈亮，其它按鈕不起作用；正常搶答，顯示器顯示臺(tái)號(hào)，蜂鳴器發(fā)出音響，其它搶答按鈕無(wú)效；正常搶答下，從按下?lián)尨鸢粹o開(kāi)始30S，答完按鈕沒(méi)按下，則作超時(shí)處理，超時(shí)處理時(shí)，違規(guī)指示燈亮，顯示器顯示違規(guī)臺(tái)號(hào)。蜂鳴器發(fā)出音響；各臺(tái)數(shù)字顯示的消除，蜂鳴器音響及違規(guī)

5、指示燈的關(guān)斷，都要通過(guò)主持人按復(fù)位按鈕。6、密碼鎖設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的密碼鎖。該密碼鎖上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”， 進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。該密碼鎖具有系統(tǒng)原始密碼888888，用戶可以設(shè)定并存儲(chǔ)用戶密碼，密碼輸入時(shí)應(yīng)處于顯示狀態(tài)，密碼輸入正確時(shí)應(yīng)顯示密碼輸入正確提示信息，否則，顯示密碼輸入錯(cuò)誤提示信息。7、波形發(fā)生器設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的波形發(fā)生器。該波形發(fā)生器上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”， 進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。該波形發(fā)生器可以分別產(chǎn)生幅值05V、頻率100Hz100KHz圍的三角波、鋸齒波、方波、梯形波和正弦波。8、數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的數(shù)字溫度計(jì)。該

6、數(shù)字溫度計(jì)上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”，進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。測(cè)量溫度圍099，測(cè)量精度小數(shù)點(diǎn)后兩位，可以通過(guò)開(kāi)始和結(jié)束鍵控制數(shù)字溫度計(jì)的工作狀態(tài)。9、計(jì)算器設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的計(jì)算器。該計(jì)算器上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”，進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。能實(shí)現(xiàn)（1）基本的加、減、乘、除、平方、開(kāi)方；（2）三角函數(shù)運(yùn)算；（3）十進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算；（4）其他功能。10、數(shù)字式秒表設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的數(shù)字式秒表。該數(shù)字式秒表上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”，進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。該數(shù)字式秒表應(yīng)具有開(kāi)始、暫停、連續(xù)、清零和停止功能。設(shè)計(jì)要求1、以上課題可以任選其一或多

7、選，學(xué)生也可以自擬課題；2、編程語(yǔ)言：匯編或C51；3、計(jì)算機(jī)打印單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；4、設(shè)計(jì)時(shí)間：兩周；5、實(shí)物制作；6、人員分組：一人一組一實(shí)物。六、單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)正文主要容參照“單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)正文主要容”文件。七、單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)書(shū)寫(xiě)規(guī)格式 參照“單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)書(shū)寫(xiě)規(guī)格式”文件。八、參考資料1、馬忠梅，單片機(jī)的C語(yǔ)言Windows環(huán)境編程寶典M, ：航空航天大學(xué)，2003.6； 2、光飛,單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)指導(dǎo)M,:航空航天大學(xué)，2003.01 ；3、光飛,單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)M,:航空航天大學(xué)，2004.9。電氣自動(dòng)化教研室 2012年9

8、月10日摘 要在當(dāng)今時(shí)代我們可以隨意看到電子鐘，電子鐘是一種利用數(shù)字電路來(lái)顯示秒、分、時(shí)的計(jì)時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確、顯示直觀、無(wú)機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到數(shù)字電子鐘，所以其極具有推廣價(jià)值。學(xué)習(xí)了單片機(jī)技術(shù)以后，利用擴(kuò)展單片機(jī)并行I/O口技術(shù)，連接LED數(shù)碼管顯示，接按鈕控制，利用單片機(jī)芯片編程實(shí)現(xiàn)電子鐘和秒表功能。關(guān)鍵詞 數(shù)字電子鐘；單片機(jī)；硬件電路；軟件設(shè)計(jì)ABSTRACTNowadays we are free to see electric clock，electric clock a timer whi

9、ch is a use of digital circuit to display seconds,minutes,hours.pared with the traditional mechanical clock,It has traveltime accurate, show intuitional, no mechanical transmission device etc, thus it is widely used.As people of living environment constantly improving and beautification, We can see

10、digital electric clock on many occasions so that it has the great worthy of publicity.After Learning the single microcontroller technology , taking advantage of technology of extending parallel I/O mouth , connecting LED digital to display, picking button control tube, using single chip puter chip p

