基于單片機(jī)的多功能電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要基于51單片機(jī)可校時(shí)數(shù)字時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)計(jì)算機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)?！睸ingle-ChipMicrocomputer〕是集CPU,RAM,ROM,計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。石英晶體振蕩器是高精度的計(jì)時(shí)工具，而電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此計(jì)時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校。而數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用LED顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)，分，秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)和分的校對(duì)，片選的靈活性好。本文利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能的主要內(nèi)容，其中AT89S52是核心元件同時(shí)采用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示“時(shí)〞，“分〞，“秒〞的現(xiàn)代計(jì)時(shí)裝置。與傳統(tǒng)機(jī)械表相比，它具有走時(shí)精確,顯示直觀等特點(diǎn)。它的計(jì)時(shí)周期為24小時(shí)，顯滿刻度為“23時(shí)59分59秒〞，另外具有校時(shí)功能，斷電后有記憶功能，恢復(fù)供電時(shí)可實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)同步等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)由單片機(jī)AT89S52芯片和LED數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘。關(guān)鍵詞：單片機(jī);數(shù)字時(shí)鐘;LED數(shù)碼管顯示;按鍵AbstractThebaseand51digitalclockwhenthemicrocontrollercanbetheschoolcircuitdesign,single-chipcomputerthatissingle-chipmicro-computer.(Single-ChipMicrocomputer)isaCPU,RAM,ROM,countingandmultipleinterfacesinonemicrocontroller.Quartzcrystaloscillatorisahigh-precisiontimingtools,electronicclock,quartzwatch,quartzisusedquartztechnology,highprecisiontiming,goodstability,easytouse,doesnotrequirefrequentadjustment.Thedigitalelectronicclockwiththetimeintegratedcircuits,thedecodinginsteadofmechanicaltransmission,withLEDdisplayinsteadofapointerdisplayandthendisplaythetimeandreducethetimingerror,thistablehasthehours,minutesandsecondsdisplaysthetimefunction,butalsoinprogressandsub-proof-reading,theflexibilityofagoodchipselect.Inthispaper,MCUfunctiondigitalclocktimingthemaincontentsofwhichAT89S52isacoreelementatthesametimetheuseofdigitalcontroldynamicdisplay"time","sub","second"moderntimingdevices.Comparedwiththetraditionalmechanicalwatch,ithasatravel-timeaccuracy,displayandintuitiveandsoon.Itisatimeperiodof24hours,substantiallyfull-scaleas"23:59:59",anothertimewithaschoolfunction,memoryfunctionafterpoweroutages,powerrestorationcanberealizedwhenthetimesynchronizationandsoon.ThedesignbytheMCUAT89S52chipandLEDdigitaltubeasthecore,supplementedbythenecessarycircuitrytoformasinglechipdigitalclock.Keywords:shrapnelmachine;digitalclock;LEDdigitaltubedisplay;button目錄1緒論11.1電子時(shí)鐘的開展11.2選題背景和意義11.3電子時(shí)鐘的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀22電子鐘功能及AT89S52芯片簡介22.1電子鐘功能介紹2根本功能要求2擴(kuò)展功能要求32.2AT89S52芯片簡介3內(nèi)部結(jié)構(gòu)33根本原理及總體方案的介紹43．