基于AT89C52LED點(diǎn)陣顯示電子鐘的制作課程設(shè)計(jì)報(bào)告

..海南大學(xué)《單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目：基于AT89C52LED點(diǎn)陣顯示電子鐘的制作學(xué)院：______指導(dǎo)完成日期：2015年6月25日..摘要：介紹了基于AT89C51為控制器的LED點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì),包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。系統(tǒng)硬件部分由單片機(jī)、行驅(qū)動(dòng)電路、列驅(qū)動(dòng)電路、上位PC機(jī),RS-232通訊接口等部分組成;軟件設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示模式的16×16點(diǎn)陣顯示屏,LED點(diǎn)陣模塊選用8×8基礎(chǔ)模塊,每4塊排列構(gòu)成一個(gè)16×16的點(diǎn)陣屏。并且可以對(duì)其進(jìn)行設(shè)置?；贏T98C52單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示電子鐘具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能靠,價(jià)格低和靈活等優(yōu)點(diǎn),因此得到了廣泛應(yīng)用。利用單片機(jī)來設(shè)計(jì)的系統(tǒng),既能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的功能,也可以滿足計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性、迅速性,并且電路簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；LED點(diǎn)陣；電子鐘Abstract:ThedesignofLEDdotmatrixdisplaybasedonAT89C51isintroduced,whichincludestwoparts,hardwaredesignandsoftwaredesign.Systemhardwareiscomposedofasinglechipcomputer,drivecircuit,acolumndrivercircuit,PC,RS-232communicationinterfaceparts;softwaredesignusingadynamicdisplay16*16dotmatrixdisplay,LEDdotmatrixmoduleselectionof8*8basicmoduleandarrangedineachoffourblocksconstitutea16*16dotmatrixscreen.Andcanbesetup.BasedonAT98C52microcontrollerLEDdotmatrixdisplayelectronicclockhastheadvantagesofsimplestructure,performance,lowpriceandflexible,soithasbeenwidelyused.Theuseofsingle-chipmicrocomputertodesignthesystem,bothtoachievethesystemfunctions,butalsotomeettheaccuracyofthecount,andfast,simpleoperation,simpleoperation,general.目錄：TOC\o"1-3"\h\u28433一、緒論-1-257881.1：前言-1-14461.2：設(shè)計(jì)任務(wù)和要求-1-237631.3：工藝要求-2-10874二、系統(tǒng)方案-2-13252.1：方案一-2-129412.2：方案二-3-6320三、器件介紹-3-264813.1：STC89C52-3-214743.2：LED點(diǎn)陣-4-122593.3：74LS373-7-301023.4：74LS245-7-77573.5：74LS138-8-250603.6：74LS04-9-72563.7：74LS30-9-25089四、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)-9-255794.1：晶振電路-10-40154.2：復(fù)位電路-11-146704.3：按鍵電路-12-126394.4：顯示電路-12-14160五、軟件設(shè)計(jì)及程序分析-13-13376六、仿真與測(cè)試-16-17816七、實(shí)驗(yàn)-18-7109八、結(jié)論-19-21135九、感謝-19-14959參考文獻(xiàn)：-19-30082附件一：C51源代碼-20-26081附件二：PCB原理圖-25-749附件三：PCB板圖-26-..緒論1.1：前言數(shù)字時(shí)鐘是為了滿足人們對(duì)精確度的更高要求應(yīng)運(yùn)而生的。數(shù)字時(shí)鐘是真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)、分、秒進(jìn)行數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置,并具有成本低、構(gòu)造簡(jiǎn)單以及易于攜帶等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘的系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)等,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,以此為以后的相關(guān)研究提供借鑒。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)月,日,時(shí),分,秒.