基于單片機的數(shù)字時鐘設(shè)計實訓報告

PAGEPAGE15摘要近年來隨著計算機在社會領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強，體積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點，因此特別適合于與控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來越廣泛地應(yīng)用于自動控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個領(lǐng)域，單片機往往是作為一個核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善本次做的數(shù)字鐘是以單片機（AT89C51）為核心，結(jié)合相關(guān)的元器件（3個2位共陽數(shù)碼管，一個發(fā)光二極管和一個蜂鳴器）和應(yīng)用程序（proteus軟件和KEIL編譯軟件），構(gòu)成相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：單片機AT89C51共陽數(shù)碼管發(fā)光二極管蜂鳴器proteus軟件KEIL編譯軟件目錄1.課題設(shè)計目的 42.AT89C51的單片機簡介 42.1LED顯示電路 72.2鍵盤控制電路 73.課程設(shè)計報告內(nèi)容 83.1.方案設(shè)計要求 83.2系統(tǒng)設(shè)計流程圖 83.3繪制數(shù)字時鐘電路Protues仿真原理圖 93.4運行程序 104.總結(jié) 105.數(shù)字時鐘源程序 10-19數(shù)字時鐘設(shè)計1.課題設(shè)計目的數(shù)字電子鐘具有走時準確，一鐘多用等特點，在生活中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用本文主要介紹用單片機內(nèi)部的定時/計數(shù)器來實現(xiàn)電子時鐘的方法，本設(shè)計由單片機AT89C51芯片和3個兩位一體的共陽極的數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了一個單片機數(shù)字時鐘。2.AT89C51的單片機簡介（一）AT89C51的介紹AT89C51單片機是在一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時器/計數(shù)器和多種功能的I/O接口電路等一臺計算機所需要的基本功能部件，AT89C51單片機內(nèi)包含下列幾個部件：（1）一個8位CPU；（2）一個片內(nèi)振蕩器及時鐘電路；（3）4K字節(jié)ROM程序存儲器；（4）128字節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲器；（5）兩個16位定時器/計數(shù)器；（6）可尋址64K外部數(shù)據(jù)存儲器和64K外部程序存儲器空間的控制電路；（7）32條可編程的I/O線（四個8位并行I/O端口）；（8）一個可編程全雙工串行口；（9）具有五個中斷源、兩個優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)。（二）AT89C51單片機的部分管腳說明：AT89C51單片機采用40條引腳雙列直插式器件，引腳除5V（40腳）和電源地（20腳）外，其功能分為時鐘電路、控制信號、輸入/輸出三大部分，引腳圖如下圖：①Vcc40電源端；GND20接地端。工作電壓為5V。②外接晶振引腳晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖XTAL119、XTAL218：XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。③復(fù)位RST9常用復(fù)位電路圖在振蕩器運行時，有兩個機器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機復(fù)位，只要這個腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。④/EA=131腳當/EA=1時，訪問內(nèi)部程序存儲器，當PC值超過內(nèi)ROM范圍時，自動轉(zhuǎn)執(zhí)行外部程序存儲器的程序；當/EA=0時，只訪問外部程序存儲器。（三）另外介紹一下輸入輸出引腳（本系統(tǒng)只用到P0、P1、P2口）：(1)P0端口[P0.0-P0.7]是一個8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1（對端口寫1）時作高阻抗輸入端。作為輸出口時能驅(qū)動8個TTL。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收指令字節(jié);校驗程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時，P0口是分時轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。(2)P1端口[P1.0－P1.7]是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收低8位地址信息。(3)P2端口[P2.0－P2.7]是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收高8位地址和控制信息。