單片機(jī)多功能時(shí)鐘的設(shè)計(jì)

1、 題目：學(xué)生姓名：劉寧學(xué)號(hào):070403228學(xué)院:機(jī)電工程學(xué)院班級(jí):A07電信2指導(dǎo)教師：李良兒浙江海洋學(xué)院教務(wù)處2009年12月17日附2：浙江海洋學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書20072008學(xué)年第2學(xué)期學(xué)院機(jī)電工班級(jí)A07電信2專業(yè)電子信息工學(xué)生姓名（學(xué)號(hào)）劉寧070403228課程名稱單片機(jī)多功能時(shí)鐘的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目單片機(jī)多功能時(shí)鐘的設(shè)計(jì)完成期限自2009年12月10日至2009年12月17日共1周設(shè)計(jì)依據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)了驗(yàn)室提供必要的設(shè)備,系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用課程的內(nèi)容，實(shí)可以進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要求及主要內(nèi)容基本要求：（1）、能實(shí)現(xiàn)正常的時(shí)鐘功能。分別由6個(gè)數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)的時(shí)、分、秒。時(shí)、分后面加小

2、數(shù)點(diǎn)區(qū)分。（2）、能實(shí)現(xiàn)秒表的功能。以0.01秒為計(jì)數(shù)單位，顯示范圍在到分秒。有秒表的開始、停止功能。（3）具有校時(shí)功能：能對(duì)時(shí)、分按實(shí)際時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)校正。發(fā)揮部分：（1）被校時(shí)段，有閃爍功能。（2）開機(jī)能顯示班級(jí)、學(xué)號(hào)等信息，并能滾屏顯示。（3）其他發(fā)揮功能。參考資料系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用高等教育出版社指導(dǎo)教師簽字日期單片機(jī)多功能時(shí)鐘的設(shè)計(jì)劉寧電信班學(xué)號(hào)：系統(tǒng)功能的確定基本要求：（1）、能實(shí)現(xiàn)正常的時(shí)鐘功能。分別由8個(gè)數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)的時(shí)、分、秒。時(shí)、分后面加-區(qū)分。（2）、能實(shí)現(xiàn)秒表的功能。以0.0秒1為計(jì)數(shù)單位，顯示范圍在0到99分99秒。有秒表的開始、停止功能。（3）具有校時(shí)功能：能對(duì)時(shí)

3、、分按實(shí)際時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)校正。（4）被校時(shí)段，有閃爍功能。（5）開機(jī)能顯示班級(jí)、學(xué)號(hào)等信息，并能滾屏顯示。（6）其他發(fā)揮功能。方案論證1方案一為了實(shí)現(xiàn)顯示器的數(shù)字顯示，可以采用靜態(tài)顯示法和動(dòng)態(tài)顯示法，由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件，接口復(fù)雜一些，考慮時(shí)鐘顯示只有六位，且系統(tǒng)沒有其它復(fù)雜的處理任務(wù)，所以決定采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)的顯示。2方案二硬件采用位數(shù)碼管，定義三個(gè)按鍵（、）為時(shí)鐘校時(shí)或秒表開始暫停鍵，為時(shí)鐘校分或秒表清零鍵，為顯示時(shí)鐘或秒表按鍵。時(shí)鐘正常走時(shí)不影響秒表計(jì)時(shí)。秒表不影響時(shí)鐘采用動(dòng)態(tài)顯示法，顯示程序采用查表法。在中開辟、為時(shí)鐘的顯示緩存區(qū)，、為秒表的顯示緩存區(qū)。優(yōu)點(diǎn):按鍵簡(jiǎn)單、程

4、序設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)潔等，缺點(diǎn)：校時(shí)時(shí)只能加一不能減一操作，使用不方便，并且在校時(shí)的時(shí)候數(shù)碼管不能閃爍。方案三硬件采用位數(shù)碼管，定義三個(gè)按鍵（、）為時(shí)鐘校時(shí)加一或秒表開始暫停鍵，為時(shí)鐘校時(shí)減一或秒表清零鍵，為顯示時(shí)鐘或秒表或校時(shí)開始按鍵。時(shí)鐘顯示格式為“、-、”、，-調(diào)、整、分鐘時(shí)，分為閃爍，調(diào)整時(shí)鐘時(shí)，時(shí)鐘為閃爍。秒表的顯示格式為“、-、”。-因、為、時(shí)鐘隨時(shí)改變的特殊性，在內(nèi)存中開辟、為時(shí)鐘的顯示緩存區(qū)，、為秒表的顯示緩存區(qū)，顯示程序采用查表法設(shè)計(jì)，這樣在數(shù)碼管上可以實(shí)時(shí)改變顯示數(shù)據(jù)?？紤]到秒表的準(zhǔn)確性，秒表程序使用單片機(jī)的中斷計(jì)時(shí)，定時(shí)，次為一秒并對(duì)顯示緩存區(qū)數(shù)據(jù)加以修改。秒表則是使用了單片機(jī)的