11、rogramming realize function of electric clock and stopwatch .Key words Digital electric clock；Single Micr0Controller；Hardware circuit；Software design目 錄1 設(shè)計(jì)方案及工作原理1 1.1 設(shè)計(jì)課題任務(wù)11.2 功能要求說(shuō)明1 1.3 總體方案介紹1 1.4 工作原理介紹32 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)42.1 硬件功能模塊介紹32.2 原理圖、PCB圖、元器件布局圖52.3 元器件部分清單53軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)63.1 單片機(jī)資源使用說(shuō)明63.2 軟件系統(tǒng)各模塊功

12、能介紹63.3軟件系統(tǒng)程序流程框圖73.4 軟件系統(tǒng)的程序114 設(shè)計(jì)總結(jié)214.1 使用說(shuō)明214.2 設(shè)計(jì)結(jié)論214.3 仿真結(jié)果224.4 誤差分析224.5 教學(xué)建議23結(jié)束語(yǔ)24致25參考文獻(xiàn)26附錄一：元件清單27附錄二：電路原理圖29附錄三：PCB頂層圖30附錄四：PCB底層圖311 設(shè)計(jì)方案及工作原理1.1 設(shè)計(jì)課題任務(wù)數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的電子鐘。該電子鐘上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”， 進(jìn)入時(shí)鐘準(zhǔn)備狀態(tài)；第一次按電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整鍵，電子鐘從0時(shí)0分0秒開(kāi)始運(yùn)行，進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)；再次按電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整鍵，則電子鐘進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整狀態(tài)，此時(shí)可利用各調(diào)整鍵調(diào)

13、整時(shí)間，調(diào)整結(jié)束后可按啟動(dòng)/調(diào)整鍵再次進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)。1.2 功能要求說(shuō)明本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)電子鐘上電顯示P.進(jìn)入等待狀態(tài)，按下K0鍵選擇電子鐘功能，電子鐘開(kāi)始計(jì)時(shí)。作為電子鐘使用時(shí)，首先該電子鐘在功能上具有一般電子鐘的固有功能，即能比較準(zhǔn)確顯示時(shí)間，當(dāng)顯示至59秒時(shí)分顯示自動(dòng)加一;當(dāng)分、秒顯示至59分59秒時(shí)，小時(shí)顯示自動(dòng)加一；當(dāng)顯示至23小時(shí)59分59秒時(shí)，電子鐘自動(dòng)變?yōu)?時(shí)0分0秒顯示；還具有調(diào)整功能，可以調(diào)節(jié)時(shí)、分、秒。作為電子鐘使用時(shí)，其最長(zhǎng)定時(shí)是24h，最小定時(shí)是0.01s，具有暫停、連續(xù)，清零、停止功能。1.3 總體方案介紹電子鐘的總體功能原理是以AT89S52單片機(jī)為主要的控制核心，

14、通過(guò)外接8個(gè)獨(dú)立式鍵盤(pán)作為控制信號(hào)源，兩個(gè)四位一體數(shù)碼管作為顯示器件，單片機(jī)實(shí)時(shí)的去執(zhí)行相應(yīng)的功能。在數(shù)碼管上顯示出來(lái)，此時(shí)通過(guò)不同的按鍵來(lái)觀察和調(diào)節(jié)各種數(shù)據(jù)硬件設(shè)計(jì)方案本電子鐘主要由單片機(jī)、4*1獨(dú)立鍵盤(pán)、顯示接口電路和復(fù)位電路構(gòu)成，設(shè)計(jì)課題的總體方案如圖1所示圖1 硬件設(shè)計(jì)方案 軟件總設(shè)計(jì)框圖（如圖2所示）圖2 軟件總設(shè)計(jì)框圖1.4 工作原理介紹在本次設(shè)計(jì)里完成了電子鐘功能。電子鐘主要是利用單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作和中斷服務(wù)的作用完成計(jì)時(shí)功能的，首先用定時(shí)計(jì)數(shù)器采用工作方式1，定時(shí)50ms，然后在累加20次實(shí)現(xiàn)1秒，單片機(jī)的定時(shí)時(shí)間一到，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)中斷使程序轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序執(zhí)行，中斷服務(wù)

15、程序執(zhí)行完就會(huì)返回原程序，等待下一次定時(shí)時(shí)間的到來(lái)再次產(chǎn)生中斷。在此基礎(chǔ)上，單片機(jī)按照已設(shè)定的程序執(zhí)行下去，使單片機(jī)能計(jì)算時(shí)間量完成計(jì)時(shí)功能。在單片機(jī)并行I/O口擴(kuò)展鍵盤(pán)和數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的調(diào)整和顯示。2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1 硬件功能模塊介紹2.1.1 時(shí)鐘功能模塊時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生MCS-51單片機(jī)工作時(shí)所需要的時(shí)鐘控制信號(hào)，MCS-51單片機(jī)的部電路在時(shí)鐘信號(hào)控制下，嚴(yán)格地按照時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作，而時(shí)序所研究的是指令執(zhí)行中各個(gè)信號(hào)在時(shí)間上的關(guān)系。單片機(jī)各個(gè)功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工作。因?yàn)?，時(shí)序頻率直接影響單片機(jī)的速度。時(shí)鐘電路通過(guò)在芯片的外部XTA