數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置,廣泛用于個(gè)人家庭,車站,碼頭辦公室等公共場(chǎng)所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度,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。諸如定時(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)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等,所有這些,都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此,研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用,有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。目前,單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。下面是單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于,它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能,現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù),是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。[1]單片機(jī)模塊中最常見的是數(shù)字鐘,數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)月,日,時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置,與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性,且無機(jī)械裝置,具有更更長(zhǎng)的使用壽命,因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?廣泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇場(chǎng)、辦公室等公共場(chǎng)所,給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)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)。1.2：設(shè)計(jì)任務(wù)和要求采用STC89C52單片機(jī)和LED點(diǎn)陣顯示；能顯示當(dāng)前的月、日、時(shí)、分、秒,24小時(shí)制；月、日、時(shí)、分、秒均可以單獨(dú)設(shè)置,設(shè)置時(shí)該項(xiàng)目閃爍；外接3個(gè)按鍵,一個(gè)用于選擇需要設(shè)置的項(xiàng)目,一個(gè)增加、一個(gè)減少。主要技術(shù)指標(biāo)：計(jì)時(shí)精度誤差：≤1秒/日；LED顯示清晰,不能有明顯的殘影、亂碼；電源：DC5V、2A。1.3：工藝要求印刷電路板布局合理、走線清晰整潔；IC裝在插座上,發(fā)熱元、器件應(yīng)考慮散熱的方法；在印制板上應(yīng)留出定位孔及固定支架所占用的位置；焊點(diǎn)大小適中、呈錐狀、美觀、結(jié)實(shí)、光亮、無虛焊；跳線整齊美觀；程序采用C51語言編寫,適當(dāng)注釋,具備良好的編程風(fēng)格；在PCB版上應(yīng)用記號(hào)筆明顯標(biāo)識(shí)作者姓名。系統(tǒng)方案2.1：方案一由中斷產(chǎn)生的秒、分、小時(shí)、日、月數(shù)據(jù),經(jīng)轉(zhuǎn)換子程序轉(zhuǎn)換成適應(yīng)LED點(diǎn)陣顯示屏顯示的數(shù)據(jù),并通過單片機(jī)的輸出功能輸入到LED點(diǎn)陣顯示屏,再通過顯示掃描程序,顯示出時(shí)鐘的走時(shí)時(shí)間。用計(jì)時(shí)程序來完成計(jì)時(shí),數(shù)時(shí)功能,再通過單片機(jī)綜合控制將數(shù)字顯示出來。由此可見,通過AT89C52單片機(jī)的控制功能,完全可以實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣顯示電子鐘。2.1.1：硬件結(jié)構(gòu)：根據(jù)項(xiàng)目的功能和要求,可采用AT89C52單片機(jī)作為核心控制器。LED點(diǎn)鐘電子鐘系統(tǒng)組成包括：晶振電路模塊、復(fù)位電路模塊、顯示電路模塊、顯示行驅(qū)動(dòng)電路模塊、按鍵電路模塊以及電源模塊。2.1.2：控制思路：LED點(diǎn)陣電子鐘程序主要功能是屏幕顯示時(shí)間穩(wěn)定,精確。所以按照分塊設(shè)計(jì)的法可以把程序分為主程序、顯示程序、計(jì)時(shí)程序。主程序主要是用來初始化系統(tǒng)和控制各個(gè)子程序之間執(zhí)行的順序。顯示程序用來完成字在LED點(diǎn)陣上的顯示,時(shí)鐘的顯示是使用5塊8×8點(diǎn)陣顯示屏。計(jì)時(shí)程序用來完成計(jì)時(shí),數(shù)時(shí)功能。2.2：方案二由振蕩器產(chǎn)生的穩(wěn)定的高頻時(shí)鐘脈沖信號(hào),作為數(shù)字鐘的時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn),通過單片機(jī)對(duì)電路進(jìn)行控制,輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位,分計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后就向時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位,小時(shí)計(jì)數(shù)器按照24進(jìn)制規(guī)律計(jì)數(shù)。