5、定時(shí)器，因?yàn)槊氡淼木葹槊?，所以定時(shí)器設(shè)置為中斷一次，中斷后對(duì)秒表的顯示緩存區(qū)數(shù)據(jù)加以修改。顯示程序設(shè)計(jì)思路如下：一個(gè)字節(jié)存放兩個(gè)數(shù)，位數(shù)碼管 對(duì)應(yīng)顯示緩沖區(qū)的一個(gè)字節(jié)。只需將顯示緩存區(qū)的首地址寫入既可顯示顯示緩存區(qū)后個(gè)字節(jié)里個(gè)數(shù)字字符。顯示緩沖區(qū)必須對(duì)與其他子函數(shù)共用的變量進(jìn)行堆棧。為了使設(shè)計(jì)的多功能電子鐘更人性化，本次系統(tǒng)方案選擇第三種方案系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)1主控制器的設(shè)計(jì)和接口電路的設(shè)計(jì)（電路圖及設(shè)計(jì)說明）秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的硬件電路如右圖，采用AT89C52單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計(jì)，采用共陽七段LED顯示器,P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，P3.0P3.7口作列掃描輸出，Pl.O、Pl.l、P1.2口接三個(gè)

6、按鈕開關(guān)用以調(diào)時(shí)及功能設(shè)置。由于所使用的P0端口內(nèi)部無上拉電阻，輸出的是虛高電位，所以利用74LS245使P0口能正常工作。在P3口連接了八個(gè)非門提高了單片機(jī)對(duì)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流（單片機(jī)各輸入端流入約為30mA，輸出約為10mA）。為了提供共陽LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電壓，用三極管90l2作電源驅(qū)動(dòng)輸出（圖中未畫出）。采用11.0625MHz晶振可有系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)思想：11D1總體功能：K1（P1.0）,K2（P1.1）,K3（P1.2）為校時(shí)進(jìn)入校時(shí)狀態(tài)，按K1（P1.0）為加一鍵，按應(yīng)選擇調(diào)分或調(diào)時(shí)。在秒表狀態(tài)下，K1為秒表開始暫獨(dú)立的T1定時(shí)器，所以時(shí)鐘、秒表、校時(shí)互不影響本人此次采用的設(shè)

7、計(jì)思想為模塊化思想。將本系1:211E:1:申1:41611；11:汨p(.=rF1：1=E畑13Ft.WI高秒=5:J.-j沖一如:TM*單。在時(shí)鐘狀態(tài)下長(zhǎng)按K3（p1.2Ifn1-叫：二，在校時(shí)狀態(tài)下按因?yàn)槊氡碛?jì)時(shí)使用)鍵K3(P1.2)可以:鍵為冊(cè)秒表清妙歸八八，顯示計(jì)時(shí)模塊。將這些事先劃分好的模塊用匯編語言編成不同的子程序從而達(dá)到系統(tǒng)的整體功能。其中顯示程序貫穿整個(gè)系統(tǒng)軟件的始終，其它的程序以一定的規(guī)律改變顯示程序的顯示內(nèi)容為目的。滾屏程序由一個(gè)中斷服務(wù)程序構(gòu)成，當(dāng)達(dá)到一定的中斷時(shí)間后改變顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容。塊、滾屏模塊、鍵盤模塊、再將它們有機(jī)的結(jié)合起來+翌勞 2開機(jī)初始化及滾動(dòng)顯示班級(jí)