16、L1和XTAL2兩個(gè)引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩電路。時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，晶振頻率為12MHz。2.1.2 鍵盤(pán)功能模塊為了方便時(shí)鐘調(diào)整與秒表的控制，在單片P1口口線上接了獨(dú)立鍵盤(pán)，采用低電平有效地方法。在本次電子鐘設(shè)計(jì)中，調(diào)整是與鍵盤(pán)脫不了關(guān)系的，因?yàn)殒I盤(pán)是機(jī)械按鈕，所以在觸點(diǎn)閉合及釋放的瞬間將出現(xiàn)電壓抖動(dòng)，所以在鍵掃描時(shí)應(yīng)該要消除抖動(dòng)，而且對(duì)于一鍵多功能的按鈕必須要判釋放，以免某個(gè)程序段多次執(zhí)行。2.1.3 數(shù)碼管顯示模塊數(shù)碼管顯示器是單片機(jī)重要的輸出設(shè)備，它不僅具有發(fā)光響應(yīng)快，高頻特性好，而且機(jī)械性能好，工作電壓低，隨著工藝發(fā)展，可

17、以發(fā)出不同顏色的光。在本次設(shè)計(jì)中，采用共陽(yáng)極數(shù)碼管，利用三極管驅(qū)動(dòng)器段控口以便LED發(fā)出較亮的光。在本次設(shè)計(jì)中采用了兩個(gè)四位一體數(shù)碼管，數(shù)碼管的段控接在AT89S52單片機(jī)的P0口線上，從a到dp與P0.0到P0.7對(duì)應(yīng)連接，位控制線接在AT89S52單片機(jī)的P2口線上，從LED0到LED7與P2.0到P2.7對(duì)應(yīng)連接2.1.4 復(fù)位電路模塊復(fù)位是單片機(jī)的初始操作，除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需安裝復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。復(fù)位電路通過(guò)極性電容和1個(gè)電阻串聯(lián)，電容接VCC，電阻接地完成了上電

18、復(fù)位，在電容兩端并聯(lián)一個(gè)電阻就可以實(shí)現(xiàn)按鍵電平復(fù)位。2.2 原理圖、PCB圖、元器件布局圖2.2.1 電路原理圖如圖3（附錄2所示）2.2.2 PCB圖如圖4（附錄3所示）2.2.3 元器件布局圖如圖5（附錄4所示）2.3 元器件部分清單（如表1所示） 表1 元器件清單序號(hào)名稱數(shù)量（/個(gè)）1AT89S52加底座1212MHz晶振1333pF電容2422F極性電容15LED二極管96小按鍵97單排插18蜂鳴器19470電阻24104位一體共陽(yáng)數(shù)碼管加底座21110K排阻2121K電阻313PNP9012三極管914200電阻115下載口1166腳開(kāi)關(guān)13 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)資源使用說(shuō)明

19、設(shè)計(jì)課題使用單片機(jī)資源的情況如下：P0口輸出數(shù)碼管段選信號(hào)，P3口輸出數(shù)碼管位選信號(hào)；晶振12M；調(diào)整選擇鍵SET_KEY：P1.0；通過(guò)選擇鍵選擇調(diào)整位，選中位閃爍；增加鍵ADD_KEY：P1.1；按一次使選中位加1；減少鍵DEC_KEY：P1.2；按一次使選中位減1;P2.1為蜂鳴器發(fā)聲報(bào)時(shí)；50H-5FH；16個(gè)寄存器單元作為顯示單元； 50H 用于控制秒基準(zhǔn)時(shí)鐘源的產(chǎn)生；51H 清零秒寄存器；52H 清零分寄存器；53H 清零時(shí)寄存器；5FH 用于秒個(gè)位；5EH 用于秒十位；5DH 用于分個(gè)位；5CH 用于分十位；5BH 用于時(shí)個(gè)位；5AH 用于時(shí)十位；54H 用于控制調(diào)時(shí)閃爍；堆棧棧