在訪問外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址。而在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。2.1LED顯示電路本課程設(shè)計用到共陽極數(shù)碼管通過其引腳圖，便可順利完成其連接。。2.3鍵盤控制電路通過S1、S2、S3和S4四個按鍵，對時間進行修改和鬧鐘的設(shè)置，S0控制鬧鐘的啟動和停止。按下S1鍵顯示鬧鐘，松開后顯示時間；按下S4鍵進入時間修改模式，再按S4鍵時間的時加1，按S2分加1，調(diào)整結(jié)束后按下S1恢復(fù)正常顯示；按下S3鍵進入鬧鐘修改模式，再按S3鍵鬧鐘的時加1，按S2分加1，調(diào)整結(jié)束后按下S1恢復(fù)正常顯示。當用手按下一個鍵時，往往按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況；在釋放一個鍵時，也會出現(xiàn)類似的情況，這就是抖動。抖動的持續(xù)時間隨鍵盤材料和操作員而異，不過通?？偸遣淮笥?0ms。很容易想到，抖動問題不解決就會引起對閉合鍵的識別。用軟件方法可以很容易地解決抖動問題，這就是通過延遲10ms來等待抖動消失，這之后，再讀入鍵盤碼。3.課程設(shè)計報告內(nèi)容3.1.方案設(shè)計要求設(shè)計制作一個數(shù)字時鐘，要求能實現(xiàn)基本走時，并以數(shù)字形式顯示時、分、秒；采用24小時制；能實現(xiàn)校時、校分，定時鬧鐘的功能，也可以添加其他功能.采用單片機最小系統(tǒng)實現(xiàn)功能。優(yōu)點：電路簡單，能通過程序進行隨機調(diào)整并擴展功能，成本低，易于實現(xiàn)。缺點：走時有一定的誤差。經(jīng)過綜合考慮成本問題以及電路實現(xiàn)問題，選擇第三種方案實現(xiàn)設(shè)計要求。3.2系統(tǒng)設(shè)計流程圖如下圖所示3.3制數(shù)字時鐘電路Protues仿真原理圖通過S1、S2、S3和S4四個按鍵，對時間進行修改和鬧鐘的設(shè)置，S0控制鬧鐘的啟動和停止。按下S1鍵顯示鬧鐘，松開后顯示時間；按下S4鍵進入時間修改模式，再按S4鍵時間的時加1，按S2分加1，調(diào)整結(jié)束后按下S1恢復(fù)正常顯示；按下S3鍵進入鬧鐘修改模式，再按S3鍵鬧鐘的時加1，按S2分加1，調(diào)整結(jié)束后按下S1恢復(fù)正常顯示。3.4運行程序4.總結(jié)經(jīng)過這次單片機課程設(shè)計實驗，讓我獲得了很多知識，進一步加深了我對AT89C51單片機的掌握，另外也鞏固了我的編程思想和焊接技術(shù).本次的課程設(shè)計，讓我發(fā)現(xiàn)理論必須用于實踐，否則只是一張白紙。此外只有理論水平提高了，才能更好的運用于實踐。另外，本次課程設(shè)計也考驗了我的認真的態(tài)度。只有做事?lián)碛姓J真的態(tài)度與科學的方法，才能成功。5.1數(shù)字時鐘源程序#include<reg51.h>#defineucharunsignedcharsbitdula=P2^6;sbitwela=P2^7;sbitbeep=P2^3;unsignedcharj,k,a1,a0,b1,b0,c1,c0,s,f,m,key=10,temp,qq;ucharshi20,shi10,fen20,fen10,miao20,miao10,new,ok=1,wei;unsignedintpp;unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};voiddelay(unsignedchari){for(j=i;j>0;j--)for(k=125;k>0;k--);}voiddisplay(ucharshi2,ucharshi1,ucharfen2,ucharfen1,ucharmiao2,ucharmiao1){dula=0;P0=table[shi2];dula=1;dula=0;wela=0;P0=0xfe;wela=1;wela=0;delay(5);P0=table[shi1]|0x80;dula=1;dula=0;P0=0xfd;wela=1;wela=0;delay(5);P0=table[fen2];dula=1;dula=0;P0=0xfb;wela=1;wela=0;delay(5);P0=table[fen1]|0x80;dula=1;dula=0;P0=0xf7;wela=1;wela=0;delay(5);P0=table[miao2];dula=1;dula=0;P0=0xef;wela=1;wela=0;delay(5);P0=table[miao1];dula=1;dula=0;P0=0xdf;wela=1;wela=0;delay(5);}voidkeyscan0(){P3=0xfb;temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(10);if(temp!=0xf0){temp=P3;switch(temp){case0xbb:ok=0;break;case0x7b:ok=1;break;}}} }voidkeyscan(){{ P3=0xfe;temp=P3;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(10);if(temp!=0xf0){ temp=P3;switch(temp){case0xee:key=0; 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