1根本原理43.2時(shí)鐘方案43.2.1計(jì)時(shí)方案43.2.2定時(shí)方案4鍵盤方案5顯示方案54電子鐘的工作原理54.1實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)時(shí)的根本方法65軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)65.1各模塊的劃分6數(shù)碼管顯示模塊6定時(shí)器計(jì)數(shù)器T0中斷效勞程序：7按鍵處理模塊：75.2主程序及各模塊執(zhí)行流程圖85.2.1主程序流程圖8中斷子程序流程圖：9鍵掃程序設(shè)計(jì)流程圖10各個(gè)按鍵處理程序流程圖11顯示子程序流程框圖12時(shí)間子程序流程圖：136系統(tǒng)調(diào)試146.1測試的目的146.2測試的重要性146.3軟件調(diào)試146.4測試數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析147誤差分析15總結(jié)15參考文獻(xiàn)16致謝17附錄一18附錄二281緒論1.1電子時(shí)鐘的開展近年來隨著科技的飛速開展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向深入，同時(shí)帶動(dòng)著傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面的知識(shí)是不夠的，還要根據(jù)具體的硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體的應(yīng)用對(duì)象的軟件結(jié)合，加以完善。單片機(jī)的應(yīng)用的重要意義在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)意義設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法。曾經(jīng)必須要通過模擬電路或者是數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的功能，單片機(jī)應(yīng)用軟件技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)，這種微控技術(shù)不僅簡化了電路，而且還可以改變軟件程序或者參數(shù)實(shí)現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)。數(shù)字鐘已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚谋匦杵?，廣泛的應(yīng)用于家庭以及辦公室等公共場所。給我們生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來了極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的開展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。盡管目前市場上已有現(xiàn)成的數(shù)字中集成電路芯片出售，價(jià)格廉價(jià)、使用也方便，但鑒于單片機(jī)的定時(shí)功能也可以完成數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì)，因此進(jìn)行數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)是必要的。本次設(shè)計(jì)的多功能數(shù)字鐘就是應(yīng)用單片機(jī)的計(jì)時(shí)功能為設(shè)計(jì)核心。1.2選題背景和意義20世紀(jì)末，電子技術(shù)得到了極速的開展，毫無疑問，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品以及各種高科技產(chǎn)品幾乎滲透到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，這有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的開展和社會(huì)信息化程度以及綜合科技水平的提高，但產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率也越來越快。隨著科技的開展社會(huì)的進(jìn)步和全球化競爭的日益劇烈，人們對(duì)數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時(shí)鐘已不能滿足人們的需求。多功能電子鐘不管在性能還是在樣式亦或是用途上都發(fā)生了重大的變化，許多電子鐘都已具備電子鬧鐘、電子秒表、溫度檢測等功能。同時(shí)單片機(jī)在多功能數(shù)字鐘中的應(yīng)用已是非常普遍的。