而計(jì)數(shù)器的輸出則分別經(jīng)譯碼后,傳送到通過LED七段顯示器顯示出來。[2]鬧鐘電路來完成鬧鐘功能,溫度顯示電路完成實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)并通過數(shù)碼管顯示出來。整機(jī)電路原理框圖如圖所示：器件介紹3.1：STC89C52STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核,但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上,擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash,512字節(jié)RAM,32位I/O口線,看門狗定時(shí)器,內(nèi)置4KBEEPROM,MAX810復(fù)位電路,3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,4個(gè)外部中斷,一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)〔兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu),全雙工串行口。另外STC89X52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作,支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下,CPU停止工作,允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下,RAM內(nèi)容被保存,振蕩器被凍結(jié),單片機(jī)一切工作停止,直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz,6T/12T可選。STC89C52的引腳分布圖和實(shí)物圖如下：3.2：LED點(diǎn)陣LED點(diǎn)陣模塊是LED電子顯示屏的基本組成單元,以發(fā)光二極管為像素,用高亮度發(fā)光二極管芯陣組合后,經(jīng)環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。常見的LED點(diǎn)陣模塊有5×7、5×8、8×8、16×16等,根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙基色、三基色等。像素顏色不同,所顯示的文字、圖像等內(nèi)容的顏色也不同。單色點(diǎn)陣只能顯示固定色彩〔如紅、綠、黃等單色,雙基色和三基色點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點(diǎn)亮組合方式?jīng)Q定,如紅、綠都亮是可顯示黃色。[3]本次課程設(shè)計(jì)采用單紅色點(diǎn)陣模塊顯示字符。人眼的亮度感覺不會(huì)因光源的消失而立即消失,要有一個(gè)延遲時(shí)間,這就是視覺的惰性。視覺惰性可以理解為光線對(duì)人眼視覺的作用、傳輸、處理等過程都需要時(shí)間,因而使視覺具有一定的低通性。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)外界光源突然消失時(shí),人眼的亮度感覺是按指數(shù)規(guī)律逐漸減小的。這樣當(dāng)一個(gè)光源反復(fù)通斷,在通斷頻率較低時(shí),人眼可以發(fā)現(xiàn)亮度的變化；而通斷頻率增高時(shí),視覺就逐漸不能發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的亮度變化了。不致于引起閃爍感覺的最低反復(fù)通斷頻率稱為臨界閃爍頻率。通過實(shí)驗(yàn)證明臨界閃爍頻率大約為24Hz。因此采用每秒24幅畫面的電影,在人看起來就是連續(xù)活動(dòng)的圖象了。同樣的原理,日光燈每秒通斷50次,而人看起來卻是一直亮的。由于視覺具有惰性,人們?cè)谟^察高于臨界閃爍頻率的反復(fù)通斷的光線時(shí),所得到的主觀亮度感受實(shí)際上是客觀亮度的平均值。視覺惰性可以說是LED顯示屏得以廣泛應(yīng)用的生理基礎(chǔ)。首先,在LED顯示屏中可以利用視覺惰性,改善驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì),形成了目前廣為采用的掃描驅(qū)動(dòng)方式。掃描驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)在于LED顯示屏不必對(duì)每個(gè)發(fā)光燈提供單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電路,而是若干個(gè)發(fā)光燈為一組共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路,通過掃描的方法,使各組發(fā)光燈依次點(diǎn)燃,只要掃描頻率高于臨界閃爍頻率,人眼看起來各組燈都在發(fā)光。由于LED顯示屏所使用的發(fā)光燈數(shù)量很大,一般在幾千只到幾十萬只的范圍,所以節(jié)約驅(qū)動(dòng)電路的效益是十分可觀的。[4]一個(gè)8×8的點(diǎn)陣是由64個(gè)發(fā)光二極管按一個(gè)規(guī)律組成的如下圖所示的發(fā)光二極管,行接低電平,列接高電平,發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光。