20、底：70H。3.2 軟件系統(tǒng)各模塊功能介紹（1）主程序模塊：程序的初始化及復(fù)位后顯示P.，此時(shí)進(jìn)入功能選擇狀態(tài)，按下K0選擇電子鐘并同時(shí)啟動(dòng)電子鐘。 （2）電子鐘程序模塊：當(dāng)電子鐘選擇鍵按下時(shí)，先給緩沖區(qū)清零，在通過(guò)查表給緩沖區(qū)一次送00-00-00并實(shí)現(xiàn)讓00-00-00從左向右顯示，一旦顯示完則開(kāi)啟定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，如果沒(méi)有鍵按下則不斷計(jì)時(shí)一直從00-00-00到23-59-59,然后重新從00-00-00開(kāi)始。這里采用定時(shí)器中斷完成計(jì)時(shí)功能。如果有鍵按下則啟動(dòng)2s定時(shí)，累計(jì)2sK0按下的次數(shù)，按下1次則進(jìn)入調(diào)秒狀態(tài)，按下2次則進(jìn)入調(diào)分狀態(tài)，按下3次則進(jìn)入調(diào)時(shí)，按下多次則無(wú)效，進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)時(shí)

21、，調(diào)整的改兩位閃動(dòng)顯示并且蜂鳴器鳴叫以示提醒，次數(shù)按下K0鍵作為確認(rèn)，按下K1就加1，按下K2就減1。（3）主要子程序模塊：為了方便軟件程序編寫(xiě)，編寫(xiě)了許多子程序，有鍵掃描程序，用來(lái)判是否有鍵按下；有顯示子程序，用于數(shù)碼管的顯示；有加1、減1子程序，用于對(duì)電子鐘時(shí)分秒的調(diào)整；還有延時(shí)程序，用于數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示、鍵掃描消抖動(dòng)、延時(shí)。3.3 軟件系統(tǒng)程序流程框圖系統(tǒng)軟件采用匯編語(yǔ)言按模塊化方式進(jìn)行設(shè)計(jì),然后通過(guò)Keil軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)將程序轉(zhuǎn)變成十六進(jìn)制程序語(yǔ)言，接著使用Proteous 進(jìn)行仿真，讀出顯示數(shù)據(jù)。主程序流程框圖如圖6所示；加1子程序如圖7所示；中斷服務(wù)程序程序如圖8所示；鍵盤(pán)掃描子程序框

22、圖如圖9所示；顯示子程序框圖如圖10所示；圖6 主程序流程框圖圖7 加1子程序流程框圖圖8 中斷子程序圖9 鍵盤(pán)掃描子程序圖10 顯示子程序3.4 軟件系統(tǒng)的程序本電子鐘實(shí)現(xiàn)24小時(shí)制，8位數(shù)碼管顯示時(shí)分秒，可整點(diǎn)報(bào)時(shí);顯示格式:00-00-00（設(shè)置小時(shí)十位為0時(shí)，不顯示）;通過(guò)3只按鍵來(lái)調(diào)整時(shí)間;調(diào)整選擇鍵SET_KEY：P1.0；通過(guò)選擇鍵選擇調(diào)整位，選中位閃爍; 增加鍵ADD_KEY：P1.1；按一次使選中位加1; 減少鍵DEC_KEY：P1.2；按一次使選中位減1;如果長(zhǎng)按ADD_KEY或DEC_KEY，可進(jìn)行調(diào)時(shí)、調(diào)分快進(jìn)快減，并停止閃爍;如果選中位是秒，則按增加鍵或減少鍵可實(shí)現(xiàn)，

23、但無(wú)調(diào)時(shí)快進(jìn)和快減功能;P0口輸出數(shù)碼管段選信號(hào)，P3口輸出數(shù)碼管位選信號(hào)；晶振11.0592M;P2.1為蜂鳴器發(fā)聲報(bào)時(shí);程序入口ORG 0000H ;程序入口地址 LJMP START ORG 000BH ;定時(shí)器0中斷入口地址 LJMP TIMET0ORG 1000H;顯P.程序;功能:可以在8個(gè)數(shù)碼閃爍移位進(jìn)行屏保START: MOV R6, #2 ;閃爍次數(shù)MOV A, #01H ;位選TT:MOV P3, AMOV P0, #0CH ;段碼"P."LCALL DELAYMOV P3, #00HDJNZ R6, TTLCALL DELAYLCALL DELAY1R

24、R A P1.0, TT ;鍵是否按下，沒(méi)按下則轉(zhuǎn)移LCALL DELAY ;延時(shí)去抖JNB P1.0, KAI ;再次判斷鍵是否按下KAI:SETB P1.0CLR A ;狀態(tài)恢復(fù)MOV P0, #0FFHLCALL DELAY1SETB 48H ;用于調(diào)時(shí)閃爍標(biāo)志SETB 47H ;用于產(chǎn)生脈沖用于調(diào)時(shí)快進(jìn)的脈沖MOV R1, #0 ;鍵功能標(biāo)志：0計(jì)時(shí)、1調(diào)時(shí)、2調(diào)分、3調(diào)秒;清16位寄存器及初始化;50H 用于控制秒基準(zhǔn)時(shí)鐘源的產(chǎn)生;51H 清零秒寄存器;52H 清零分寄存器;53H 清零時(shí)寄存器;5FH 用于秒個(gè)位；5EH 用于秒十位;5DH 用于分個(gè)位；5CH 用于分十位;5BH

