基于eda的數(shù)字鐘程序設(shè)計(jì)【實(shí)用文檔】doc

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基于eda的數(shù)字鐘程序設(shè)計(jì)【實(shí)用文檔】doc文檔可直接使用可編輯，歡迎下載一、課題要求：(１）技術(shù)要求：1、掌握多功能數(shù)字鐘的工作原理.2、應(yīng)用EDA技術(shù)，VHDL語言編寫程序。３、層次化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)原理框圖.４,、硬件設(shè)計(jì)及排版。(2）功能要求：１、基本功能：能進(jìn)行正常的時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能，分別由6個(gè)數(shù)碼管顯示24小時(shí)、6０分鐘、60秒的計(jì)數(shù)器顯示。2、擴(kuò)展功能:(1）能夠利用按鍵實(shí)現(xiàn)“校時(shí)”“校分"“清零”功能。（2）能利用揚(yáng)聲器做整點(diǎn)報(bào)時(shí)，整點(diǎn)前五秒短聲,整點(diǎn)長聲.（3)本人工作：負(fù)責(zé)軟件部分,,編寫各部分模塊的VHDL程序,并且鎖定引腳，將程序下載到芯片中。二、設(shè)計(jì)方案:原理框圖：數(shù)字鐘原理框圖一共有11個(gè)小模塊：分頻，片選，按鍵，小時(shí)，分,秒，顯示模塊，七段顯示譯碼器，報(bào)時(shí)，揚(yáng)聲，3６譯碼器。左邊第一個(gè)是時(shí)鐘信號輸入端，50Mhz到分頻模塊。第二個(gè)為清零按鍵,第三個(gè)為校分按鍵，第四個(gè)為校時(shí)按鍵。右邊第一個(gè)為七段顯示譯碼器輸出端，第二個(gè)為揚(yáng)聲器輸出端，第三個(gè)為6個(gè)數(shù)碼管輸出端。中間模塊為數(shù)字鐘的核心,有計(jì)時(shí)，報(bào)時(shí)，校時(shí)功能。三、單元模塊設(shè)計(jì)１、分頻模塊該模塊是將時(shí)鐘脈沖5０Ｍhz分頻到1000、５0０和１，分別給報(bào)時(shí)模塊和及時(shí)模塊。2、秒模塊仿真圖該模塊為6０進(jìn)制計(jì)數(shù)器，有分頻模塊得到的1hｚ進(jìn)行計(jì)時(shí),計(jì)時(shí)輸出為秒的數(shù)值，在計(jì)時(shí)到59時(shí)進(jìn)位1到ｃo端。當(dāng)按下s3時(shí),秒清零。3。、分模塊仿真圖該模塊也為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，計(jì)時(shí)輸出為分的數(shù)值.在EN信號有效且時(shí)鐘來時(shí)，計(jì)數(shù)器加１、在s２按下時(shí)，EＮ使能端有效,實(shí)現(xiàn)校分功能。4、時(shí)模塊仿真圖該模塊為２４進(jìn)制計(jì)數(shù)器，計(jì)時(shí)輸出為小時(shí)的數(shù)值,在EN信號到來時(shí),計(jì)數(shù)器加1,在Ｓ1按下時(shí),EN信號有效，實(shí)現(xiàn)校時(shí)功能。5、片選模塊仿真圖該模塊提供數(shù)碼管片選信號。６、按鍵模塊仿真圖該模塊是有幾個(gè)門電路組成,把它編寫成一個(gè)模塊，到時(shí)寫程序方便。該模塊連接幾個(gè)按鍵，由按鍵控制。７、報(bào)時(shí)模塊仿真圖該模塊為整點(diǎn)報(bào)時(shí)提供控制信號，當(dāng)59分時(shí)，秒為50，52，５4，5６,5８時(shí)，Ｑ500輸出“1”；秒為00時(shí)，Q1000輸出“１”。這兩個(gè)信號經(jīng)過邏輯門實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)功能。8、ＢBB模塊仿真圖該模塊對應(yīng)不同的片選信號送出不同的要顯示的數(shù)據(jù).9、3６譯碼器模塊仿真圖該模塊為3６譯碼器，為輸出到數(shù)碼管對應(yīng)功能.１0、七段譯碼器模塊仿真圖該模塊為七段譯碼器,輸出到數(shù)碼管的每一個(gè)引腳，可以正確的點(diǎn)亮每一個(gè)數(shù)碼管。１1、揚(yáng)聲模塊仿真圖該模塊也為幾個(gè)門電路組合,控制著對揚(yáng)聲器的輸入,當(dāng)時(shí)間到達(dá)某一點(diǎn)時(shí)，輸出不同的脈沖信號到揚(yáng)聲器,給予揚(yáng)聲器信號.四、頂層模塊設(shè)計(jì)程序圖:總體框圖頂層文件將上面1１個(gè)小模塊集合到一起構(gòu)成了總的程序，最終也是將這個(gè)頂層文件寫到FPＧA芯片中.五、硬件電路設(shè)計(jì)由另一位同學(xué)負(fù)責(zé)，收集好器件,將器件排版在電路板上,并將其焊接成成品。六、硬件電路安裝及調(diào)試在EＤA中，將頂層文件各個(gè)輸入與輸出端口鎖定引腳。鎖定好引腳后將整個(gè)頂層文件下載到FPGＡ芯片中。注：在下載時(shí),要注意先安裝USB程序，再設(shè)置ＩDＥ環(huán)境設(shè)置,然后再prograｍmｅｒ中選擇自己要的文件,下載時(shí)必須先安裝好芯片再接電源，下載成功后,先拔電源，再拔下ＵSB。下載好以后，用杜邦線將硬件和芯片的引腳連接好，檢查無誤后進(jìn)行測試。七、調(diào)試結(jié)果為了每個(gè)模塊的正確性,將一一對每個(gè)模塊進(jìn)行測試.將芯片與硬件連接好，檢查無誤后，打開電源，此時(shí)硬件上的數(shù)碼管開始計(jì)時(shí)，等到秒為59時(shí)，下一秒，分為１,秒為0０。然后用校時(shí)功能按鍵將分校分到５9分,此時(shí)當(dāng)秒為5０時(shí),揚(yáng)聲器開始響,并且到整點(diǎn)時(shí)，揚(yáng)聲器持續(xù)響一段時(shí)間。按下S3，秒清零。調(diào)試結(jié)束,基本功能能夠計(jì)時(shí),并且進(jìn)位到分和時(shí)，擴(kuò)展功能,按下Ｓ2和S3后能夠進(jìn)行分和時(shí)的校時(shí)，并且到整點(diǎn)時(shí)開始報(bào)時(shí)。八、設(shè)計(jì)中遇到的問題及解決方案我負(fù)責(zé)軟件部分，開始在編寫程序時(shí)根本無從下手,再找了一些資料后終于對數(shù)字鐘有些了解。用EDA設(shè)計(jì)每一個(gè)模塊，都需要一個(gè)一個(gè)的去仿真,看程序?qū)Σ粚?經(jīng)常在一些小程序上出現(xiàn)問題。本來有好多門電路，發(fā)現(xiàn)放在頂層文件中比較麻煩,所以將這些門電路組成兩個(gè)模塊,按鍵模塊和揚(yáng)聲模塊,這樣方便頂層文件的編寫。分頻模塊，由于要將50ＭＨz的脈沖分到100０Hz,5０0Hz,和1Hｚ，分頻量比較大，不能仿真，只能先改小一下數(shù)據(jù)，驗(yàn)證程序是否正確.36譯碼器部分，本來使用的是3８譯碼器，發(fā)現(xiàn)多了2個(gè)輸入，有6個(gè)數(shù)碼管,但是38譯碼器并不影響輸出.在下載過程，鎖定引腳，發(fā)現(xiàn)芯片上的引腳與硬件上的引腳是反的,數(shù)碼管顯示的是亂碼.當(dāng)數(shù)字鐘的時(shí)分秒順序錯(cuò)了以后，不需要重新鎖定引腳，只要將對應(yīng)的杜邦線對調(diào)一下就行了。我們校時(shí)用的按鍵是自鎖開關(guān)，其實(shí)只要改成下拉電阻就可以了。九、收獲與體會經(jīng)過兩個(gè)星期的數(shù)電課程設(shè)計(jì),收獲很大，讓我們自己設(shè)計(jì)了數(shù)電模型，從軟件和硬件上學(xué)到了很多知識.兩個(gè)同學(xué)一個(gè)設(shè)計(jì)軟件，一個(gè)設(shè)計(jì)硬件，不僅提高了學(xué)習(xí)能力，還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作能力.我負(fù)責(zé)的是軟件部分，這學(xué)期正好學(xué)習(xí)了EDA技術(shù)，把它應(yīng)用到了軟件的程序編寫中來。我們設(shè)計(jì)的是數(shù)字鐘，雖然數(shù)字鐘看起來很簡單,但是要把每個(gè)模塊全部搞在一起還是有點(diǎn)難度的。開始經(jīng)過上網(wǎng)及圖書館借書來了解數(shù)字鐘的結(jié)構(gòu)與工作原理，把它每一部分的模塊摸透清楚后，在開始編程,寫入芯片.同時(shí)還要把軟件與硬件結(jié)合起來，在各自做各自的工作時(shí)還要緊密結(jié)合自己組員的工作，只有兩個(gè)人的東西做完后，組合起來才算真正的完成。首先明確好數(shù)字鐘的功能，基本功能：能進(jìn)行正常的時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能，分別由6個(gè)數(shù)碼管顯示24小時(shí)、６０分鐘、60秒的計(jì)數(shù)器顯示.擴(kuò)展功能：（1）能夠利用按鍵實(shí)現(xiàn)“校時(shí)”“校分”“清零"功能。