以簡(jiǎn)單的8X8點(diǎn)陣為例,它共由64個(gè)發(fā)光二極管組成,且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上,當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一行置1電平,某一列置0電平,則相應(yīng)的二極管就亮；如要將第一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)亮,則9腳接高電平13腳接低電平,則第一個(gè)點(diǎn)就亮了；如果要將第一行點(diǎn)亮,則第9腳要接高電平,而〔13、3、4、10、6、11、15、16這些引腳接低電平,那么第一行就會(huì)點(diǎn)亮；如要將第一列點(diǎn)亮,則第13腳接低電平,而〔9、14、8、12、1、7、2、5接高電平,那么第一列就會(huì)點(diǎn)亮.LED點(diǎn)陣的引腳分布圖和實(shí)物圖如下：3.3：74LS37374LS373為三態(tài)輸出的八D鎖存器。其引腳分布如下：當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時(shí),Q0～Q7為正常邏輯狀態(tài),可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng)OE為高電平時(shí),Q0～Q7呈高阻態(tài),即不驅(qū)動(dòng)總線,也不為總線的負(fù)載,但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端LE為高電平時(shí),Q隨數(shù)據(jù)D而變。當(dāng)LE為低電平時(shí),D被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng)LE端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用,使交流和直流噪聲抗擾度被改善400mV。74LS373的真值表如下：D0~7LEOEQ0~7HHLHLHLL×LLQ0××H高阻態(tài)3.4：74LS24574LS245用來驅(qū)動(dòng)LED或者其他的設(shè)備,它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器,可雙向傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)8051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過P0最大負(fù)載能力時(shí),必須接入74LS245等總線驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí),DIR="0",信號(hào)由B向A傳輸；〔接收DIR="1",信號(hào)由A向B傳輸；〔發(fā)送當(dāng)CE為高電平時(shí),A、B均為高阻態(tài)。由于P2口始終輸出地址的高8位,接口時(shí)74LS245的三態(tài)控制端1G和2G接地,P2口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。P0口與74LS245輸入端相連,E端接地,保證數(shù)據(jù)線暢通。74LS245的引腳分布和真值表如下：3.5：74LS13874LS138引腳如下：74LS138為3線－8線譯碼器,其工作原理如下：當(dāng)一個(gè)選通端〔S1為高電平,另兩個(gè)選通端〔>和<>為低電平時(shí),可將地址端〔A、B、C的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。74LS138真值表如下：3.6：74LS0474LS04是高速的硅柵CMOS器件并兼容低功耗肖特基的TTL〔LSTTL非門〔逆變器。其引腳圖和真值表如下：輸入輸出AYHLLH3.7：74LS3074LS30是八輸入與非門。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)STC89C52單片機(jī)LED顯示時(shí)鐘的設(shè)計(jì)原理圖如下圖所示,該電路由晶振電路,復(fù)位電路,按鍵電路,顯示電路四大模塊組成。數(shù)據(jù)由P1口送出,P0口作為74LS373的片選口,P2口作為L(zhǎng)ED8*8點(diǎn)陣的片選口,此電路的點(diǎn)陣為行輸入列選擇。電路原理圖如下：4.1：晶振電路在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò),電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn),以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振,較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi),晶振等效為一個(gè)電感,所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路,也就是晶振電路圖。晶振是給單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖的。這個(gè)脈沖就是單片機(jī)的工作速度。比如12M晶振。單片機(jī)工作速度就是每秒12M。和電腦的CPU概念一樣。當(dāng)然。單片機(jī)的工作頻率是有范圍的。不能太大。一般24M就不上去了。不然不穩(wěn)定。接地的話數(shù)字電路弄的來亂一點(diǎn)也無所謂?？窗遄由嫌袥]有模擬電路。接地方式也是不固定的。一般串聯(lián)式接地。從小信號(hào)到大信號(hào)依次接。然后小信號(hào)連到電源處。有變壓器就連到變壓器旁。數(shù)模地分開。分別拉到電源處。不可形成回路。這個(gè)是因?yàn)榫д衽c單片機(jī)的腳XTAL0和腳XTAL1構(gòu)成的振蕩電路中會(huì)產(chǎn)生偕波<也就是不希望存在的其他頻率的波>,這個(gè)波對(duì)電路的影響不大,但會(huì)降低電路的時(shí)鐘振蕩器的穩(wěn)定性。為了電路的穩(wěn)定性起見,ATMEL公司只是建議在晶振的兩引腳處接入兩個(gè)10pf-50pf的瓷片電容接地來削減偕波對(duì)電路的穩(wěn)定性的影響,所以晶振所配的電容在10pf-50pf之間都可以的,沒有什么計(jì)算公式。