單片機課程設(shè)計-簡單定時鬧鐘系統(tǒng)

XXXXX學(xué)院課程設(shè)計說明書題目姓名：學(xué)院：專業(yè)：學(xué)號：指導(dǎo)教師：成績：時間： 年月日XXXXXXX學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書題目專業(yè)、班級：學(xué)號：姓名：主要內(nèi)容、根本要求、主要參考資料等：Proteus平臺下時鐘功能電路的設(shè)計。程序的各模塊的編寫與實現(xiàn)。程序的難點與要點。在電路上調(diào)試程序和修改。程序的優(yōu)化和排版。設(shè)計報告的編寫。參考資料：?單片機原理與應(yīng)用設(shè)計?張毅剛，彭喜元編著I電子工業(yè)出版?8051系列單片機C程序設(shè)計完全手冊?求是科技，人民郵電出版黃仁欣.?單片機原理及應(yīng)用技術(shù)?.

北京：

清華大學(xué)出版社，

2005何立民.

單片機高級教程．

第1版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，完成期限：年月日指導(dǎo)教師簽名：課程負(fù)責(zé)人簽名：年月日目錄一、 軟件設(shè)計 41.1系統(tǒng)軟件設(shè)計說明 41.2

LED的編程思想 41.3鍵盤的編程思想 4二、 Proteus軟件仿真 52.1仿真步驟 52.2

仿真過程中出現(xiàn)的錯誤及解決措施 52.3仿真結(jié)果 5三、 課程設(shè)計體會 8四、 參考文獻： 9摘要本設(shè)計是簡單定時鬧鐘系統(tǒng)，不僅能實現(xiàn)系統(tǒng)要求的功能：(1)能顯示時時-分分-秒秒，(2)能設(shè)定和修改定時時間，(3)定時時間到后能發(fā)出報警聲；而且還有附加功能，即還能設(shè)定和修改當(dāng)前所顯示的時間。

本設(shè)計采用單片機AT89C51作為核心元件，11.0592MHZ晶振，由P0口輸出所要顯示的字形段碼，由P2口輸出字位信號。在其根底上擴展外圍電路，附加時鐘電路及LED電路。LED采用共陰極接法，低電平有效選中相應(yīng)的LED。

單片機具有集成度高、功能強、通用性好、特別是它能耗低、價格廉價、可靠性高、抗干擾能力強和使用方便等獨特的優(yōu)點，所以單片機現(xiàn)在廣泛的應(yīng)用到家用電器、機電產(chǎn)品、兒童玩具、機器人、辦公自動化產(chǎn)品等領(lǐng)域。為了進一步的熟悉并掌握單片機的應(yīng)用及開發(fā)，認(rèn)真的做好此次課程設(shè)計非常必要。

一個單片機的定時鬧鐘系統(tǒng)離不開軟件和硬件，硬件是軟件的依托，軟件是硬件的內(nèi)核。設(shè)計硬件電路時應(yīng)該先設(shè)計一個單片機的最小系統(tǒng)，它是單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計根底，然后在此根底上添加外圍器件，如顯示器、按鍵等構(gòu)成鬧鐘的硬件電路圖。在設(shè)計應(yīng)用程序時遵循模塊化的設(shè)計方法，在明確了設(shè)計方向之后按照分成的幾大模塊分別畫出流程圖，然后根據(jù)流程圖寫出程序，在每個模塊編寫好之后分別調(diào)試、修改、完善。最后在主程序下調(diào)用再次調(diào)試、修改。

軟硬件都設(shè)計好之后在Proteus環(huán)境下仿真，看它們是否配套，只有在Proteus下仿真沒有出現(xiàn)問題才能說明設(shè)計的定時鬧鐘成功了。本次設(shè)計嚴(yán)格按照上面的步驟，經(jīng)過屢次的修改、完善后終于可以在Proteus下很好的運行，設(shè)計成功。

通過這次設(shè)計讓我更深入了解單片機根本電路、如何控制和定時器和中斷編程的根本方法，從而鍛煉了我學(xué)習(xí)、設(shè)計和開發(fā)軟、硬件的能力。