(2）能利用揚(yáng)聲器做整點(diǎn)報(bào)時(shí),整點(diǎn)前五秒短聲，整點(diǎn)長聲。然后設(shè)計(jì)好總的原理圖,將功能全部覆蓋進(jìn)去，設(shè)計(jì)每個(gè)模塊，用EDA中的VHDL編寫程序，然后再仿真，根據(jù)仿真圖檢測自己的程序是否正確。當(dāng)每個(gè)模塊在電腦中仿真無誤時(shí)，編寫頂層文件，把各個(gè)小模塊連接到一起，然后將整個(gè)程序畫出原理框圖,與自己預(yù)測的相比較。當(dāng)軟件做好后，用下載線將自己寫的程序?qū)戇M(jìn)芯片中，不過此時(shí)要注意先連接好線才能開電源，當(dāng)下載后，要先關(guān)電源，再拔USB接口。下載后與同組同學(xué)用杜邦線連接開始測試,第一次先將整個(gè)程序?qū)懭?，發(fā)現(xiàn)沒有正確顯示,然后一個(gè)一個(gè)模塊檢測后，發(fā)現(xiàn)了問題,終于數(shù)字鐘做好了,基本功能與擴(kuò)展功能都出來了。這次課程設(shè)計(jì)后，軟件方面有著明顯的提高，而且合作啊能力也提高了，作品完成的還是很好的.首先要感謝老師的細(xì)心教導(dǎo)，讓我學(xué)習(xí)到了好多知識，從硬件到軟件，不僅僅是知識上，還有能力上，還要感謝同組同學(xué)，沒有他的硬件，這次數(shù)字鐘也完不成。這次收獲還是很大的，自己的努力與汗水終于沒有出,總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),在以后的課程設(shè)計(jì)中能夠更好的發(fā)揮！十、參考文獻(xiàn)：1、《EDA技術(shù)與ＶHDL》清華大學(xué)出版社2、《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與ＶerilogＨDL(第三版）》王金明編著３、《ＥＤＡ技術(shù)與應(yīng)用(第2版）》江國強(qiáng)編著4、《EDA技術(shù)實(shí)用教程》科學(xué)出版社 開放性實(shí)驗(yàn)報(bào)告題目:基于AＲＭ的多線程應(yīng)用程序設(shè)計(jì)院系名稱：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級:自動(dòng)13０2學(xué)生姓名：張鵬濤學(xué)號:20132302０219指導(dǎo)教師:張曉東成績：成績：指導(dǎo)老師簽名：目錄TOC\ｏ＂1-3”\h\uHYPERLINＫ\l_Toc２３3581系統(tǒng)概述與設(shè)計(jì)要求ＰＡGEREF_Ｔoc2３3５81ＨYPEＲLINＫ\l_Toc4６6７1．1系統(tǒng)概述PＡGEＲEF_Toc４6６71HYPEＲLINK\l_Tｏc121361．２設(shè)計(jì)要求PAＧEREF＿Toc１2１3６２２8６422方案論證PAGEREＦ_Tｏc２86422２。1實(shí)現(xiàn)方法ＰAGＥREF_Tｏc２８4922.2線程優(yōu)勢PＡGEREＦ_Tｏc300312ＨYPERLＩNK\l_Ｔoｃ197５9３硬件設(shè)計(jì)PＡGＥRＥF_Tｏc197593HYPＥRLＩNK\l_Tｏc２55３93.1樹莓派接口驅(qū)動(dòng)LED電路設(shè)計(jì)９３4軟件設(shè)計(jì)PAGＥREF_Toc2４８6２4HYＰERLIＮK\l＿Tｏc479５4。1驅(qū)動(dòng)三色LED燈PＡGERＥＦ_Ｔｏｃ4７9５4HYPERLINK\l_Ｔoｃ312464．１．1驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法PAＧEＲEF_Toc3124６44。１.２wirｉngPi庫安裝和軟件編程PAＧＥREF_Ｔoｃ9２204４．２服務(wù)器和客戶端PAGEＲEＦ_Ｔoｃ1868７５4．2。１服務(wù)器設(shè)計(jì)方法ＰAGEＲＥF_Toc２69845HYPＥRLINK\l_Tｏc12８844.2.2客戶端設(shè)計(jì)方法ＰAGEREＦ＿Tｏc1２８８４５HYＰERLINK\l＿Toｃ４233５系統(tǒng)調(diào)試PAGＥＲEF_Tｏc42336HＹPＥRLINK\l_Tｏc25772設(shè)計(jì)心得PAGEREF_Tｏｃ257726HＹＰERLINK\l_Toc382７參考文獻(xiàn)ＰＡGERＥＦ＿Ｔｏｃ３8２７7ＨYPERLINK\l_Toc829附錄1(ＬED驅(qū)動(dòng)程序）８298HＹＰＥRLＩＮK\l＿Tｏc2238３附錄２（服務(wù)器程序）ＰAGEREF＿Ｔoc2２38310附錄3（客戶端程序代碼)PＡGＥREF_Tｏc2671３１61系統(tǒng)概述與設(shè)計(jì)要求1．1系統(tǒng)概述本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于樹莓派開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)的，樹莓派由注冊于英國的慈善組織“RaspbeｒrｙＰi基金會"開發(fā),Ebｅn·Upｔon/埃·厄普頓為項(xiàng)目帶頭人。２012年3月,英國劍橋大學(xué)埃本·阿普頓(EｂｅnEpton)正式發(fā)售世界上最小的臺式機(jī)，又稱卡片式電腦,外形只有信用卡大小,卻具有電腦的所有基本功能，這就是RaspbｅrryＰi電腦板,中文譯名＂樹莓派＂.它是一款基于ARM的微型電腦主板，以SD／MicｒoSD卡為內(nèi)存硬盤，卡片主板周圍有1/２/4個(gè)USB接口和一個(gè)1０/100以太網(wǎng)接口（A型沒有網(wǎng)口），可連接鍵盤、鼠標(biāo)和網(wǎng)線，同時(shí)擁有視頻模擬信號的電視輸出接口和HDMI高清視頻輸出接口,以上部件全部整合在一張僅比信用卡稍大的主板上,具備所有PC的基本功能。而樹莓派2具有9０0MＨz內(nèi)核頻率，4核ＡＲMCortｅx—A7，1GＢ內(nèi)存,帶ＭicroＳD卡插槽（支持通過它啟動(dòng)Linuｘ操作系統(tǒng)，如Feｄoｒa）,40PIN接口（可以增加驅(qū)動(dòng)外設(shè))。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)正式在樹莓派2環(huán)境下開發(fā)實(shí)現(xiàn)多線程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要功能就是兩個(gè)客戶端通過服務(wù)器互相收發(fā)信息。１．2設(shè)計(jì)要求要求多個(gè)客戶端能夠同時(shí)連接服務(wù)器，而服務(wù)器需要?jiǎng)?chuàng)建線程來管理這多個(gè)客戶端，并且能夠把一個(gè)客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，發(fā)給另一個(gè)客戶端，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)甚至多個(gè)客戶端互相收發(fā)信息。能夠通過驅(qū)動(dòng)三色燈來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，紅色說明有錯(cuò)誤發(fā)生，綠色說明正在正常運(yùn)行,藍(lán)色說明有用戶連接,綠色說明有客戶端互相收發(fā)信息。2方案論證2.1實(shí)現(xiàn)方法要實(shí)現(xiàn)服務(wù)器同時(shí)管理兩個(gè)甚至多個(gè)客戶端，就必須引入進(jìn)程或線程。2．2線程優(yōu)勢一是和進(jìn)程相比,它是一種非常”節(jié)儉"的多任務(wù)操作方式。進(jìn)程是系統(tǒng)中程序執(zhí)行和資源分配的基本單位。我們知道，在Lｉnux系統(tǒng)下，啟動(dòng)一個(gè)新的進(jìn)程必須分配給它獨(dú)立的地址空間，建立眾多的數(shù)據(jù)表來維護(hù)它的代碼段、堆棧段和數(shù)據(jù)段,這就導(dǎo)致了進(jìn)程在進(jìn)行切換等操作起到了現(xiàn)場保護(hù)作用,這是一種"昂貴＂的多任務(wù)工作方式。但是為了進(jìn)一步減少處理機(jī)的空轉(zhuǎn)時(shí)間支持多處理器和減少上下文切換開銷,進(jìn)程演化中出現(xiàn)了另外一個(gè)概念,這就是線程,也被人稱為輕量級的進(jìn)程。它是一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的基本調(diào)度單位。線程是在共享的內(nèi)存空間中并發(fā)的多道執(zhí)行路徑,它們共享一個(gè)進(jìn)程的資源，比如文件描述符和信號處理等。因此,大大減少了上下文切換的開銷。二是線程間方便的通信機(jī)制。對不同進(jìn)程來說，它們具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)空間，要進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞只能通過通信的方式進(jìn)行，這種方式不僅費(fèi)時(shí)，而且很不方便。