4.2：復(fù)位電路〔1復(fù)位電路的作用在上電或復(fù)位過程中,控制CPU的復(fù)位狀態(tài)：這段時(shí)間保持復(fù)位狀態(tài),而不是一上電或剛復(fù)位完畢CPU發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作,也可以提高電磁兼容性能。無論用戶使用哪種類型的單片機(jī),總要涉及到單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞,直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了"死機(jī)"、"程序走飛"等現(xiàn)象,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。[5]〔2基本的復(fù)位方式單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位,以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài),并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí),且振蕩器穩(wěn)定后,如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期<24個(gè)振蕩周期>以上,則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。4.3：按鍵電路〔1組成本系統(tǒng)的按鍵電路由一個(gè)與非門和三個(gè)獨(dú)立按鍵,三個(gè)上拉電阻組成?！?作用按鍵電路的三個(gè)獨(dú)立開關(guān)分別控制P3.5、P3.6、P3.7來控制時(shí)間的調(diào)整,P3.5選擇,P3.6加,P3.7減。4.4：顯示電路系統(tǒng)的顯示電路由5個(gè)LED8×8點(diǎn)陣組成,點(diǎn)陣式LED顯示器采用逐行掃描式工作。要使點(diǎn)陣顯示出一個(gè)的字符的編程方法是：首先向字形行掃描碼鎖存器輸出行掃描碼,選通第一行,同時(shí)向字符鎖存器列寫入該行的字型碼,完成一行的掃描。74LS373用來鎖存行掃描代碼,P0.0~P0.7行掃描代碼。列代碼通過P2.0、P2.1、P2.2輸出,通過74LS130譯碼器轉(zhuǎn)換之后送到74LS245進(jìn)行列掃。軟件設(shè)計(jì)及程序分析5.1：Keil軟件歷史發(fā)展KeilC51是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng),與匯編相比,C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì),因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā),體會(huì)更加深刻。KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具,全Windows界面。另外重要的一點(diǎn),只要看一下編譯后生成的匯編代碼,就能體會(huì)到KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高,多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊,容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。1.主程序主程序主要作用是負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)顯示時(shí)間,打開各個(gè)所需寄存器的中斷,并給定時(shí)器T0以及月日時(shí)分秒賦初值。外中斷程序外中斷程序主要實(shí)現(xiàn)如下的功能：開關(guān)1〔P3.5可以實(shí)現(xiàn)選擇秒、分、時(shí)、日、秒的作用,按鍵次數(shù)分別對(duì)應(yīng)1、2、3、4、5；開關(guān)2〔P3.6可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字的加,每按一下開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)電子屏的數(shù)字加一；開關(guān)3〔P3.7可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字的減,每按一下開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電子屏的數(shù)字減一。時(shí)間計(jì)數(shù)程序時(shí)間計(jì)數(shù)程序主要是用來進(jìn)行時(shí)間的加法計(jì)數(shù),當(dāng)秒夠六十向分進(jìn)一,分夠六十向時(shí)進(jìn)一,時(shí)夠二十四向天進(jìn)一,天夠三十向月進(jìn)一,當(dāng)月夠十二時(shí),秒、分、時(shí)清零,日和月置1重新計(jì)數(shù)。仿真與測(cè)試仿真圖的設(shè)計(jì)和仿真測(cè)試采用Proteus軟件進(jìn)行。Proteus軟件是英國(guó)LabCenterElectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能,還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真,一鍵切換到PCB設(shè)計(jì),真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。它是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái),其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,20XX即將增加Cortex和DSP系列處理器,并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。