數(shù)字電子時(shí)鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)，分，秒數(shù)字顯示的裝置，廣泛用于個(gè)人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡谋匦杵罚捎跀?shù)字集成電路的開展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，數(shù)字時(shí)鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。例如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)播送、自動(dòng)啟閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電器的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為根底的。因此，研究數(shù)字時(shí)鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。電子鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。因此，我們此次設(shè)計(jì)與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘。而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法。且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)序電路，通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法。1.3電子時(shí)鐘的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀數(shù)字電子時(shí)鐘，自從它創(chuàng)造的那天起，就成為人類的朋友，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷開展，生活節(jié)奏越來越快，競爭日益劇烈，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣?？梢哉f時(shí)間的準(zhǔn)確已成為各行各業(yè)平安運(yùn)行的根底，如果時(shí)間出現(xiàn)誤差而不能及時(shí)校正，會(huì)造成一系列嚴(yán)重的后果和經(jīng)濟(jì)損失。電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法有多種，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘，還可以利用對(duì)單片機(jī)編程來實(shí)現(xiàn)電子鐘。其中，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子時(shí)鐘具有硬件結(jié)構(gòu)簡單、編程靈活、便于功能擴(kuò)展等特點(diǎn)。由單片機(jī)作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過它的時(shí)鐘信號(hào)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，將其時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)輸出，利用顯示器顯示出來。通過鍵盤可以進(jìn)行定時(shí)、校時(shí)功能。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)或者數(shù)碼管顯示技術(shù)。2電子鐘功能及AT89S52芯片簡介2.1電子鐘功能介紹2.1.1根本功能要求①時(shí)間以24小時(shí)為一個(gè)周期；②顯示時(shí)、分、秒；③具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；當(dāng)沒有按鍵按下的時(shí)候，時(shí)鐘正常顯示，初始化時(shí)間為9:00:00.當(dāng)設(shè)置按鍵按下的時(shí)候，時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置動(dòng)作，按鍵處理設(shè)置為：當(dāng)?shù)谝淮伟聪翶0按鍵時(shí)候，進(jìn)入調(diào)秒狀態(tài)時(shí)鐘停止走動(dòng)，按下K1鍵可以對(duì)秒個(gè)位進(jìn)行加1操作，按下K2鍵的時(shí)候可以對(duì)秒個(gè)位進(jìn)行減1操作。當(dāng)?shù)诙伟聪翶0按鍵時(shí)候，進(jìn)入調(diào)秒十位狀態(tài)，按下K1可以對(duì)秒十位進(jìn)行加1操作，按下K2可以對(duì)秒十位進(jìn)行減1操作。第三次，第四次，第五次，第六次按下K0分別對(duì)分鐘的個(gè)位、十位、小時(shí)的個(gè)位、十位進(jìn)行調(diào)整，K1進(jìn)行相應(yīng)的加操作，K2進(jìn)行相應(yīng)的減操作。當(dāng)K0第七次按下的時(shí)候時(shí)鐘恢復(fù)正常走動(dòng)，退出調(diào)時(shí)間的模式。