線程則不然，由于同一進(jìn)程下的線程之間共享數(shù)據(jù)空間,所以一個(gè)線程的數(shù)據(jù)可以直接為其它線程所用，這不僅快捷，而且方便。當(dāng)然，數(shù)據(jù)的共享也帶來其他一些問題，有的變量不能同時(shí)被兩個(gè)線程所修改，有的子程序中聲明為static的數(shù)據(jù)更有可能給多線程程序帶來災(zāi)難性的打擊,這些正是編寫多線程程序時(shí)最需要注意的地方.3硬件設(shè)計(jì)3．1樹莓派接口驅(qū)動(dòng)LEＤ電路設(shè)計(jì)圖3．1從圖３.1可以知道，要想讓三色燈的紅色亮起來，首先控制樹莓派GPIO．27引腳輸出低電平，同理可以控制GＰIO.28、GPIO29引腳電瓶來控制綠、藍(lán)LED的啟動(dòng)和關(guān)閉。樹莓派開發(fā)板上的相關(guān)引腳如圖３.２。圖3.24軟件設(shè)計(jì)4．1驅(qū)動(dòng)三色ＬED燈4.１．1驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法控制引腳電瓶的高低就能實(shí)現(xiàn)控制ＬＥD燈的變化，實(shí)際上三色ＬＥD可以顯示無數(shù)種顏色，要想超過三種顏色的顯示實(shí)現(xiàn)，就必須引入PＷM.ＰWM是模擬脈寬調(diào)制來控制輸出引腳的實(shí)際輸出電瓶大小，此系統(tǒng)可以控制引腳從0～3．3V變化來顯示不同的顏色.wiringPi適合那些具有C語言基礎(chǔ)，在接觸樹莓派之前已經(jīng)接觸過單片機(jī)或者嵌入式開發(fā)的人群。ｗirｉngPi的ＡＰI函數(shù)和ardｕino非常相似,這也使得它廣受歡迎。作者給出了大量的說明和示例代碼，這些示例代碼也包括ＵＡRT設(shè)備,Ｉ２Ｃ設(shè)備和SPI設(shè)備等。4.1。2ｗiringPi庫安裝和軟件編程首先需要在樹莓派上安裝wiringPi庫，我們選擇直接在網(wǎng)上下載安裝源碼，輸入命令:cd～進(jìn)入根目錄下，輸入命令：gitclｏnegｉｔ://ｇit.droｇ/wirｉngPi從網(wǎng)上下載源碼包,輸入命令cdｗiriｎgPｉ進(jìn)入安裝包目錄下，依次輸入命令:ｃｏnfiguremakｅmakeiｎstall來配置、編譯和安裝,最后輸入命令ｓudｏ./ｂｕｉld來執(zhí)行編譯之后生成的可執(zhí)行文件，完成安裝。最后輸入命令：gpiorｅadaｌl會出來引腳圖來確定已經(jīng)安裝成功。接下來就需要運(yùn)用庫的軟件編程來驅(qū)動(dòng)lｅd燈啦,在寫C文件時(shí)首先要加入庫的頭文件：#ｉｎcｌude<ｗiｒingPｉ。h>和C語言必要的頭文件:#inｃlude〈stｄiｏ.h＞，然后還需要加入實(shí)現(xiàn)軟件PWM的頭文件：#incluｄe<softPｗm。h〉。接下來我們就需要運(yùn)用庫的API函數(shù)wiringＰiSetup（）初始化ｗiｒｉｎｇPi，若初始化失敗會返回—１；然后運(yùn)用庫的AＰＩ函數(shù)sofｔPwmCｒeate（)創(chuàng)建軟件PWＭ，此函數(shù)有3個(gè)輸入?yún)?shù),分別是控制引腳號，ＰWＭ最小值,PWM最大值;運(yùn)用庫的ＡPＩ函數(shù)sofｔPwmWritｅ（）寫ＰＷM的值，此函數(shù)有２個(gè)輸入?yún)?shù)，分別是控制那個(gè)引腳號,寫入的PＷM的值，此值需要在最小最大值之間。完整代碼如附錄1。4.2服務(wù)器和客戶端４.2.１服務(wù)器設(shè)計(jì)方法為了方便起見,我們把服務(wù)器和客戶端都定義在本地ＩＰ上進(jìn)行測試，服務(wù)器端的話，首先我們需要把主函數(shù)傳入的端口號記錄下來,并且利用C語言標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)ａt(yī)ｏｉ轉(zhuǎn)換成整型值.接著我們定義兩個(gè)整型數(shù)組來存放兩個(gè)客戶端的套接字，然后我們根據(jù)端口去創(chuàng)建服務(wù)器，創(chuàng)建服務(wù)器需要幾個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，第一個(gè)就是sｏｃket()函數(shù)來創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器的套接字,此函數(shù)有3個(gè)輸入?yún)?shù),我們選擇ｉpv4協(xié)議族,流式Sockeｔ,TCP協(xié)議類型。然后根據(jù)端口號和本地IP配置服務(wù)器，之后就是調(diào)用綁定bind(），監(jiān)聽ｌisten（)函數(shù)來完成服務(wù)器的創(chuàng)建.之后就是根據(jù)創(chuàng)建的套接字來進(jìn)行循環(huán)，如果有客戶端連接,就保存客戶端套接字創(chuàng)建一個(gè)線程去處理，此處我們以兩個(gè)客戶端為例來進(jìn)行操作。若是套接字編號0發(fā)來消息，我們就轉(zhuǎn)發(fā)給套接字編號1，若是超過2個(gè)的客戶端連接進(jìn)來我們直接關(guān)閉創(chuàng)建的線程就行,之后要是有客戶端掉線,就把線程和客戶端一塊銷毀。具體代碼實(shí)現(xiàn)見附錄24。2。2客戶端設(shè)計(jì)方法首先我們封裝三個(gè)函數(shù),分別是連接、讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù),開始就調(diào)用連接函數(shù)，在連接函數(shù)里我們創(chuàng)建客戶端并通過輸入的服務(wù)器ｉp和端口去連接服務(wù)器，然后我們創(chuàng)建兩個(gè)線程分別是讀和寫，在讀函數(shù)里我們不間斷讀鍵盤數(shù)據(jù)并發(fā)送給服務(wù)器,在寫函數(shù)里不間斷的讀服務(wù)器發(fā)來的數(shù)據(jù)并顯示在屏幕上.具體代碼實(shí)現(xiàn)見附錄3。5系統(tǒng)調(diào)試此系統(tǒng)的調(diào)試，我們選擇Liｎux虛擬機(jī)模擬調(diào)試,首先運(yùn)行服務(wù)器和兩個(gè)客戶端，然后客戶端連接服務(wù)器，之后兩個(gè)客戶端互相收發(fā)數(shù)據(jù).為了方便起見，我在PC機(jī)上運(yùn)行和仿真,首先安裝虛擬機(jī)ＶMｗare8。0，然后安裝VMwareTools，虛擬機(jī)的工具是為了共享電腦上的文件,這樣可以在電腦上編寫代碼，在虛擬機(jī)上編譯運(yùn)行。編譯服務(wù)器的代碼,輸入命令gcｃserveｒ.c—oserveｒ.exe-lpthread，回車之后會生成ｓerｖeｒ.exe可執(zhí)行文件，之后我們運(yùn)行服務(wù)器，輸入命令．/serveｒ.exe67８９，運(yùn)行服務(wù)器，其中6789為輸入的端口號。之后編譯客戶端代碼，輸入命令gｃｃcｌｉｅｎｔ。c-oclient。exe—ｌpｔｈrｅａd，回車之后會生成clienｔ.exe可執(zhí)行文件，我們事先查看虛擬機(jī)ｉp，輸入命令ｉfcｏnfｉg回車就能看到虛擬機(jī)本機(jī)ｉp,為我們客戶端連接服務(wù)器所用。之后我們運(yùn)行客戶端一,輸入命令。/clieｎt.ｅｘｅ192.16８。2０。１096789，回車，然后用同樣的命令運(yùn)行客戶端二,之后我們在一個(gè)客戶端輸入信息回車,在另一個(gè)客戶端就能接收到,具體運(yùn)行結(jié)果如圖5.1，5。2,５.3。圖5。1圖5.2圖5.3設(shè)計(jì)心得此次開發(fā)性試驗(yàn)設(shè)計(jì)讓我收獲甚多.一是要有一個(gè)積極的心態(tài),獨(dú)立解決問題的意識，培養(yǎng)扎實(shí)基礎(chǔ)的認(rèn)識。不要什么東西都感覺跟簡單(很多東西可能是看似簡單)就不去做了或者不屑一做，以至于性網(wǎng)上搜搜就可以了，這樣很不好。有自己的東西有自己的付出才會有程序運(yùn)行成功時(shí)的喜悅和小自豪，這樣也有助于培養(yǎng)自己的興趣.要時(shí)刻牢記態(tài)度決定一切。其次是興趣，感覺學(xué)習(xí)工作中興趣很關(guān)鍵，只是一個(gè)引發(fā)人積極性的問題，有了興趣就自覺了,效率自然就高了。再次要敢于嘗試和挑戰(zhàn)。不要安于現(xiàn)成的程序,而且不要害怕失敗,在程序調(diào)試的過程中這點(diǎn)尤為重要，“發(fā)現(xiàn)出問題然后解決問題”是一個(gè)積累經(jīng)驗(yàn)的過程，而且很高效。最后要不懈追求。對于源代碼進(jìn)行不斷的完善,要盡可能的實(shí)現(xiàn)課題所要求的功能.對于初學(xué)者或者開發(fā)較少的人來說,大量大寫程序還是有必要的,但同時(shí)要注意思考,理解其實(shí)現(xiàn)的內(nèi)在意義。還可以自己添加一些有意義的功能來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)看到自己編寫的程序正常運(yùn)行時(shí)，興趣也會隨之而來，樂此不疲，形成一個(gè)良性循環(huán).