25、用于時(shí)個(gè)位；5AH 用于時(shí)十位;54H 用于控制調(diào)時(shí)閃爍MOV R0, #50H ;初始化MOV R6, #10HCLEARJCQ:MOV R0, #00H ;清寄存器INC R0DJNZ R6, CLEARJCQMOV IP, #02HSETB EASETB ET0MOV TMOD, #01H ;設(shè)定定時(shí)器0工作方式1MOV TH0, #3CHMOV TL0, #0B0H ;賦定時(shí)初值，定時(shí)50msSETB TR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器0MOV SP, #70H ;堆棧;主程序 MAIN:LCALL DISPLAYLCALL KEY_SCANJZ MAINLCALL SET_KEY 46H, MAI

26、N ;如果已進(jìn)行調(diào)時(shí)快進(jìn)，則不再執(zhí)行下面的調(diào)整LCALL ADD_KEY ;調(diào)用增加鍵處理子程序，加一LCALL DEC_KEY ;調(diào)用減少鍵處理子程序，減一LJMP MAIN ;重新循環(huán); 顯示處理程序DISPLAY:MOV A, 51HANL A, #0FHMOV 5FH, A ;轉(zhuǎn)換出秒個(gè)位，存入5FHMOV A, 51HANL A, #0F0HSWAP AMOV 5EH, A ;轉(zhuǎn)換出秒十位，存入5EH 46H, MIN ;如果調(diào)時(shí)快進(jìn)，則跳過(guò)閃爍處理程序CJNE R1, #3,MIN ;如果R1為3，閃爍秒位待調(diào)整 48H, MINMOV 5FH, #0AH ;使該位為10，查表得到

27、使該位不顯示MOV 5EH, #0AHMIN:MOV A, 52HANL A, #0FHMOV 5DH, A ;轉(zhuǎn)換出分個(gè)位，存入5DHMOV A, 52HANL A, #0F0HSWAP AMOV 5CH, A ;轉(zhuǎn)換出分十位，存入5CH 46H, HOURCJNE R1, #2,HOUR ;如果R1為2，閃爍分位待調(diào)整 48H, HOURMOV 5DH, #0AHMOV 5CH, #0AHHOUR:MOV A, 53HANL A, #0FHMOV 5BH, A ;轉(zhuǎn)換出時(shí)個(gè)位，存入5BHMOV A, 53HANL A, #0F0HSWAP AMOV 5AH, A ;轉(zhuǎn)換出時(shí)十位，存入5AH

28、 46H, DISPCJNE R1, #1,DISP ;如果R1為1，閃爍時(shí)位待調(diào)整 48H, DISPMOV 5BH, #0AH ;使該位為10，查表得到使該位不顯示MOV 5AH, #0AH;數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示DISP:MOV DPTR, #TABLEMOV A, 5FHMOVC A, A+DPTRMOV P0, ASETB P3.7LCALL DELAYCLR P3.7 ;顯示秒個(gè)位MOV A,5EHMOVC A, A+DPTRMOV P0, ASETB P3.6LCALL DELAYCLR P3.6 ;顯示秒十位MOV A, #0BFHMOV P0, ASETB P3.5LCALL D

29、ELAYCLR P3.5 ;顯示“-”MOV A, 5DHMOVC A, A+DPTRMOV P0, ASETB P3.4LCALL DELAYCLR P3.4 ;顯示分個(gè)位MOV A,5CHMOVC A, A+DPTRMOV P0, ASETB P3.3LCALL DELAYCLR P3.3 ;顯示分十位MOV A, #0BFHMOV P0, ASETB P3.2LCALL DELAYCLR P3.2 ;顯示“-”MOV A,5BHMOVC A, A+DPTRMOV P0, ASETB P3.1LCALL DELAYCLR P3.1 ;顯示時(shí)個(gè)位MOV DPTR, #TABLE1 ;該位使用

30、TABLE1以消除時(shí)的十位置0MOV A, 5AHMOVC A, A+DPTRMOV P0, ASETB P3.0LCALL DELAYCLR P3.0 ;顯示時(shí)十位RET;定時(shí)器中斷1s程序TIMET0:PUSH ACC ;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSH PSWMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HCPL 47H ;產(chǎn)生脈沖用于調(diào)時(shí)快進(jìn)INC 54HMOV A,54HCJNE A, #10,ADD_TIME;產(chǎn)生0.5秒，用于調(diào)時(shí)閃爍CPL 48H ;取反調(diào)時(shí)閃爍標(biāo)志位MOV 54H,#00HADD_TIME:INC 50HMOV A,50HCJNE A, #10,ZDBACD;整點(diǎn)報(bào)時(shí)時(shí)蜂鳴