2.1.2擴(kuò)展功能要求時(shí)、分、秒的間隔符“-〞以一定頻率閃爍；2.2AT89S52芯片簡介2.2.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)AT89S52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。AT89S52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4kBFlash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM〕，32個(gè)外部雙向輸入/輸出〔I/O〕口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗〔WDT〕電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，AT89S52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性：主控器〔AT89S52〕的主要性能特點(diǎn)是：〔1〕與MCS-51單片單片機(jī)產(chǎn)品兼容；〔2〕8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器；〔3〕1000次擦寫周期；〔4〕全靜態(tài)操作：0Hz-33MHz；〔5〕三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；〔6〕32個(gè)可編程I/O口線；〔7〕三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；〔8〕六個(gè)中斷源；〔9〕全雙工UART串行通道；〔10〕低功耗空閑和掉電模式；〔11〕掉電后中斷可喚醒；〔12〕看門狗定時(shí)器；〔13〕雙數(shù)據(jù)指針；〔14〕掉電標(biāo)識(shí)符。3根本原理及總體方案的介紹3．1根本原理本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)技術(shù)原理，以單片機(jī)芯片AT89S52作為核心控制器，通過硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設(shè)計(jì)制作出一個(gè)多功能數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)。單片機(jī)擴(kuò)展的LED顯示器用來顯示秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)單元中的值。整個(gè)設(shè)計(jì)包括兩大局部:硬件局部和軟件局部,以單片機(jī)為核心,配以一定的外圍電路和軟件。硬件是整個(gè)系統(tǒng)的根底,軟件局部那么要合理、充分地支持和使用系統(tǒng)的硬件,從而完成系統(tǒng)所要完成的任務(wù)。該時(shí)鐘系統(tǒng)主要由時(shí)鐘模塊、液晶顯示模塊、鍵盤控制模塊組成。能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)間〔顯示格式為時(shí)時(shí)：分分：秒秒，24小時(shí)制〕，可隨時(shí)進(jìn)行時(shí)間調(diào)整。設(shè)計(jì)以硬件軟件化為指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮單片機(jī)功能，大局部功能通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)，電路簡單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。單片機(jī)在這種情況下誕生了基于單片機(jī)電子時(shí)鐘。下面，就對(duì)時(shí)鐘系統(tǒng)的幾大模塊制定一下具體的方案。3.2時(shí)鐘方案計(jì)時(shí)方案利用AT89S52單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。該方案節(jié)省硬件本錢，且能使讀者在定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用、中斷及程序設(shè)計(jì)方面得到鍛煉與提高，對(duì)單片機(jī)的指令系統(tǒng)能有更深入的了解，從而對(duì)學(xué)好單片機(jī)技術(shù)這門課程起到一定的作用。定時(shí)方案在本設(shè)計(jì)中用到了幾個(gè)定時(shí)模塊，第一個(gè)定時(shí)是用于定時(shí)一秒的，用到了單片機(jī)的定時(shí)器TR0，在定時(shí)的過程中采用的是查詢的方式，查詢定時(shí)時(shí)間是否到的定時(shí)器所采用。第二個(gè)定時(shí)是用于定時(shí)按鍵的抖動(dòng)時(shí)間，因?yàn)楫?dāng)按鍵時(shí)都會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)，但對(duì)鍵盤工作有影響的是鍵閉合時(shí)的抖動(dòng)，所以為了確保鍵掃描的正確性，每當(dāng)掃描到有閉合鍵時(shí)，都要進(jìn)行去抖動(dòng)處理。本設(shè)計(jì)中采用的是軟件去抖動(dòng)的方法，抖動(dòng)的定時(shí)采用的軟件的延時(shí)進(jìn)行定時(shí)的。