短短一周的開放性ARM多線程設(shè)計(jì)很快結(jié)束了,我發(fā)現(xiàn)我對嵌入式這個(gè)方向、對嵌入式技術(shù)、對Ｌiｎｕx都有了新的認(rèn)識。通過這次的編程，我了解到，要真真正正的掌握計(jì)算機(jī)程序還不是一件簡單容易的事兒,但真正掌握后，它帶給我們的將是無窮的便捷與科技，我喜歡高端便捷的生活。我希望我能做計(jì)算機(jī)這個(gè)萬能機(jī)器人的主人而不是奴隸，我會努力加油的！參考文獻(xiàn)［1］徐千洋．Ｌinux

C函數(shù)庫參考手冊．［Ｍ]中國青年出版社.200２

［2]馬忠梅,馬廣云,徐英慧，田譯.ARM嵌入式處理結(jié)構(gòu)與應(yīng)用基礎(chǔ)[Ｍ］．北京航空航天大學(xué)出版社。200２

［3]鄒思鐵。嵌入式Linux設(shè)計(jì)與應(yīng)用[Ｍ］.北京清華大學(xué)出版社。20０２

[4]杜春雷。ARM體系結(jié)構(gòu)與編程[Ｍ］.清華大學(xué)出版社。20０3

［5]田澤。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用［M］。北京航空航天大學(xué)出版社。２005

［11］陳鑫。嵌入式軟件技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)向［M]．軟件世界。2０01

[６]田澤。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程［Ｍ］.北京航空航天大學(xué)出版社.２004

［７]Alｅssandro

Rubinｉ,Ｊonａt(yī)han

Corbｅｔ．Ｌｉnux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序［M］．中國電力出版社.2０02附錄1（ＬEＤ驅(qū)動(dòng)程序）＃incｌude＜wiringPi.h＞#inclｕde〈softＰｗｍ.h＞＃incｌｕdｅ〈ｓtdio.h＞#defineuｃhａruｎｓignedcｈar＃defineLｅdPｉnReｄ２7#defineLeｄＰiｎGreen2８#dｅfinｅLedPinＢlue29voｉdledIｎｉt(void)｛sｏftＰwmCreａt(yī)e（ＬedPｉｎRｅｄ，０,100)；softPwmＣｒｅａt(yī)ｅ(LｅdPinGreen，0，10０);soｆtPｗmCrｅate（LeｄPinBlue，０,100)；}voidｌｅdCoｌorＳet(uｃhａrr_vａｌ，uchａrg_val，ucｈaｒb_val)｛sofｔPｗmWｒite（ＬedPinＲed,r＿val);sｏfｔＰwｍWrite（LｅdPiｎGｒeen，g＿val）；soｆtPｗmＷriｔe（ＬeｄPinBlue,b_vａl）;}inｔmaｉn(vｏid){inｔi;if(wiriｎgPiSetup()＝＝—1）{prｉntｆ("seｔupwiｒinｇPiｆaileｄ?。ⅲ籸eturn1；}leｄIｎit(）；while（1){ｌedColorSet(0xff,0x00，0x0０）；//redｄｅlay（500）；leｄCｏlorSｅt(0x00，０xfｆ，0ｘ00）；//gｒeｅndelay（50０）；leｄＣolorSet（0ｘ00，0x00,0xff)；/／bluｅdｅｌay(500）；}ｒeturn０；｝附錄２（服務(wù)器程序)#ｉnclｕdｅ<sｔdio．h>＃inclｕde<stdlib.h〉#inｃlude<strｉnｇ．h＞#include<sigｎal.h＞＃includｅ〈unisｔd.h>＃incluｄe＜ｅrrｏr。h>＃ｉncludｅ<errno。h>＃inｃlude〈fcntl．ｈ〉＃iｎclude<sys／ｔypes。h>#iｎｃludｅ＜sys/socｋｅｔ。ｈ＞＃include＜sys/epoｌl.h>＃ｉnclude＜neｔinet/ｉn.h〉#inclｕｄe〈ａｒpa／iｎet。ｈ>＃incｌuｄe<ｐｔhread。h＞＃deｆｉｎeBUFSIZE１02４intsocket_clienｔ［2]；ｉntsｏckｅt_creａt(yī)ｅ（ｉntport)｛intst＝socket（ＡF_ＩNＥT,SOCK_SＴREAM，0）；inton=1;if（ｓetsocｋopt（st，SOL＿SＯＣＫEＴ，ＳO＿ＲEUSEADDR,＆ｏn，siｚeof(on））=＝—1)｛pｒintf(＂seｔsoｃｋoptisfａiled％s\ｎ＂，strerror(ｅｒｒno）)；ｒｅtuｒｎ０;}strｕｃtｓockaddr_inａddr；memseｔ(&addｒ，0,sizeｏf（ａddr)）;addr.sｉn_ｆamilｙ=AＦ_INＥT;addr。sin_poｒt＝htons（poｒt）；addr。ｓｉn_aｄdr。s＿ａddr=htonl(INADDR_ANY）;if(ｂind(ｓt，(ｓtructsocｋaddr*)＆ａddr，sｉzeof(adｄr））=＝-1){prinｔf（＂zhang．pt：bindisfailed%s\n"，ｓｔrｅrrｏr（eｒrno）)；return０;｝ｉｆ（ｌisten(st，300）==-1）｛ｐrintf（”zhang。ｐｔ：listeｎiｓfaileｄ％s＼n＂,ｓtrerror（ｅrrno）)；retuｒn0；｝ｒeturnｓt；｝voiddｅliver(ｉｎtinｄeｘ，ｃonstcｈaｒ＊buf,ssiｚｅ_tｌen）{ssize_trc＝０;ｉｆ（index==0)｛if(ｓｏcｋet_cｌieｎt［１]==0）｛prinｔf(＂％ｄ：ｕsernotoｎlｉne＼ｎ",ｉndex）；}ｅlse｛rｃ=send(socket_clｉｅnt[1］,buf,ｌeｎ，0）；printf（”send:%s，ｓend：％uｂｙｔes\ｎ"，ｂuf,ｒc)；iｆ(rc<＝0){if(rc=＝0）ｐrintf(＂zhａng.pt:seｎｄfaｉled,disｃoｎnectiｏn,\n"）；elsepriｎtf("zhaｎg.pｔ：seｎｄfaileｄ，%s＼ｎ＂,sｔrerror(ｅrrｎｏ）);｝｝｝if（ｉｎｄex＝=1）｛ｉｆ（socket_clieｎｔ［0］＝=0）｛pｒintｆ（＂%d:useｒｎotonline＼n”，index);}ｅlsｅ｛ｒｃ=ｓｅnd(sｏckｅt_ｃlient［０]，buf，leｎ,0）;priｎｔｆ（"send:%ｓ,ｓｅnd:％ubytes\n＂,buf,rc)；if(ｒｃ〈=0）｛ｉf(rc＝=０）printf("zhang.pt:sendfaileｄ，discｏnnｅctiｏn,\ｎ”）;ｅlseprintｆ（”zhaｎg．pt:sｅnｄｆaileｄ，%s\ｎ＂，strｅrroｒ(errno）)；｝｝}}voidsｏckｅt_wｏrｋ（iｎtinｄeｘ)｛charbuf[BＵFＳＩＺE]；ssiｚe_trｃ=0；while(1)｛memｓet（buf,0，sizeｏf(bｕf））;ｒc=rｅcv(sｏckｅｔ_ｃlient［index]，ｂuf，sｉｚeof（ｂuf)，0)；if（rc<=0）｛if(rc==0)priｎｔf（”％d：recｖdisｃonnｅctｉon\n＂，ｉｎdex);elｓeｐrｉnｔｆ(”％d：ｒecvfａiled,％s＼n”，ｉndex,strｅrror（eｒrnｏ)）；ｃlosｅ（ｓoｃｋet＿cｌienｔ[index］）；socket＿ｃｌｉenｔ［index］＝0;ｂｒeak；}else｛priｎtf(”％d：ｒecv:％s，ｒｅcv：％ubytｅs\n",indｅx,buf,ｒｃ)；delｉvｅr(indeｘ，bｕf，rｃ);｝｝}ｖoiｄ*sｏcket_ｈandle（vｏid＊ａｒｇ）{iｎtclｉent＿ｓt=*(inｔ＊)arg；free（(ｉnt＊)arｇ)；prｉnｔf（＂zhanｇ．pt：handle_tｈreadｉｓｂeｇin\n＂);inｔinｄex=0；if(sockeｔ＿client［0］==0）{ｓｏcket_ｃlienｔ[0］＝ｃlient_st;｝else｛ｉｆ(sｏｃkｅt_cｌient[1］==0）｛ｓocket＿clieｎt[1］=cｌient_ｓt;index＝1;}elｓe｛cloｓe(client_st);returnNＵLL;}｝socket_ｗork(iｎｄex)；ｐrｉnｔｆ（"ｚｈang。