31、器響延遲時(shí)間SETB P2.1 ;關(guān)蜂鳴器ZDBACD:CJNE A, #20,RETI1 ;產(chǎn)生1秒時(shí)鐘MOV 50H, #00H ;一秒鐘時(shí)間到，清零50HMOV A,51HADD A,#01HDA A ;十進(jìn)制調(diào)整MOV 51H,ACJNE A,#60H,RETI1MOV 51H,#00H ;一分鐘到MOV A,52HADD A,#01HDA AMOV 52H,ACJNE A,#60H,RETI1CLR P2.1MOV 52H,#00H ;一小時(shí)到，開(kāi)蜂鳴器，清分顯示MOV A,53HADD A,#01HDA AMOV 53H,ACJNE A,#24H,RETI1MOV 53H,#00H

32、 ;到24點(diǎn),清零小時(shí)RETI1:POP PSWPOP ACC ;恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)RETI ;中斷返回;鍵盤(pán)掃描程序;R4設(shè)置為00H是為了在進(jìn)入長(zhǎng)按處理前加長(zhǎng)延時(shí),以區(qū)分長(zhǎng)按與短按鍵KEY_SCAN:CLR 46H ;關(guān)閉調(diào)時(shí)快進(jìn)標(biāo)志MOV P1,#0FFH ;將P1口設(shè)置成輸入狀態(tài)MOV A,P1CPL AANL A, #07H ;1口低3位連接3個(gè)按鍵，只判斷該3位JZ EXIT_KEYLCALL DELAY ;延時(shí)去抖動(dòng)MOV A, P1 ;重新判斷CPL AANL A,#07HJZ EXIT_KEYMOV R5,AMOV R4, #00H ;用于控制調(diào)時(shí)快進(jìn)速度LOOP: LCALL DIS

33、PLAY ;進(jìn)入長(zhǎng)按處理MOV A,P1CPL AANL A,#07H 47H,LOOP1INC R4 ;調(diào)時(shí)快進(jìn)間隔時(shí)間基準(zhǔn)加1LOOP1: CJNE R1, #03H,LOOP2 ;如果調(diào)秒時(shí)長(zhǎng)按，則不處理LJMP LOOP3LOOP2:CJNE R4,#99H,LOOP3MOV R4, #70H ;確認(rèn)長(zhǎng)按后，加快調(diào)時(shí)快進(jìn)速度SETB 46HLCALL ADD_KEYLCALL DEC_KEYLOOP3: JNZ LOOP ;等待鍵釋放MOV A, R5 ;輸出鍵值RETEXIT_KEY:RE;延時(shí)子程序 DELAY:MOV R7,#200 DJNZ R7,$ RETDELAY1:MOV

34、 R3,#50 MOV TMOD,#00H MOV TH1,#63H MOV TL1,#18H SETB TR1 LP1:C TF1,LP2 SJMP LP1 LP2:MOV TH1,#63HMOV TL1,#18H DJNZ R3,LP1RET ;選擇鍵處理子程序SET_KEY:CJNE R5,#01H,EXIT ;選擇鍵鍵值INC R1 ;調(diào)整選擇功能標(biāo)志加一CJNE R1,#4,EXITMOV R1,#0 MOV 54H,#00H ;調(diào)時(shí)閃爍清零 RE;加1子程序ADD_KEY:CJNE R5,#02H,EXIT ;加1鍵值CJNE R1,#01H,NEXT1 ;選擇鍵功能標(biāo)志為1調(diào)時(shí)，

35、否則跳出MOV A,53HADD A,#01HDA AMOV 53H,ACJNE A,#24H,EXITMOV 53H,#00H NEXT1:CJNE R1,#02H,NEXT2 ;選擇鍵功能標(biāo)志為2調(diào)分，否則跳出MOV A,52HADD A,#01HDA AMOV 52H,ACJNE A,#60H,EXITMOV 52H,#00HNEXT2: CJNE R1,#03H,EXIT ;選擇鍵功能標(biāo)志為3調(diào)秒，否則跳出MOV A,51HADD A,#01HDAAMOV 51H,ACJNE A,#60H,EXITMOV 51H,#00H ;如加1鍵按下直接清零秒RET;減1子程序DEC_KEY:CJ