8、學(xué)號(hào)開機(jī)顯示班級(jí)學(xué)號(hào)流程圖如右圖：顯示緩沖區(qū)為0123顯示子程序延時(shí)一段時(shí)間后，緩沖區(qū)數(shù)據(jù)整體左移，然后繼續(xù)調(diào)用顯示函數(shù)循環(huán)執(zhí)行。源程序如下： # 主函數(shù)程序如下：秒表標(biāo)志位整體左移、右2_m7Q40f3228=調(diào)用顯示程序3主函數(shù)主函數(shù)框圖如下圖所示，在初始化完畢以后，一直循環(huán)調(diào)用顯示子程序和鍵盤掃描子程序構(gòu)成一閉環(huán)。若有鍵按下則程序會(huì)去檢測(cè)是哪一個(gè)鍵按下，利用軟件消抖確認(rèn)確實(shí)有鍵按下后進(jìn)入鍵盤處理子程序定時(shí)次定時(shí)時(shí)鐘、秒表的中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序：本多功能電子鐘含時(shí)鐘，秒表功能。所以設(shè)置了兩個(gè)中斷服務(wù)程序，時(shí)鐘使用定時(shí)器，定時(shí)，循環(huán)次為一秒鐘并對(duì)秒位進(jìn)行加一操作。秒表則使用定時(shí)器，定時(shí)就

9、可達(dá)到精度為秒的標(biāo)準(zhǔn)。其源程序如下：增加一秒加一次自動(dòng)進(jìn)位。中斷服務(wù)程序時(shí)間增加子函數(shù)，增加一秒加一次自動(dòng)進(jìn)位。秒*表*程序時(shí)，設(shè)置時(shí)間不進(jìn)位CLRC;秒表中斷服務(wù)程序時(shí)間增加MOV40H,#00SUBBA,#0CAH子函數(shù)，OK1:RET顯示子程序顯示程序如下：它將顯示緩沖區(qū)4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)依次讀出，每一字節(jié)數(shù)據(jù)分兩次分別對(duì)應(yīng)顯示到數(shù)碼管上（讀一字節(jié)顯示兩位，直到八個(gè)數(shù)碼管顯示完畢）。源程序如下：顯示數(shù)據(jù)顯示子程序緩沖區(qū)首地址送 函數(shù)鍵盤處理子程序主函數(shù)鍵盤處理子程序框圖如右圖。由于本電子鐘功能多，按鍵設(shè)計(jì)較為人性化，所以主函數(shù)的鍵盤處理子程序較為復(fù)雜。其功能如下，鍵負(fù)責(zé)秒表計(jì)時(shí)的開始暫停鍵或者

10、時(shí)鐘校時(shí)時(shí)的加一鍵。鍵負(fù)責(zé)秒表計(jì)時(shí)的清零和時(shí)鐘校時(shí)時(shí)的減一鍵。鍵為功能鍵，作為選擇秒表、時(shí)鐘或者是校時(shí)功能按鍵。因?yàn)榘存I按下的一瞬間和松開的一瞬間在按鍵兩端的電位產(chǎn)生抖動(dòng)，必然會(huì)使單片機(jī)誤判，所以檢測(cè)鍵盤按鍵都必須經(jīng)過軟件延時(shí)消抖處理。其源程序如下：*鍵盤*掃*描進(jìn)入校時(shí)程序，標(biāo)志位校時(shí)子程序校時(shí)子程序鍵盤設(shè)計(jì)如下，鍵為功能選擇鍵，按（）為加一鍵，按為減一鍵。其源程序如下：校*時(shí)閃爍子程序設(shè)為標(biāo)志位為時(shí)分閃爍,為時(shí)時(shí)閃爍系統(tǒng)調(diào)試及指標(biāo)測(cè)試因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)含有很多個(gè)子程序，所以調(diào)試時(shí)把各個(gè)子程序分別調(diào)試，成功后進(jìn)行整體調(diào)試。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)了一些錯(cuò)誤，加了修改。比如：1、在中斷服務(wù)程序中必須將與主函數(shù)中共用的變量進(jìn)行堆棧，如果不堆棧程序執(zhí)行結(jié)果將無法想象。、在使用命令時(shí)總結(jié)出一定的規(guī)律：指令必須在指令之后，但是本時(shí)鐘校時(shí)時(shí)候需要對(duì)單元減一操作所以采用語句實(shí)現(xiàn)減一功能。、應(yīng)為程序長(zhǎng)使用了多個(gè)檢測(cè)標(biāo)志位，對(duì)于標(biāo)志位的判斷和指令的區(qū)別，需小心檢查。在軟件模擬調(diào)試成功后，將編譯生成的文件用燒寫軟件燒入中并在實(shí)驗(yàn)板上調(diào)試成功。時(shí)鐘與秒表性能良好，比較準(zhǔn)確。結(jié)論通過本次課程設(shè)計(jì)，設(shè)為加深了對(duì)