pｔ：ｈandｌe_tｈｒeａdisend\ｎ")；returnNULＬ；｝ｖｏidｓｏｃｋaddｒ＿ｔoa（conststruｃtsocｋaｄdr_ｉｎ*ａddｒ,char＊IPAddｒ)｛unsigneｄchａr*p=(unｓｉｇneｄcｈaｒ＊）&（ａddｒ—>sin_addｒ．s_adｄr）；sprｉntf（IPAdｄr，"％u。％u。％u.%u＂,p[0］，p[１]，ｐ［2］，p［3])；｝vｏidｓoｃｋｅt_aｃcept（inｔst){ｐtｈrｅad_tthr＿d；pthread_atｔr_ｔaｔtr;ｐｔhｒｅad_attr_init(＆ａt(yī)tr）；ptｈread_attr_seｔｄetacｈｓtaｔe（＆ａｔtr,PＴHREAＤ_CREATＥ＿DＥTAＣHED）；ｓtruｃtsｏckａddr_inｃlｉent_addr；ｓocklｅn＿tlen=sizeoｆ（cｌｉｅｎt_aｄdr）;wｈile(１）｛memset(&cｌieｎt_aｄｄｒ，0，ｓｉzeｏf（client_ａddｒ）)；ｉnｔcｌiｅnt＿ｓt=ａcｃeｐt(st，(voｉｄ*)＆cｌieｎt_ａdｄｒ，&ｌｅｎ）；ｉf（ｃlient_st＝=-1）｛printf（＂zhang．pｔ：accepｔfaiｌed％s＼n＂,ｓtｒerror（errno）);breaｋ;}else{chaｒsIＰ[3２］;memset(sIP，0，sｉｚeof（sIＰ)）；socｋaddr＿toa（&cｌient_addr,sIP)；priｎtf（”zhaｎg.pt：ａccｅpｔｂy％ｓ\n"，sＩP)；int*tｍp=malloc(sizｅof（int))；＊tmｐ=ｃlient_ｓt；pthreａｄ＿create（＆thr＿d,&aｔｔr,ｓocｋet_haｎdlｅ，ｔmp）；}｝ｐthreaｄ_aｔｔr_dｅstroｙ（&aｔtr）；}iｎtmain（intarg，cｈaｒ＊aｒgs[］）｛ｉf(arg〈2）{prinｔｆ（＂ｚhanｇ.pt:serveｒpoｒｔerroｒ！\n”);returｎ0;}intiｐｏｒt＝atoi（arｇs［1])；if（iｐoｒｔ=＝0)｛prｉntf（”ｚhang。pt:ｐort%ｄｉsinvalid?。埽睢保琲port）；ｒeturn0;｝printf(＂zｈang。pt:sｅrverｉsbeｇin*ｖ*!＼n＂)；meｍset（socｋeｔ＿clｉｅnt，０，sｉｚeof（sｏcｋｅt_ｃｌient)）；intｓt＝socｋet_creａt(yī)e（ｉport）；if（sｔ=＝0)ｒeturn0;socket_acceｐt（sｔ）；cloｓe（st）;printf（"ｚhang．pｔ：serｖｅｒisenｄ\n＂）；ｒeｔurn0；}附錄3(客戶端程序代碼）＃ｉnclｕde<ｓtdio。h＞＃iｎｃlude<sｔdliｂ。h〉＃ｉnｃｌudｅ〈sｔriｎg。h〉＃inｃlude＜errｎo．ｈ>#inｃlｕdｅ〈unistd。h〉#inclｕｄe〈ａrpa/ｉｎeｔ．ｈ〉#iｎclude＜syｓ/types.h>#includｅ〈ｓys/socket.ｈ>#incluｄe〈pｔhreａｄ.ｈ＞#dｅfｉneＢＵFSＩZE1０24voｉd＊socｋet＿reａd（voｉd*ａrｇ)｛ｉntst=＊（ｉnt＊）arg；ｃｈａrbuｆ［BUFSIZＥ］;whiｌe(１){meｍseｔ（ｂuf，０，sizｅｏf（bｕf）)；ssiｚe_trc=recｖ(st,ｂuf,sｉzeof(buf)，0）;if(ｒc〈=0)｛ｐriｎｔf（"ｚhang。pt：ｒｅcvｆaｉled,％s＼n”，strerror（ｅrｒno)）；ｂｒeａk；｝eｌse{priｎtf(”zｈaｎg．pt：reｃv:％ｓ，recv:%ubytｅ\n”，buf，rc）；}}ｒeｔｕrnNＵＬＬ；}void＊socket_write（void＊arg）{intｓt=*（int＊）aｒg；charｂuf［BUFSIＺE］;while（1){ｍemｓet（buf，０,ｓiｚｅof(ｂuf））；read(STDIＮ＿FILENO，buｆ,ｓizeof(buｆ））；ｉntilｅn=strlen（buf）；if(buｆ[ｉｌｅn－1]＝=＇\ｎ'）{ｂuf［ilen-1］=0；｝ｓsizｅ_trc＝seｎd（sｔ，ｂuｆ，siｚeｏf(buf)，0);printｆ（”ｚｈanｇ.pｔ:seｎd：％s,sｅnd:％uｂyte\n”，buf，rc）；iｆ(ｒc〈=0)｛printf(＂ｚhaｎｇ.ｐt：sendfailed，%s\n＂,stｒｅｒror（errno））；｝}reｔuｒnNUＬL;}intｓｏcｋet_coｎnｅcｔ（conｓtchar＊hostnaｍe,intiport)｛intsｔ=socket（ＡＦ_INEＴ,SＯCK_SＴREAＭ，0);strｕctsoｃkaddr_inａddｒ；ｍemｓeｔ（＆ａddr,0,ｓizeｏｆ（addr）);addr．ｓｉn_fａmily=AF_ＩNET;addｒ。sin_port＝htoｎs（iport)；ａddr。sin_aｄdｒ．s_ａdｄr=iｎeｔ＿addr（hosｔnａｍｅ);if(coｎｎect（ｓｔ，（strucｔsocｋaddr＊）&addr,ｓizeｏf（ａdｄr)）==－1){priｎtf(”zhaｎg。pt:cｏnｎectｆaileｄ％s\ｎ"，ｓtrerror（errno））；｝else｛printf（＂zhaｎｇ。pt：cｏｎnectsucceｓs\n”）;｝rｅｔurnｓt;}intmain(ｉntarg，cｈaｒ*args［］）｛ｉf（aｒg〈3)｛ｐriｎtf（"zhang．pｔ：sｅrｖerip＆poｒterｒoｒ！\n”);ｒeturn０;｝inｔipoｒｔ=ａt(yī)oi(args［２］);if（iｐｏrｔ＝=0){printf（"ｚhang。pt:porｔ％disinvalｉｄ\n”,ｉｐｏrt）;reｔurｎ0；}priｎtｆ（＂ｚｈang。pt：ｃliｅｎｔisbｅgin\n"）;intst＝sockeｔ_cｏnnｅｃt(args[1］，iporｔ);if（ｓt==０)rｅturn0;pthreａｄ＿ｔthｒ_ｒｅａd，thｒ_wriｔe；pthrｅaｄ_creatｅ（&thr_ｒead,NＵＬL，ｓocket_ｒeaｄ，＆st）；ptｈread_creaｔｅ（&tｈr_ｗrite，NULL，sｏｃkｅt_writｅ，＆st）；ｐthreａd＿jｏin(thr_reａd,NULL)；ｃlosｅ（ｓt);priｎtf（”zhanｇ.pｔ：cｌienｔｉsend＼n＂）;return０;}基于AＴ８9s52的多功能數(shù)字鐘引言單片機(jī)(Sinｇle—ＣhipＭicｒocomputｅr）,是集CＰＵ,ＲＡＭ，ROM,定時(shí),計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化上和智能產(chǎn)品。時(shí)鐘,自從它被發(fā)明的那天起，就成為了人類的好朋友,但隨著時(shí)間的推移,科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，時(shí)鐘的應(yīng)用越來越廣范，人們對時(shí)間計(jì)量的精度要求也越來越高。怎樣讓時(shí)鐘更好的為人民服務(wù)，怎樣讓我們的老朋友再次煥發(fā)青春呢?這就要求我們不斷設(shè)計(jì)出新型的時(shí)鐘，來不斷滿足人們的日常生活需要。然而市場上的時(shí)鐘便宜的比較笨重,簡單實(shí)用的又比較昂貴。那么，有沒有一款既簡單實(shí)用價(jià)格又便宜的時(shí)鐘呢？我們設(shè)計(jì)小組設(shè)想：可不可以利用單片機(jī)功能集成化高，價(jià)格又便宜的特點(diǎn)設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)既簡單，價(jià)格又便宜,功能又強(qiáng)大的單片機(jī)電子時(shí)鐘呢？基于這種情況，我們課程設(shè)計(jì)小組成員多方查閱資料,反復(fù)論證設(shè)計(jì)出了這款集時(shí)鐘顯示、鬧鈴提醒和秒表功能于一體的單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘?！菊勘驹O(shè)計(jì)由數(shù)碼管顯示模塊、單片機(jī)處理模塊、鬧鈴提醒模塊、按鍵控制模塊和電源模塊等組成。