第三個(gè)定時(shí)的功能是在液晶顯示時(shí)的延時(shí)時(shí)間，即在液晶顯示時(shí)是采用查表的方法進(jìn)行顯示的，因此需要用到一定的延時(shí)，使得我們能夠看的清楚所顯示的內(nèi)容，在這里用到的延時(shí)也是采用軟件的延時(shí)。3.2.3鍵盤方案在本次程序設(shè)計(jì)中對(duì)于鍵盤的設(shè)計(jì)，我專門設(shè)計(jì)了一個(gè)鍵盤掃描子程序，它所完成的功能是，首先對(duì)鍵盤進(jìn)行處理，給每一個(gè)鍵都設(shè)置了一個(gè)鍵碼，那么只要判斷鍵盤的鍵碼就可以知道是否有鍵按下，如假設(shè)有鍵按下也可以判斷是哪一個(gè)鍵按下了。在按鍵的程序掃描中是采用查詢的方法對(duì)按鍵進(jìn)行操作的，當(dāng)查詢到按鍵有動(dòng)作時(shí)，那么執(zhí)行相應(yīng)的操作。獨(dú)立式鍵盤的程序設(shè)計(jì)一般把鍵盤掃描程序設(shè)計(jì)成子程序，以便其它各程序調(diào)用。本設(shè)計(jì)中的鍵盤掃描子程序的名稱為KEY，那么鍵盤掃描子程序KEY應(yīng)具有以下功能：判定有無按鍵動(dòng)作；去抖動(dòng)；確認(rèn)是否真正有閉合鍵；計(jì)算并保存閉合鍵鍵碼；判定閉合鍵是否釋放；恢復(fù)閉合鍵鍵碼。3.3.4顯示方案本系統(tǒng)公用4.個(gè)二合一數(shù)碼管，從右到左依次顯示秒個(gè)位，秒時(shí)位，分隔符，分個(gè)位，分十位，分隔符，時(shí)個(gè)位，時(shí)十位。數(shù)碼管顯示的信息用8個(gè)內(nèi)存單元存放，這個(gè)8內(nèi)存單元為顯示緩沖區(qū)，其中秒個(gè)位和秒十位，分個(gè)位和分十位，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位分別由秒數(shù)據(jù)，分?jǐn)?shù)據(jù)和小時(shí)數(shù)據(jù)分拆得到。在本系統(tǒng)中數(shù)碼管顯示采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示。在存儲(chǔ)器中首先建立一張顯示信息字字段碼，顯示的時(shí)候，先從顯示緩沖區(qū)中取出顯示信息，然后通過查表程序在字?jǐn)啻a表中查出的所顯示的字?jǐn)啻a。從P0口輸出，同時(shí)在P2口將對(duì)應(yīng)的位選碼輸出，選中顯示的數(shù)碼管，就能在相應(yīng)的數(shù)碼管上顯示顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容。4 電子鐘的工作原理4.1實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)時(shí)的根本方法利用MCS-51系列單片機(jī)的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)數(shù)。(1)計(jì)數(shù)初值計(jì)算:把定時(shí)器設(shè)為工作方式1，定時(shí)時(shí)間為50ms，那么計(jì)數(shù)溢出20次即得時(shí)鐘計(jì)時(shí)最小單位秒，而100次計(jì)數(shù)可用軟件方法實(shí)現(xiàn)。假設(shè)使用T/C0，方式1，50ms定時(shí)，fosc=12MHz。那么初值X滿足〔216-X〕×1/12MHz×12μs=50000μsX=15536→→3CB0H(2)采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)累計(jì),計(jì)滿20次為秒計(jì)時(shí)〔1秒〕；(3)從秒到分和從分到時(shí)的計(jì)時(shí)是通過累加和數(shù)值比擬實(shí)現(xiàn)。5 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1各模塊的劃分5.1.1數(shù)碼管顯示模塊本系統(tǒng)共用4個(gè)二合一數(shù)碼管，從右到左一次顯示秒個(gè)位，秒時(shí)位，分隔符，分個(gè)位，分十位，分隔符，時(shí)個(gè)位，時(shí)十位。數(shù)碼管顯示的信息用8個(gè)內(nèi)存單元存放，這個(gè)8內(nèi)存單元為顯示緩沖區(qū)，其中秒個(gè)位和秒十位，分個(gè)位和分十位，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位分別由秒數(shù)據(jù)，分?jǐn)?shù)據(jù)和小時(shí)數(shù)據(jù)分拆得到。在本系統(tǒng)中數(shù)碼管顯示采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示。在存儲(chǔ)器中首先建立一張顯示信息字字段碼，顯示的時(shí)候，先從顯示緩沖區(qū)中取出顯示信息，然后通過查表程序在字?jǐn)啻a表中查出的所顯示的字?jǐn)啻a。從P0口輸出，同時(shí)在P2口將對(duì)應(yīng)的位選碼輸出，選中顯示的數(shù)碼管，就能在相應(yīng)的數(shù)碼管上顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容。AT89S52電路顯示方框圖LED顯示器有靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。