36、NE R5,#04H,EXIT ;減1鍵鍵值 CJNE R1,#01H,NEXT3 ;選擇鍵功能標(biāo)志為1調(diào)時(shí)，否則跳出 MOV A,53H ADD A,#99H DA A MOV 53H,A CJNEA,#99H,EXIT MOV 53H,#23H NEXT3:CJNE R1,#02H,NEXT4 ;選擇鍵功能標(biāo)志為2調(diào)分，否則跳出MOV A,52HADD A,#99HDA AMOV 52H,ACJNE A,#99H,EXITMOV 52H,#59HNEXT4:CJNE R1,#03H,EXIT ;選擇鍵功能標(biāo)志為3調(diào)秒，否則跳出 MOV A,51HADD A,#99HDA AMOV 51H,

37、ACJNE A,#99H,EXITMOV 51H,#59H RET;返回子程序 EXIT:RET;數(shù)碼管字形編碼表 TABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH ;"0"，"1"，"2"，"3"，"4"，"5"，"6"，"7"，"8""，9"，"不顯示" TABLE1:DB 0FFH,0F9H,0A4H,0

38、B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH ;小時(shí)編碼;"不顯示"，"1"，"2"，"3"，"4"，"5"，"6"，"7"，"8"，"9"，"不顯示"END 4 設(shè)計(jì)總結(jié)4.1 使用說(shuō)明本設(shè)計(jì)主要單片機(jī)最小系統(tǒng)完成，AT89S52為整個(gè)設(shè)計(jì)的核心實(shí)現(xiàn)功能數(shù)字電子鐘，系統(tǒng)上電顯示P。電子鐘：按下K0選擇電子鐘，數(shù)碼管上00-00-00從左向右依次滾動(dòng)顯示直

39、到LED7-LED1完全顯示完00-00-00，開(kāi)始計(jì)時(shí)，若計(jì)時(shí)時(shí)按下K0時(shí)鐘暫停，按下其余鍵無(wú)效，暫停2s，若2sK0鍵按下0次（按下其余鍵無(wú)效），繼續(xù)開(kāi)始計(jì)時(shí)；若2sK0按下1次進(jìn)入秒調(diào)整狀態(tài)，若2sK0按下2次進(jìn)入分調(diào)整狀態(tài)；若2sK0按下3次進(jìn)入時(shí)調(diào)整狀態(tài)，按下次數(shù)多于3次則無(wú)效。進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)時(shí)，要調(diào)整的該位閃動(dòng)，蜂鳴器鳴響以示提醒，此時(shí)按下K1則加1,按下K2則減1，按下K0則確認(rèn)進(jìn)入計(jì)時(shí)狀態(tài)。4.2 設(shè)計(jì)結(jié)論在本次設(shè)計(jì)中，我覺(jué)得重點(diǎn)和難點(diǎn)在于如何對(duì)電子鐘的調(diào)整，對(duì)電子鐘的調(diào)整有多種方案，既要實(shí)現(xiàn)調(diào)整功能又要實(shí)現(xiàn)調(diào)整方便等，于是在設(shè)計(jì)了個(gè)加1鍵基礎(chǔ)上，又設(shè)計(jì)了一個(gè)減1鍵，這樣大大縮短

40、了對(duì)長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整的次數(shù)。在這次設(shè)計(jì)中，精妙之處是利用定時(shí)器中斷來(lái)對(duì)時(shí)鐘計(jì)時(shí)和采用的一鍵多功能，還有增加了個(gè)虛擬鍵。利用定時(shí)器中斷，一旦定時(shí)器中斷請(qǐng)求已產(chǎn)生立即跳往中斷服務(wù)程序，只要給定時(shí)器初值初始化恰當(dāng)，計(jì)時(shí)產(chǎn)生的誤差可以忽略。在電子鐘設(shè)計(jì)時(shí)K0鍵有多種功能，首先作為電子鐘的選擇鍵，有暫停，調(diào)秒、調(diào)分、調(diào)時(shí)選擇鍵，還有作為確認(rèn)鍵。當(dāng)在計(jì)時(shí)時(shí)按下K0，就啟動(dòng)2s定時(shí)，2s到了就會(huì)跳開(kāi)，相當(dāng)于個(gè)確認(rèn)鍵一樣。當(dāng)然在本次設(shè)計(jì)中也有不足之處，比如說(shuō)電子鐘調(diào)整時(shí)有一定的局限性，雖然實(shí)現(xiàn)了隨意選擇時(shí)、分、秒進(jìn)行調(diào)整，但是一旦進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)，就只能對(duì)該選擇的位進(jìn)行調(diào)整，不能切換到其他位。比如選擇調(diào)時(shí)就不能在調(diào)整狀