通過單片機(jī)軟件運(yùn)算方式進(jìn)行時(shí)鐘計(jì)時(shí)，外部獲得的按鍵信息進(jìn)行模式切換和控制，輸出到信號數(shù)碼管顯示模塊,從而控制數(shù)碼管顯示內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘顯示、鬧鈴提醒和秒表等功能。【關(guān)鍵詞】數(shù)字鐘；ＡT89s52;ＰNＰ9０12;數(shù)碼管【Abstract】Ｔhedesｉgnconsｉstsoftｈedigitaldisplａymｏduｌe,ＭCUproceｓｓinｇmoduｌｅ,alarmremiｎdiｎgmodulｅ,ｋeycontrolｍoduleandpoweｒmoduleandoｔhercompｏnｅnts.TｈrｏuｇhthｅｗayMＣU’ｓsoftｗarｅoｐerａｔiontotｉme,exteｒnaliｎfｏrｍationonaccｅｓｓｔokeydａt(yī)ａprocessingtoｍｏｄeｃhａngｉｎgａndcontｒoｌ,ｏutputｓｉgnａltodigitaｌdｉsplayｍoduletｏｃoｎtｒoｌｔhedｉgitａｌdisｐlaｙｃontent,ａndthen，ｒealizingtheclockdｉspｌayanｄaｌarmｒeminｄinｇanｄsｔｏpｗatｃh，andotｈerｆunｃtioｎs.【Ｋeｙｗｏrdｓ】Dｇitalclocｋ；ＡT89s52；PNP90１2;nixietube目錄TOC＼o”1—3”\h＼z＼uＨYPERLINＫ\l_Ｔoc3029６目錄ＰＡGＥREF_Toｃ302９6３一、課程選題及設(shè)計(jì)目的PAGERＥＦ_Tｏc17０６341。1課程選題及相關(guān)設(shè)計(jì)要求PAGERＥF_Toc1028０4HＹPERLINK\l_Tｏc312461．1.1課程題目PAＧＥREF_Toc３12464HYＰERLＩＮK\l_Toc６1571．1．2設(shè)計(jì)要求PAＧERＥF_Toc61574HYＰERＬINＫ\l＿Toc2９2261.1.3本設(shè)計(jì)功能完成情況PＡＧEREＦ_Tｏc２922６41．2課程設(shè)計(jì)目的PAＧEＲEＦ_Ｔｏc１48３95HYＰERＬINK\l＿Toｃ186481。3課程設(shè)計(jì)所用軟件ＰAGEＲEＦ_Toc18648５ＨYPＥＲLINK\l_Toc28490二、硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)ＰAGEＲEＦ_Toｃ2849０62．1課題分析PAGEＲEF_Toc125156ＨＹPERＬIＮK\l＿Ｔｏc7002.１．1元件選擇PAGERＥＦ_Toc7００6HYPERＬINK\l_Toｃ268692.1。2工作原理ＰAGERＥF＿Tｏc2６8６97HYＰERLINＫ\l_Ｔoｃ1０072。1．3系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能ＰAGEREF_Toc100782．2由原理設(shè)計(jì)實(shí)際電路PＡＧＥＲＥＦ＿Ｔoc264３2１0ＨYPＥRLINK\l_Tｏc23０22.2．1搶答器實(shí)際電路圖PＡGEREF＿Ｔoc２3021０ＨYPEＲLIＮK\l＿Toc1８2７２2.2。2PＣB圖設(shè)計(jì)PAGＥＲEＦ_Toc1827２11ＨYPERLINK\l_Ｔoｃ1980２3。1軟件功能需求PＡGＥREF_Toc1９8０２12HYPＥRLINK\l＿Toc１３3６８3．2系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)ＰＡGＥＲＥF＿Toc133６8124．1仿真電路設(shè)計(jì)ＰＡGＥＲＥF_Tｏc836３19HYPEＲLINK\l_Ｔoc5599４。2功能仿真結(jié)果ＰＡGEＲEＦ_Ｔoｃ５5９919ＨＹPＥRＬINK\l_Ｔoｃ２80４34．２.1時(shí)間顯示PAGEREF＿Ｔｏc2804319ＨYPERLＩNＫ\l_Toｃ１94204.2。2鬧鈴設(shè)定PＡＧEＲEＦ_Toc19420２04。2。3時(shí)間設(shè)定PAGERＥF＿Toｃ80２8２0HＹPＥRLIＮＫ\l_Tｏc１59２64．2．4秒表使用PAGEREF_Toｃ15９2６20附錄課程選題及設(shè)計(jì)目的１課程選題及相關(guān)設(shè)計(jì)要求1。1．１課程題目基于AＴ89s52的多功能數(shù)字鐘1．1.2設(shè)計(jì)要求1.顯示時(shí)間：用數(shù)碼管顯示時(shí):分，時(shí)間可用硬件調(diào)整。2.定時(shí)功能,可硬件調(diào)整（時(shí)分)定時(shí)，定時(shí)到驅(qū)動(dòng)蜂鳴器（或LEＤ）提示.3。計(jì)時(shí)功能：精確到０.1秒，結(jié)果在數(shù)碼管顯示.4。設(shè)計(jì)出相應(yīng)電路并用protｅl出圖。５．給出完整的匯編語言（或C語言）源程序。１．1。3本設(shè)計(jì)功能完成情況1．顯示時(shí)間：完整實(shí)現(xiàn)并自由發(fā)揮。用數(shù)碼管顯示，按照時(shí)—分-秒的格式顯示,時(shí)間可用硬件調(diào)整，比照設(shè)計(jì)要求增加了秒顯示功能。２。定時(shí)功能，完整實(shí)現(xiàn)?？捎布{(diào)整(時(shí)分）定時(shí)，定時(shí)到驅(qū)動(dòng)蜂鳴器(或LＥＤ)提示，本設(shè)計(jì)采用了LED提示(亮1min)。3.計(jì)時(shí)功能：完整實(shí)現(xiàn)并自由發(fā)揮。精確到0.０1秒，結(jié)果在數(shù)碼管顯示，比照設(shè)計(jì)要求秒表精度提高了10倍。４。設(shè)計(jì)出相應(yīng)電路并用prｏtel出圖,完整實(shí)現(xiàn).。5.給出完整的匯編語言(或Ｃ語言）源程序，完整實(shí)現(xiàn)。6.仿真，此步驟為自行添加,用于驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。1。2課程設(shè)計(jì)目的（1）學(xué)習(xí)使用ｐroｔｅl設(shè)計(jì)電子線路原理圖和PＣB圖的方法。（2)學(xué)習(xí)使用ｐroｔues仿真并調(diào)試電路及程序的方法。(３）學(xué)習(xí)使用以ＡT89s52為核心設(shè)計(jì)外圍電路及實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的思想和方法.（４)學(xué)習(xí)查找電路所用元件封裝方式的查找和自行制作的方法.(５）學(xué)習(xí)使用KｅilC設(shè)計(jì)相應(yīng)程序?qū)崿F(xiàn)硬件控制和功能的方法。1.3課程設(shè)計(jì)所用軟件軟件工具：ＡlｔiuｍＤesigneｒSｕmmｅr09、Ｐrotel９9用于設(shè)計(jì)電路原理圖和PCＢ圖。KeｉｌuViｓｉon4用于軟件的編寫、編譯以及hex文件的生成.Ｐｒotｕes7。５用于軟件的仿真。硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2。１課題分析2．1。１元件選擇本設(shè)計(jì)使用到的元器件包括:AT8９s52芯片、數(shù)碼管、PNP９０12、電容、電阻、晶振、按鍵開關(guān)、。AT89ｓ52芯片是系統(tǒng)的核心，它主要負(fù)責(zé)控制各個(gè)部分的協(xié)調(diào)工作。選擇該芯片的原因主要有以下幾點(diǎn):（1)該芯片在以前的電子設(shè)計(jì)中使用過一次，手頭恰好有,便于節(jié)省課程設(shè)計(jì)資金。（2）內(nèi)部資源豐富，功能強(qiáng)大，片上Flasｈ允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程,亦適于常規(guī)編程器.(3）能工作在3．５~5。5Ｖ,其工作電壓范圍寬泛，便于使用.在AT89s52芯片外圍接上復(fù)位電路，外部時(shí)序電路、上拉電阻,數(shù)碼管，按鈕等外部設(shè)備,通過數(shù)碼管、PNＰ9０1２搭配實(shí)現(xiàn)功能的顯示。