該軟件的特點(diǎn)是：〔1實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合,具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、各種單片機(jī)組成的系統(tǒng)仿真?！?提供了多種虛擬儀器。如示波器、信號(hào)發(fā)生器等,調(diào)試非常方便。〔3提供軟件調(diào)試,同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境,如Keil等軟件?！?具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。Proteus與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是,它不僅能仿真單片機(jī)CPU的工作情況,也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。在Proteus繪制好原理圖后,調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.hex,可以在Proteus的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。點(diǎn)擊界面右下角的""按鈕,軟件啟動(dòng),開始仿真測(cè)試。在程序中寫入開機(jī)時(shí)的初始值：開機(jī)顯示圖形如下：03030303100303030310界面右下角三個(gè)開關(guān)用來調(diào)整時(shí)間,開關(guān)S1〔P3.5可以實(shí)現(xiàn)選擇秒、分、時(shí)、日、秒的作用,按鍵次數(shù)分別對(duì)應(yīng)1、2、3、4、5；開關(guān)S2〔P3.6可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字的加,每按一下開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)電子屏的數(shù)字加一；開關(guān)S3〔P3.7可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字的減,每按一下開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電子屏的數(shù)字減一。以上的Proteus仿真證明本設(shè)計(jì)正確,能滿足顯示時(shí)鐘要求。實(shí)驗(yàn)下面是完成后的實(shí)物圖,上面顯示的時(shí)間為：03月03日03時(shí)03分19秒在制作實(shí)物的時(shí)候,要注意電解電容、發(fā)光二極管、芯片等的方向,如果發(fā)生錯(cuò)誤,則LED點(diǎn)陣不會(huì)亮或不能正確顯示數(shù)字。結(jié)論通過這一周的實(shí)習(xí)設(shè)計(jì),對(duì)單片機(jī)的編程軟件KEIL51有了進(jìn)一步的熟悉,學(xué)會(huì)了自己分析,修改程序,以完成不同功能程序的編程,這次實(shí)驗(yàn)做的是數(shù)字鐘,最后基本完成老師要求的功能,時(shí)間顯示和調(diào)整,日期顯示和調(diào)整及鬧鈴等功能。由于大家做的功能都差不多,所以自己就多添加了時(shí)間秒設(shè)置及鬧鐘秒設(shè)置功能,雖然在實(shí)際生活中用的數(shù)字鐘沒必要做到這個(gè)功能,但畢竟自己有去想,有去做,并且能夠得到實(shí)現(xiàn),也是對(duì)自己的進(jìn)步的一個(gè)肯定。實(shí)習(xí)過程中知道了不只是要求做到什么結(jié)果,更重要的是從中學(xué)到了什么,這才能達(dá)到鍛煉自己的目的,以及和同學(xué)們一起討論,共同分析,學(xué)會(huì)吸取他人好的觀點(diǎn)改正自己的不足,以及同他人的合作精神。通過實(shí)習(xí)這個(gè)平臺(tái)特別讓我們工科的學(xué)生學(xué)會(huì)了如何將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合在一起,使得我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)、工作中才會(huì)學(xué)以致用,學(xué)懂所用感謝感謝在這次課程設(shè)計(jì)中黎老師以及余剛同學(xué)對(duì)我在論文和實(shí)物制作方面的幫助,使我的編程能力以及動(dòng)手能力的大大提高。在這次實(shí)踐中收獲良多。謝謝！！參考文獻(xiàn)：[1]:楊清林．基于AT89C51單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)[J]．實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2013,11<2>：80-90．[2]:董偉．簡(jiǎn)易時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．科技資訊,2012,90<24>：111-112．[3]:許雷翔、單片機(jī)開發(fā)入門與典型設(shè)計(jì)實(shí)例[M]．XX:工業(yè)工業(yè)出版社,2013.[4]:張新．Avr單片機(jī)動(dòng)應(yīng)用開發(fā)24例[M]．北京電子工業(yè)出版社:2014.[5]:王大山．基于ATM的液晶顯示控制設(shè)計(jì)[D]．XX:XX理工大學(xué),2007.