41、態(tài)切換到調(diào)分或調(diào)秒。4.3 仿真結(jié)果在Proteus ISIS的Debug菜單中選擇Execute，運(yùn)行程序，系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖11與圖12所示。實(shí)現(xiàn)功能：可調(diào)整運(yùn)行的電子鐘具有三種工作狀態(tài)：“P.”狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、調(diào)整狀態(tài)。 （1）、“P.”狀態(tài)，依靠上電或按復(fù)位鍵進(jìn)入，在此狀態(tài)下，按S2、S3鍵均無(wú)效，按S1鍵有效，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)； （2）、運(yùn)行狀態(tài)，在此狀態(tài)下，按S2、S3鍵均無(wú)效，只有按S1鍵有效，按下S1鍵后，退出運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)； （3）、調(diào)整狀態(tài)，按S1鍵進(jìn)入時(shí)、分、秒的閃爍，在此狀態(tài)下，按S2（+1鍵）、S3（-1鍵）鍵均有效；調(diào)整結(jié)束后必須按S1鍵，即可退出調(diào)整狀態(tài)，進(jìn)入運(yùn)

42、行狀態(tài)。在調(diào)整狀態(tài)時(shí)長(zhǎng)按S2、S3時(shí)可以連加及連減。時(shí)間顯示格式為：時(shí)-分-秒；圖11 “P.”運(yùn)行狀態(tài)仿真圖12 時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)仿真4.4 誤差分析該電子鐘在運(yùn)行中存在一定的誤差，誤差產(chǎn)生有三種可能，首先是采用的計(jì)時(shí)方案是軟件計(jì)時(shí)的，計(jì)時(shí)優(yōu)勢(shì)利用中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。而當(dāng)電子鐘運(yùn)行時(shí)間1秒時(shí)，又得去執(zhí)行中斷程序，這個(gè)過(guò)程是需要時(shí)間的，所以就產(chǎn)生了一定的誤差，當(dāng)然這個(gè)誤差是避免不了的，其次還有硬件系統(tǒng)也有一定的影響。第三，設(shè)計(jì)用到12MHz的晶振，計(jì)算是滿20次為一秒鐘，但實(shí)際會(huì)慢很多。4.5 教學(xué)建議經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期王韌老師教導(dǎo)的單片機(jī)學(xué)習(xí)，我掌握了很多單片機(jī)學(xué)習(xí)的寶貴經(jīng)驗(yàn)，尤其在編程的思路和PCB實(shí)物的制

43、作上面。編程思路是整個(gè)程序的靈魂，沒(méi)有編程思路，程序就不會(huì)編出來(lái)，就失去了編程的意義。在開(kāi)始編程之前，想好編程的思路，編程能力才會(huì)提高，編程的過(guò)程才會(huì)順暢，程序的質(zhì)量才會(huì)提高。王韌老師不僅教會(huì)我們書(shū)本上的知識(shí)，更通過(guò)把自己親身經(jīng)歷講給了我們，讓我們明白許多生活中的大道理。老師最有特色的一點(diǎn)就是對(duì)我們要求嚴(yán)格，我現(xiàn)在明白不僅名師出高徒，嚴(yán)師也可以出高徒。所以我給老師一點(diǎn)建議是不要放棄某些想學(xué)好知識(shí)的人，還有如果我們做的好，可以適當(dāng)給予我們一點(diǎn)語(yǔ)言上的鼓勵(lì)，這樣我們會(huì)更加有信心面對(duì)一切挑戰(zhàn)。結(jié)束語(yǔ)在本次課程設(shè)計(jì)中，我感覺(jué)我學(xué)到了好多，最主要是自己在設(shè)計(jì)中遇到多種困難，自己通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解

44、決問(wèn)題，鍛煉了自己的解決問(wèn)題的能力，更重要是一種面對(duì)困難的態(tài)度，面對(duì)老師提出的要求，我沒(méi)有退縮，而且做的很好。在軟件設(shè)計(jì)中，從一開(kāi)始只能顯示P.到可以計(jì)時(shí)，再到可以調(diào)整，每一個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)都給了自己莫大的鼓勵(lì)，感受到了成功的喜悅，一份耕耘一份收獲。但是通過(guò)相比較我也意識(shí)到自己的不足，考慮問(wèn)題還不夠完善。致 做了兩周的課程設(shè)計(jì)，有很多的心得體會(huì)，有關(guān)于單片機(jī)的，也有關(guān)于模電數(shù)電等基礎(chǔ)科目的。因?yàn)閱纹瑱C(jī)已經(jīng)很久沒(méi)復(fù)習(xí)，剛拿到題目，不知道從哪入手，后來(lái)通過(guò)對(duì)書(shū)本的回顧，加深了對(duì)單片機(jī)的記憶。有些知識(shí)會(huì)遷移和聯(lián)系模電數(shù)電。課堂教學(xué)考慮到大多數(shù)同學(xué)的需求，主要強(qiáng)調(diào)“基本”基本知識(shí)、基本理論、基本方法、基本技能。而這次設(shè)計(jì)正是為我們提供了一個(gè)深入學(xué)習(xí)、探索的機(jī)