P３。３為蜂鳴器（用LＥＤ代替)輸出口，P０為數(shù)碼管段選顯示輸出，Ｐ2為數(shù)碼管位選顯示輸出，Ｐ3.0—P3。２為按鍵控制接口.原件列表：AT89s5２１片四位共陽極數(shù)碼管２片PNＰ9０１2三極管8個(gè)22μF電容1個(gè)30pF電容２個(gè)1Ｋ?電阻1２個(gè)４.7K?電阻８個(gè)1２Ｍ晶振1個(gè)導(dǎo)線、焊錫若干2．1。2工作原理基于上述設(shè)計(jì)要求,根據(jù)功能要求,設(shè)計(jì)中除了必要的單片機(jī)復(fù)位和時(shí)序電路外，還需要有鬧鈴提醒電路、顯示電路、按鍵控制電路等部分。各個(gè)電路都有其自己的功能。電路進(jìn)入就緒狀態(tài)后，開始計(jì)時(shí).然后由按鍵控制進(jìn)行模式切換和控制狀態(tài)。在電路中P3。0-P３。2為按鍵控制部分的3個(gè)按鍵,P3．0對應(yīng)模式切換功能，P3。１在時(shí)鐘顯示和鬧鈴模式下起到加1功能，P３。2在時(shí)鐘顯示和鬧鈴模式下起到減1功能，在秒表模式下起到控制秒表開始和暫停的功能。Ｐ3．3為鬧鈴輸出口,鬧鈴時(shí)間到,則該輸出口置高，保持1miｎ，使LＥD保持高亮達(dá)到鬧鈴提醒功能。P0為數(shù)碼管段選顯示輸出,同個(gè)8個(gè)口電平高低不同，控制單個(gè)數(shù)碼管的顯示,；P2為數(shù)碼管位選顯示輸出,通過8個(gè)口的輸出電平高低不同，控制相連的ＰNＰ9012的導(dǎo)通狀態(tài)，從而控制共陽數(shù)碼管的顯示.AT89s52的針腳定義如下：２．１.3系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能（1）搶答器的電路框圖P3.0-3.2P0口P3.0-3.2P0口單片機(jī)P2口數(shù)碼管顯示模塊外圍驅(qū)動(dòng)電路電源模塊按鍵控制模塊鬧鈴提醒模塊復(fù)位電路及時(shí)序電路搶答器電路功能框圖2.２由原理設(shè)計(jì)實(shí)際電路２.2。１搶答器實(shí)際電路圖搶答器工作電路原理圖２.2．2PCB圖設(shè)計(jì)(注明：因?yàn)闇贤ǖ脑?，?shí)際作出的PＣB圖未按照此圖制作，而是制作了第一版設(shè)計(jì)的一個(gè)PCB，其中有錯(cuò)誤,故在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，自行焊接了設(shè)計(jì)電路.）三、電子線路軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)３.1軟件功能需求為了能夠計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，顯示無閃爍，按鍵響應(yīng)及時(shí)無抖動(dòng)等功能需求,根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可以得出相應(yīng)的軟件功能可分為以下部分:（1）初始化部分(2)顯示部分（3）鍵盤掃描判斷部分(4）數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)部分（5）主程序（6）定時(shí)器計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)３.2系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)基于以上軟件需求，以及ATMｅga16L指令集特點(diǎn)，編寫了如附錄程序來實(shí)現(xiàn)逾期功能。初始化部分.＃iｎclude＜rｅg52。ｈ>sbｉtKEY1＝Ｐ3^0；sｂitKEY2=P3^1;sbitKEY3＝P3^2;ｓbｉtｌed=P3^3;coｄeunsigｎｅdｃhaｒtａb［]={0ｘc0，０xf9，0ｘa4,0xb０，０x99，０ｘ９2，0x８２，0xf8，0x8０，0x９0｝；／/共陰數(shù)碼管0－9unsignedchａrＳtrTab［8］；／/定義緩沖區(qū)Ｕｎsignｅdchａｒminutｅ=30，hour=１2,sｅcond，ｍseｃｏnｄ，miaｏ,keｙ1ｆｌａg=０，key2fｌag＝0;//定義并且初始化值1２:３０：0０unｓigneｄchaｒkeyｔemp１=0，ｋｅｙｔemｐ2=0，cｌoｃkhor=０，ｃlｏｃkmin=0，cｌｏｃksec＝０，clockｆlag,keycｏｕnt,kｅyfｌag1，t；顯示部分。vｏidDisｐlaｙpro（void)｛StrTab［0］=tab[houｒ/10］;／／顯示正常時(shí)間StrTaｂ［1］=ｔａｂ［hour%10]；StrTaｂ[2]＝0ｘbf;StrTab[３］＝taｂ[minute/10］；StｒTab［4]=taｂ［minute%10]；StｒTab［5]=0xbf;StrTａb［6]=tab［ｓeｃｏｎｄ／10］；SｔrTａb[7]=tab[sｅｃｏnd％10];}vｏiddispｌayｍiao（）｛StｒTａb［6］=tａb［ｍseｃoｎd／10];／／顯示秒表時(shí)間SｔｒTab[7]=tab[mseｃｏnd％１0］；StrTａb［2]=０xbf;StrＴab［3］=ｔab［ｍiao/10];StｒTab［４]=tab［miaｏ%１0］；StrTaｂ［5］=0xbf；StｒTab［0]＝tab［０]；ＳtrＴaｂ［１]=ｔab［0］;｝ｖoｉdtｉmiｎg（void)｛SｔｒＴab［0]＝tab［ｈour／１０］;/／顯示正常時(shí)間ＳtrＴａb[1］=ｔaｂ[hｏuｒ%１0];ＳtrTab[2]=0xfｆ;StrTａb[３］=tab［minｕｔｅ/10]；SｔrＴaｂ［4］=tab[minute%10］;SｔrTab［5］＝0xｆf;StｒＴab[6］=tab［ｓeｃｏｎｄ/１0]；StｒＴaｂ［7］=tab［seｃond％10］;｝vｏidcｌｏck(voiｄ){SｔrＴaｂ[0］=tab[clocｋhor/10］；/／顯示鬧鈴時(shí)間StｒＴab［１］=taｂ［clockhor%1０］；StrTab［2]=０ｘ7ｆ；StrTａb[3］=tａｂ［clockmｉｎ/10］；ＳtrTab［4］＝tａb［clockｍｉn%１０］;StｒＴab[5］=0x7f;StrＴab［6］=tａb[clｏcｋｓec／10］；SｔrTab［7］＝tab［cloｃｋsec％１0];｝ｖｏｉｄzero（ｖoｉｄ）{StrTab［0］=tab［0];/／顯示零時(shí)間ＳtrTab[1］=tab[０];StｒTab[2］=0ｘbf;StrTab[３］＝taｂ［0］；SｔrTab[4］=ｔab［０];StrTab［5]=０xbf；ＳｔrＴａb［6]=ｔab[0];ＳtｒTab［７］=tab［０］;｝鍵盤掃描判斷部分.vｏiｄkeyjudge（）/／模式切換鍵掃描{keyｆｌag１=0；ｄelay（１000）;iｆ（ｋeyｆlag1＝1）｛if（key1flag〈=４)｛key1ｆlag＋+；｝if(ｋｅy1flag>=4){key１flag=0;｝｝keyflag1=0;}數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)部分。ｖoidtｉme１_isr(void）interruｐt3usiｎg0／/定時(shí)器1用來動(dòng)態(tài)掃描{sｔａt(yī)icunsiｇnｅdｃharnuｍ;ＴH1=０xf8;//重入初值TL1＝0ｘf０；sｗｉtch（ｎｕm）{caｓe0：P2=０xfe；Ｐ0=StrTab［nｕｍ];breaｋ;//分別調(diào)用緩沖區(qū)的值進(jìn)行掃描cａse1:P2=0xfｄ；Ｐ0=ＳtｒTab[num］;brｅaｋ；caｓe2：P2=0ｘｆb；Ｐ0＝SｔrTａb［num］;breaｋ；case3：P2=0xf7;P0=StrＴａb[num］;ｂrｅａk；ｃasｅ4：P2=0xｅf;Ｐ０＝StrTab[ｎum］；bｒｅaｋ；case5:P2=0ｘdｆ；P0=StrTab［num]；break；caｓｅ6:P2＝0xｂf；Ｐ0＝StrTａb［num];break;caｓe7:P２=0x7ｆ；P0=StrＴab［ｎｕｍ］；break；defaｕlｔ:ｂｒｅak;}nｕm＋+;／/掃描8次，使用8個(gè)數(shù)碼管iｆ（num==８)nuｍ=０；}延時(shí)程序。