靜態(tài)顯示就是當(dāng)顯示器顯示某個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的段恒定的導(dǎo)通或截止，直到顯示另一個(gè)字符為止。LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極接地；假設(shè)為共陽極那么接+5V電源。每位的段選線分別與一個(gè)8位鎖存器的輸出口相連，顯示器中的各位相互獨(dú)立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存的輸出將維持不變。正因?yàn)槿绱?，靜態(tài)顯示器的亮度較高。這種顯示方式編程容易，管理也較簡單，但占用I/OAT89S52電路顯示方框圖由于所有8位段皆由一個(gè)I/O口控制，因此，在每一瞬間，8位LED會(huì)顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法輪流點(diǎn)亮各位LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。在此瞬間，段選控制I/O口輸出相應(yīng)字符段選碼〔字型碼〕，而位選那么控制I/O口在該顯示位送入選通電平〔因?yàn)長ED為共陰，故應(yīng)送低電平〕，以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位分時(shí)顯示該位應(yīng)顯示字符。在多位LED顯示時(shí)，為了簡化電路，降低本錢，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O口控制。而共陰〔共陽〕極公共端分別由相應(yīng)的I/O口線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。段選碼，位選碼每送入一次后延時(shí)1MS，因人的視覺暫留時(shí)間為0.1S〔100MS〕，所以每位顯示的時(shí)間不能超過20MS，并保持延時(shí)一段時(shí)間，以造成視覺暫留效果，給人看上去每個(gè)數(shù)碼管總在亮。這種方式稱為軟件掃描方式。5.1.2定時(shí)器計(jì)數(shù)器T0中斷效勞程序：定時(shí)器計(jì)數(shù)器T0用于時(shí)間計(jì)時(shí)，選擇方式1，重復(fù)定時(shí)，定時(shí)時(shí)間設(shè)為50MS，定時(shí)時(shí)間到那么溢出中斷，在中斷效勞程序中用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì)50MS計(jì)數(shù)，計(jì)20次那么對(duì)秒單元加1，秒單元到60那么對(duì)分單元加1，同時(shí)秒單元清零。分單元加到60的時(shí)候，那么對(duì)時(shí)單元加1，同時(shí)分單元清零，時(shí)單元加到24的時(shí)候那么對(duì)時(shí)單元清零，標(biāo)志一天時(shí)間計(jì)滿。在對(duì)各單元計(jì)數(shù)的同時(shí)，把他們的值放到存儲(chǔ)器單元的制定位置。5.1.3按鍵處理模塊：按鍵處理設(shè)置為：如果沒有按鍵，那么時(shí)鐘正常走下去，當(dāng)?shù)谝淮伟聪翶0按鍵時(shí)候，進(jìn)入調(diào)秒狀態(tài)時(shí)鐘停止走動(dòng)，按下K1鍵可以對(duì)秒個(gè)位進(jìn)行加1操作，按下K2鍵的時(shí)候可以對(duì)秒個(gè)位進(jìn)行減1操作。當(dāng)?shù)诙伟聪翶0按鍵時(shí)候，進(jìn)入調(diào)秒十位狀態(tài)，按下K1可以對(duì)秒十位進(jìn)行加1操作，按下K2可以對(duì)秒十位進(jìn)行減1操作。第三次，第四次，第五次，第六次按下K0分別對(duì)分鐘的個(gè)位、十位、小時(shí)的個(gè)位、十位進(jìn)行調(diào)整，K1進(jìn)行相應(yīng)的加操作，K2進(jìn)行相應(yīng)的減操作。當(dāng)K0第七次按下的時(shí)候時(shí)鐘恢復(fù)正常走動(dòng)，退出調(diào)時(shí)間的模式。5.2主程序及各模塊執(zhí)行流程圖5.2.1主程序流程圖主程序先對(duì)現(xiàn)實(shí)單元和定時(shí)器計(jì)數(shù)器初始化，然后重復(fù)調(diào)用數(shù)碼管顯示模塊和按鍵處理模塊，當(dāng)有按鍵按下，那么轉(zhuǎn)入相應(yīng)的功能程序。開始開始T0、方式1設(shè)為16位計(jì)數(shù)器模式允許T0中斷，設(shè)中斷次數(shù)為20次清零計(jì)時(shí)單元開中斷啟動(dòng)T0調(diào)用顯示子程序5.2.2中斷子程序流程圖：T0中斷T0中斷保護(hù)現(xiàn)場20次中斷到否秒單元加1單元清零恢復(fù)現(xiàn)場、中斷返回NY5.2.3鍵掃程序設(shè)計(jì)流程圖5.2.4各個(gè)按鍵處理程序流程圖開始開始對(duì)“時(shí)〞閃爍對(duì)“時(shí)〞閃爍對(duì)“秒〞閃爍對(duì)“分〞閃爍NNNNK0按下NK0按下K0按下K0按下NK0按下K0按下YYYYYY按鍵消抖按鍵消抖按鍵消抖按鍵消抖按鍵消抖按鍵消抖NNNNNNK1按下K1按下K1按下K1按下K1按下K1按下YYYYYY按鍵消抖按鍵消抖按鍵消抖按鍵消抖按鍵消抖按鍵消抖YYNNN消除閃爍并延時(shí)0.5s子程序返回秒加一K2按下K2按下K2按下時(shí)減一按鍵消抖時(shí)加一分減一按鍵消抖分加一秒減一按鍵消抖YYNNN消除閃爍并延時(shí)0.5s子程序返回秒加一K2按下K2按下K2按下時(shí)減一按鍵消抖時(shí)加一分減一按鍵消抖分加一秒減一按鍵消抖YY5.2.5顯示子程序流程框圖5.2.6時(shí)間子程序流程圖：6系統(tǒng)調(diào)試6.1測試的目的如果測試的目的是為了盡可能多地找出錯(cuò)誤，那么測試就應(yīng)該直接針對(duì)軟件比擬復(fù)雜的局部或是以前出錯(cuò)比擬多的位置。