附件一：C51源代碼#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitP3_5=P3^5;sbitP3_6=P3^6;sbitP3_7=P3^7;ucharint_time;ucharmonth;day;hour;minute;second;ucharw=0;voiddelay<uinti>{uintj;while<i-->for<j=0;j<10;j++>;}/*延時(shí)函數(shù)*/unsignedcodedianzhen[][8]={{0xff,0x81,0x81,0xff,0x00,0x00,0x00,0x00},//00{0x80,0xff,0x82,0x84,0x00,0x00,0x00,0x00},//01{0x9f,0x91,0x91,0xf1,0x00,0x00,0x00,0x00},//02{0xff,0x89,0x89,0x89,0x00,0x00,0x00,0x00},//03{0xff,0x08,0x08,0x0f,0x00,0x00,0x00,0x00},//04{0xf1,0x91,0x91,0x9f,0x00,0x00,0x00,0x00},//05{0xf1,0x91,0x91,0xff,0x00,0x00,0x00,0x00},//06{0xff,0x01,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00},//07{0xff,0x91,0x91,0xff,0x00,0x00,0x00,0x00},//08{0xff,0x89,0x89,0x8f,0x00,0x00,0x00,0x00},//09{0xff,0x81,0x81,0xff,0x80,0xff,0x82,0x84},//10{0x80,0xff,0x82,0x84,0x80,0xff,0x82,0x84},//11{0x9f,0x91,0x91,0xf1,0x80,0xff,0x82,0x84},//12{0xff,0x89,0x89,0x89,0x80,0xff,0x82,0x84},//13{0xff,0x08,0x08,0x0f,0x80,0xff,0x82,0x84},//14{0xf1,0x91,0x91,0x9f,0x80,0xff,0x82,0x84},//15{0xf1,0x91,0x91,0xff,0x80,0xff,0x82,0x84},//16{0xff,0x01,0x01,0x01,0x80,0xff,0x82,0x84},//17{0xff,0x91,0x91,0xff,0x80,0xff,0x82,0x84},//18{0xff,0x89,0x89,0x8f,0x80,0xff,0x82,0x84},//19{0xff,0x81,0x81,0xff,0x9f,0x91,0x91,0xf1},//20{0x80,0xff,0x82,0x84,0x9f,0x91,0x91,0xf1},//21{0x9f,0x91,0x91,0xf1,0x9f,0x91,0x91,0xf1},//22{0xff,0x89,0x89,0x89,0x9f,0x91,0x91,0xf1},//23{0xff,0x08,0x08,0x0f,0x9f,0x91,0x91,0xf1},//24{0xf1,0x91,0x91,0x9f,0x9f,0x91,0x91,0xf1},//25{0xf1,0x91,0x91,0xff,0x9f,0x91,0x91,0xf1},//26{0xff,0x01,0x01,0x01,0x9f,0x91,0x91,0xf1},//27{0xff,0x91,0x91,0xff,0x9f,0x91,0x91,0xf1},//28{0xff,0x89,0x89,0x8f,0x9f,0x91,0x91,0xf1},//29{0xff,0x81,0x81,0xff,0xff,0x89,0x89,0x89},//30{0x80,0xff,0x82,0x84,0xff,0x89,0x89,0x89},//31{0x9f,0x91,0x91,0xf1,0xff,0x89,0x89,0x89},//32{0xff,0x89,0x89,0x89,0xff,0x89,0x89,0x89},//33{0xff,0x08,0x08,0x0f,0xff,0x89,0x89,0x89},//34{0xf1,0x91,0x91,0x9f,0xff,0x89,0x89,0x89},//35{0xf1,0x91,0x91,0xff,0xff,0x89,0x89,0x89},//36{0xff,0x01,0x01,0x01,0xff,0x89,0x89,0x89},//37{0xff,0x91,0x91,0xff,0xff,0x89,0x89,0x89},//38{0xff,0x89,0x89,0x8f,0xff,0x89,0x89,0x89},//39{0xff,0x81,0x81,0xff,0xff,0x08,0x08,0x0f},//40{0x80,0xff,0x82,0x84,0xff,0x08,0x08,0x0f},//41{0x9f,0x91,0x91,0xf1,0xff,0x08,0x08,0x0f},//42{0xff,0x89,0x89,0x89,0xff,0x08,0x08,0x0f},//43{0xff,0x08,0x08,0x0f,0xff,0x08,0x08,0x0f},//44{0xf1,0x91,0x91,0x9f,0xff,0x08,0x08,0x0f},//45{0xf1,0x91,0x91,0xff,0xff,0x08,0x08,0x0f},//46{0xff,0x01,0x01,0x01,0xff,0x08,0x08,0x0f},//47{0xff,0x91,0x91,0xff,0xff,0x08,0x08,0x0f},//48{0xff,0x89,0x89,0x8f,0xff,0x08,0x08,0x0f},//49{0xff,0x81,0x81,0xff,0xf1,0x91,0x91,0x9f},//50{0x80,0xff,0x82,0x84,0xf1,0x91,0x91,0x9f},//51{0x9f,0x91,0x91,0xf1,0xf1,0x91,0x91,0x9f},//52{0xff,0x89,0x89,0x89,0xf1,0x91,0x91,0x9f},//53{0xff,0x08,0x08,0x0f,0xf1,0x91,0x91,0x9f},//54{0xf1,0x91,0x91,0x9f,0xf1,0x91,0x91,0x9f},//55{0xf1,0x91,0x91,0xff,0xf1,0x91,0x91,0x9f},//56{0xff,0x01,0x01,0x01,0xf1,0x91,0x91,0x9f},//57{0xff,0x91,0x91,0xff,0xf1,0x91,0x91,0x9f},//58{0xff,0x89,0x89,0x8f,0xf1,0x91,0x91,0x9f},//59}; 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