voiddeｌaｙ（uｎsignedｉnｔcｎt）//延時(shí)函數(shù){wｈilｅ(－-cnｔ）;}主程序。maｉn（）／/主函數(shù)｛TMＯD｜＝0x０１；/／定時(shí)器0用于計(jì)時(shí)TH０=0ｘd8；TL０=0xｆ０；EＴ０=1；TR0=１；ＴＭOD|=0x10;//定時(shí)器１用于動(dòng)態(tài)掃描TH１=0xF８；TL1=0xf0；ET１＝１;TＲ1=1；ＥＡ=1;EX0=１；ＩT0=1；t=0;Ｄiｓplａｙpro(）；whｉle（１)//主循環(huán)｛whｉle（(key1flag==0）)｛Disｐlaｙpro()；｝wｈiｌe（(key1fｌag=＝１)）｛zero();if(！KＥＹ3)//按鍵去抖以及動(dòng)作｛ｄｅlay（1０000）；iｆ(!KEY3)｛mｓecｏnｄ=0;mｉao=0；｝wｈｉｌe(（key1fｌag＝=1)）｛diｓplaymiａo()；｝｝}whilｅ（(key1fｌag==2)）｛timiｎg（)；iｆ（ｋey2flaｇ＝=0）｛iｆ(！KEＹ3）//按鍵去抖以及動(dòng)作{delay（10０00）;ｉf（！KEY３){miｎute++;ｉf（miｎute=＝59）minｕte=０;／/分加1tiｍing（）;}｝}iｆ(key2flａg==1)｛iｆ(！KEY３)/／按鍵去抖以及動(dòng)作{deｌay（１0００0);if(!KEY3)｛hour＋＋；ｉf（hour==24）ｈour＝0；／/分減1ｔimiｎg（）；｝｝｝tiｍing（）;}ｗhile（（key1flaｇ=＝３)）｛clocｋ(）;if（key２flaｇ==0){if（！KEY3）//按鍵去抖以及動(dòng)作｛dｅlａy（10００0);if(！KEY3）｛clockｍｉｎ++；if（clｏｃｋｍin==59)ｃlｏckmiｎ=０;//分加１cｌock(）;}}}if(key2ｆlag＝＝１)｛ｉf(!KEＹ3）//按鍵去抖以及動(dòng)作｛deｌaｙ(100０0）;ｉｆ（!KEY3）｛ｃloｃｋhor+＋;if（cｌoｃkｈor＝=24)clockｈor=０;／／分減1cｌｏck()；}｝}clock（);｝｝｝////／//／//／//////////／////／////////／/／/////／/／/／/////／////／/／／/／voｉdinter()ｉnterrupｔ０｛if(ｋey１flag=＝1）｛if(t==0）｛ｔ=1；}eｌseｔ=0；}｝鬧鈴響應(yīng)設(shè)計(jì)iｆ（（ｈour==cloｃkhｏr）＆&（miｎuｔe＝=clｏｃkｍin))｛clockｆlag=1;｝else｛clｏckfｌag=0；}if（cｌoｃkｆlag==1）{led=1；｝eｌse｛led=0；｝秒表設(shè)計(jì)ｖoidｔｉｍ（voiｄ）iｎteｒrupt1using１｛sｔaｔicunsiｇneｄiｎtcｏunt;//定義內(nèi)部靜態(tài)變量TH0＝0ｘf8；//重新賦值ＴＬ0=０x３０；ｃounｔ＋+;kｅｙcｏunt+＋；if（！KEY1){kｅyflaｇ１=１;keｙｊｕｄge（）;}iｆ(！ＫEY2）{ｉf（kｅy2flag〈=２）｛kｅy２flag++;}ｉf(ｋey２fｌag>=２）｛key2flaｇ=0；}}if((ｃouｎt％５）==0）｛iｆ(t==1)mｓecond++;if（ｍseconｄ＝=100）{mｓｅconｄ=0;miao++；/／秒加1if(miａo＝=1０0）miａo=0;}｝（9）走時(shí)設(shè)計(jì)iｆ(cｏｕnt==５00)｛count=0;second++;//秒加1ｉｆ（second==6０）｛sｅcｏnd=0；miｎute+＋；//分加1if（minｕte==60)｛ｍinuｔｅ=0；hour+＋；//時(shí)加1if(hｏur=＝24)ｈour=0；}}}}四、系統(tǒng)功能仿真4.1仿真電路設(shè)計(jì)因?yàn)槭褂肞rｏtｕｅs7．5進(jìn)行電路仿真時(shí)，默認(rèn)單片機(jī)正常工作同時(shí)電路驅(qū)動(dòng)能力無限大，因此可以省略掉復(fù)位和時(shí)序電路以及三極管驅(qū)動(dòng)部分，仿真電路圖設(shè)計(jì)如下：4。2功能仿真結(jié)果４。2．1時(shí)間顯示4。２．2鬧鈴設(shè)定4。２.3時(shí)間設(shè)定4。2.４秒表使用附錄：完整程序設(shè)計(jì)#incluｄｅ〈reg52.ｈ〉sbｉｔＫEY1=P3^０；ｓｂitKEY２=Ｐ３^１；sbｉtＫEY３=P3^2;ｓｂiｔｌed＝P3^3；cｏdｅｕnsignedｃhartab［]=｛0xｃ0，0xf9,0xａ４,0xb0，0x９9，0x9２,0ｘ８2,0xｆ8,0ｘ8０,0x９0}；／/共陰數(shù)碼管0－９ｕnsiｇnedｃhａrＳｔrTab[８］;/／定義緩沖區(qū)unsigｎeｄcｈarminute=3０,hoｕｒ=12，seconｄ,msecoｎｄ，ｍiａo，kｅy1fｌaｇ=0,ｋｅｙ2flaｇ=0;/／定義并且初始化值1２：30：０0uｎsｉgnedcharkｅｙｔemｐ１=0,kｅｙｔemp２=０,cloｃkhor=０,clocｋmｉn=0,cｌｏｃksｅc=0，clockflａg,keｙｃouｎt,keyｆlag１，t；voｉｄdelay（unｓigneｄintcｎｔ）//延時(shí)函數(shù){while(-—cnt);}voｉdDiｓpｌaypro（vｏid）{SｔrTab［0]=tab［hｏｕr/10]；/／顯示正常時(shí)間StrTaｂ［１]=tab［houｒ%1０]；StrTａb[2］=0ｘbf;StrＴaｂ[3]=ｔab［ｍinｕte/１０］;ＳｔｒＴaｂ［4］=taｂ[minｕte％10］;StrTａｂ［５］=0ｘbf;StrTaｂ［6］＝tａb［second／10］；StｒTab［7]＝ｔab［sｅｃond%10］；｝voiｄdisplayｍiao()｛StrTaｂ[6]＝tab［ｍsecond／10］;/／顯示秒表時(shí)間StｒTａb[７]=ｔａb[ｍsｅｃoｎd%10]；StrTab［2］=0xbf；StrTab［3］=tab［miao/10］；StｒＴab[４］＝tａｂ［miａo％10］；StrTaｂ［５]=０xｂｆ；ＳｔrTab[0］=tａb［０]；StrＴab[1］＝tab［0];}vｏidtiming（ｖｏid）{StrＴab[0］=tａb[ｈouｒ/１0］；/／顯示正常時(shí)間StrTab[1]＝tａb[houｒ%10]；ＳtrTａb[２］＝0xff；ＳtrＴａb［3]＝ｔaｂ［mｉnuｔe/1０］;StｒTａb[４］=taｂ[minuｔｅ％10］；StrＴａb［5]=0xｆf；StrTab［6]=ｔａb[sｅcｏnd/１０];StrTａｂ[7]=taｂ［second％10]；｝vｏiｄclock(vｏiｄ）{ＳtｒＴab[0］＝ｔaｂ[cｌocｋｈor/10］;//顯示鬧鈴時(shí)間ＳtrTab［1]＝ｔaｂ[clｏcｋｈｏｒ％10］；StrTａb［2]＝0x7f；StrＴab［3］＝tab［cloｃｋmiｎ/10];ＳｔｒTab［4］＝taｂ[cｌockｍin％１0];StｒTab[5］=0x７f;ＳtrTab[６］＝tab[clocksec/10］；StｒＴａb［7］=ｔａb[ｃｌocksec％10];｝voidzero(void）{StｒTab[０]=ｔab[0]；//顯示零時(shí)間ＳtｒＴａb［1］＝tab［0］;StｒＴab［2]＝0xbｆ;StrTab［3］=ｔab［0]；StｒTab[4］=ｔab［0]；StｒＴab［５］=0ｘbf；ＳtrTab［6]=ｔａｂ[０］；SｔrTab[７]=tａb[0］；｝voidkｅyｊuｄge（）{keyflag1=0;delａy(１00０）；if(keyflag1=1)｛if（kｅy1flag＜=4）{key1ｆｌag＋+；}ｉf（key1flag〉=４）｛kｅｙ1ｆlag=0；}｝keyflaｇ１=0;}mａin（)／/主函數(shù)｛TMOD|=0x0１；//定時(shí)器0用于計(jì)時(shí)TH0=0xｄ８；TL0=0xf０;ＥＴ０＝1；TR0＝1;TＭOD｜=0x１0；