1.軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程;2.測試是為了證明程序有錯(cuò)，而不是證明程序無錯(cuò)誤;3.一個(gè)好的測試用例是在于它能發(fā)現(xiàn)至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤;4.一個(gè)成功的測試是發(fā)現(xiàn)了至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的測試。6.2測試的重要性軟件的測試在軟件生命周期中占據(jù)重要的地位，在傳統(tǒng)的瀑布模型中，軟件測試學(xué)僅處于運(yùn)行維護(hù)階段之前，是軟件產(chǎn)品交付用戶使用之前保證軟件質(zhì)量的重要手段。近來，軟件工程界趨向于一種新的觀點(diǎn)，即認(rèn)為軟件生命周期每一階段中都應(yīng)包含測試，從而檢驗(yàn)本階段的成果是否接近預(yù)期的目標(biāo)，盡可能早的發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并加以修正，如果不在早期階段進(jìn)行測試，錯(cuò)誤的延時(shí)擴(kuò)散常常會(huì)導(dǎo)致最后成品測試的巨大困難。6.3軟件調(diào)試系統(tǒng)仿真分析電路原理圖在ISIS里設(shè)計(jì)完成，并將系統(tǒng)軟件編譯成.Hex文件，再進(jìn)行電子時(shí)鐘的系統(tǒng)虛擬仿真?！?〕在ISIS的原理圖中，右鍵單擊AT89S52將其選中，然后單擊左鍵翻開AT89S52的EditComponent對(duì)話框?！?〕選擇相應(yīng)的.Hex文件，再在ProteusISIS編輯窗口的File菜單中選擇SaveDesign選項(xiàng)，保存設(shè)計(jì)，生成.DSN文件。6.4測試數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析在ProteusISIS的Debug菜單中選擇Execute，運(yùn)行程序。實(shí)現(xiàn)功能的具體方法：當(dāng)進(jìn)入調(diào)整功能時(shí)，按第一個(gè)鍵K1進(jìn)行加運(yùn)算，按第二個(gè)鍵K2進(jìn)行減運(yùn)算。按下第三個(gè)鍵K0,實(shí)現(xiàn)時(shí)間調(diào)整功能，等數(shù)字閃爍后，按一二鍵進(jìn)行加減，從而可以進(jìn)行具體時(shí)間調(diào)整。時(shí)間顯示格式為：時(shí)-分-秒。7誤差分析本數(shù)字電子鐘在跟標(biāo)準(zhǔn)的電子鐘比擬時(shí)，時(shí)間稍微慢一點(diǎn)，產(chǎn)生此種情況的原因有：其一是在執(zhí)行程序指令時(shí)，由于需要消耗一定的時(shí)間，因此會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)的電子鐘要慢一點(diǎn)。其二是晶振不夠標(biāo)準(zhǔn)，使得定時(shí)器定時(shí)時(shí)不夠精準(zhǔn)。總結(jié)過去人們應(yīng)用時(shí)鐘僅僅是為了明確當(dāng)前時(shí)間。隨著生產(chǎn)力的開展，社會(huì)的進(jìn)步，生產(chǎn)生活對(duì)時(shí)鐘的需求越來越大，對(duì)時(shí)鐘的體型、功能的要求也各有不同。所以多功能電子時(shí)鐘在今后的應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛?；趩纹瑱C(jī)實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘，僅僅是眾多方法之一。并且市場上的實(shí)際時(shí)鐘日歷芯片品類繁多，IC化的傳感器各種各樣，顯示方式也愈趨于人性化。所以多功能電子時(shí)鐘有多種實(shí)現(xiàn)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也有很多，筆者已經(jīng)通過仿真和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間的顯示和校對(duì)功能。本文采用51單片機(jī)C語言進(jìn)行編程，當(dāng)然也可以應(yīng)用匯編語言。由于筆者的能力有限，提供的程序還可以進(jìn)一步優(yōu)化，并且還可以根據(jù)需求為電子時(shí)鐘增設(shè)新的功能。本課題由兩個(gè)人共同完成，我個(gè)人負(fù)責(zé)軟件的建立與調(diào)試。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中我們小組兩個(gè)人是分別完成自己所負(fù)責(zé)的模塊，遇到的問題一起商量解決，這樣就防止了有些問題彼此都不了解從而對(duì)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)不到最好的效果。由此，我們深深體會(huì)到在團(tuán)隊(duì)合作中實(shí)時(shí)溝通的重要性。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科學(xué)習(xí)階段的一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的鍛煉時(shí)機(jī)，通過這次“基于單片機(jī)的多功能電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)〞的課題開發(fā)，不僅鍛煉了自己運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)根底知識(shí)，并且更重要的是很好的鍛煉了我們解決實(shí)際問題的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到不會(huì)的知識(shí)點(diǎn)要查閱大量的文獻(xiàn)資料，在不斷地發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的過程中使自己進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到不怕困難，刻苦鉆研的重要性。最重要的是通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使自己的綜合能力得到了提高。我認(rèn)為這正是我們學(xué)校讓畢業(yè)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。最后，順利如期的完本錢次畢業(yè)設(shè)計(jì)，但由于自身能力的問題，本設(shè)計(jì)還是并不是完美的，還存在許多的缺乏，比方：1.界面太過于簡單；2.所實(shí)現(xiàn)的功能太少。這些無疑是很讓我感到遺憾的，可這些缺乏正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動(dòng)力，只有發(fā)現(xiàn)問題、面對(duì)問題，才有可能解決問題。我會(huì)積極的面對(duì)這些問題，努力提高自己的專業(yè)知識(shí)和能力！參考文獻(xiàn)[1]徐愛鈞．單片機(jī)原理實(shí)用教程－－基于Protrues虛擬仿真[M]．北京：電子工業(yè)出版社.2023-1[2]李萍．AT89S52單片機(jī)、原理、開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例[M]．北京：中國電力出版社． 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uintx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voidinit(){ EA=1; TMOD=0X01; ET0=1; TR0=1; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; shi=9; fen=0; miao=0;}voidshow(){ P0=0x00; P2=0; P0=sz[shi/10]; delayms(300); P0=0x00; P2=1; P0=sz[shi%10]; delayms(300); P0=0x00; P2=2; P0=0x40; delayms(300); P0=0x00; P2=3; P0=sz[fen/10]; delayms(300); P0=0x00; P2=4; P0=sz[fen%10]; delayms(300); P0=0x00; P2=5; P0=0x40; delayms(300); P0=0x00; P2=6; P0=sz[miao/10]; delayms(300); P0=0x00; P2=7; P0=sz[miao%10]; delayms(300);}voidkey(){ uchari=0,j=0,k=30; if(key1==0) { delayms(5); if(key1==0) { EA=0; i++; while(!key1); while(1) { if(key1==0) { delayms(5); if(key1==0) i++; while(!key1); if(i==7) { EA=1; break; } } if(key2==0) { delayms(5); if(key2==0) { if(i==1) { if((miao%10)==9) miao=miao/10*10; else miao++; } if(i==2)miao=miao+10; if(miao>=60)miao=miao%10; if(i==3) { if((fen%10)==9) fen=fen/10*10; else fen++; } if(i==4)fen=fen+10; if(fen>=60)fen=fen%10; if(i==5) { if(shi/10==2) { if((shi%10)==3) shi=shi/10*10; else shi++; } else { if((shi%10)==9) shi=shi/10*10; else shi++; } } if(i==6)shi=shi+10; if(shi>=24)shi=shi%24; while(!key2); } } if(key3==0) { delayms(5); if(key3==0) { if(i==1) { if((miao%10)==0) miao=miao/10*10+9; else miao--; }