軟件設(shè)計

1.1系統(tǒng)軟件設(shè)計說明

該系統(tǒng)軟件程序主要有主程序模塊，定時中斷效勞程序，鍵盤效勞程序，顯示子程序效勞程序等五大模塊組成。

在AT89C51外圍的P2.7管口上加揚聲器，通過軟件與硬件的結(jié)合可實現(xiàn)定時報警功能。

圖中按鍵從上往下設(shè)定為S1,S2,S3,S4,S1與p3.4相連，S2與p3.5相連,S3與p3.6相連，S4與p3.7相連。當(dāng)需要設(shè)定當(dāng)前時間時，按一下S1鍵，進入時間設(shè)定狀態(tài)，按一下S2，調(diào)節(jié)位加1；按一下S3，調(diào)節(jié)位減1。如此反復(fù)來設(shè)定當(dāng)前時間。調(diào)好時間后按S1退出當(dāng)前時間設(shè)定狀態(tài)；當(dāng)要設(shè)定定時時間時，按下S4，進入定時時間設(shè)定狀態(tài)，按一下S2,調(diào)節(jié)位加1；按一下S3，調(diào)節(jié)位減1。如此反復(fù)來設(shè)定要設(shè)定的定時時間。設(shè)好后，按下S4退出定時時間設(shè)定狀態(tài)。

1.2

LED的編程思想

本設(shè)計使用LED數(shù)碼管顯示，LED顯示器具有耗電少、本錢低、配置簡單靈活、安裝方便、耐震動、使用壽命長等優(yōu)點，因而應(yīng)用廣泛。該方案控制最簡單，但是只能顯示有限的符號和數(shù)字，對于設(shè)計中復(fù)雜的顯示功能顯然不能勝任。雖然點陣液晶可以顯示多種字符和圖形，擁有友好的人機界面及強大的顯示功能。特別適用于智能控制的可編程人性化顯示。但是考慮到本設(shè)計的實際要求，使用數(shù)碼管顯示就足以到達(dá)要求了。七段LED由七個發(fā)光二極管按日字排開，所有發(fā)光二極管的陽極連在一起成共陽極，陰極連在一塊稱共陰極接法。當(dāng)采用芯片驅(qū)動時不需要加限流電阻，其他情況下一般應(yīng)外接限流電阻。動態(tài)顯示電路有顯示塊，字形碼封鎖驅(qū)動器，字位鎖存驅(qū)動器三局部組成。

數(shù)碼管局部采用動態(tài)掃描顯示，用時間間隔法控制被調(diào)節(jié)位閃爍，在按鍵局部仍然電泳顯示函數(shù)，不至于在松手檢測局部數(shù)碼管熄滅。

1.3鍵盤的編程思想

鍵盤局部主要用來調(diào)節(jié)模式和時間，采用循環(huán)查詢方式，由不同的標(biāo)志位進行傳遞，改變顯示局部的顯示值和顯示方式。按鍵有松手檢測，按鍵消抖。Proteus軟件仿真2.1仿真步驟

第一步：用Keil軟件對程序進行編譯，編譯通過后，會自動生成HEX文件。

第二步：在Proteus的元件庫中找到AT89C51以及相應(yīng)的元件，按照硬件設(shè)計中的說明把各部件連接起來組成一個定時鬧鐘的硬件系統(tǒng)。

第三步：把在偉福環(huán)境調(diào)試下生成的.HEX文件裝入到AT89C51里，點擊運行符號就可以使軟硬件的配套設(shè)施在Proteus的環(huán)境下仿真實現(xiàn)。

第四步：驗證系統(tǒng)能否實現(xiàn)所要求的功能,并檢驗錯誤。

2.2

仿真過程中出現(xiàn)的錯誤及解決措施

1〕當(dāng)把程序生成的.HEX文件裝入到AT89C51后運行時，顯示模塊出現(xiàn)數(shù)字顯示錯誤，但是軟硬件都沒有錯誤，經(jīng)檢查是它們不配套，在修改掃描顯示控制字而且改變硬件布線順序前方顯示正常。

2〕鬧鐘在定時時間到的時候沒有出現(xiàn)報警聲，但是經(jīng)檢查軟硬件均沒有出現(xiàn)錯誤，而且在這里也不會出現(xiàn)因為軟硬件不配套而出現(xiàn)問題，并且把揚聲器去掉換成發(fā)光二極管后，二極管可以根據(jù)要求明或者滅。在經(jīng)過反復(fù)的檢查以及實驗后才知道應(yīng)該使接揚聲器的接口輸出交流信號才可以使揚聲器正常工作，經(jīng)過反復(fù)比擬決定運用軟件產(chǎn)生一個交流的信號才解決了這個問題，但是還沒有解決聲音小的問題。

3〕在設(shè)計的初期把主程序設(shè)計成順序結(jié)構(gòu)，但是在運行的時候沒有注意到這個問題，沒有按照軟件說明中的順序操作，以至于鬧鐘鬧時出現(xiàn)錯誤，在改變按下按鍵的順序后鬧鐘工作正常。

2.3仿真結(jié)果

圖中按鍵從上往下設(shè)定為S1,S2,S3,S4,S1與p3.4相連，S2與p3.5相連,S3與p3.6相連，S4與p3.7相連。

開始仿真時，顯示如圖4-1所示：調(diào)節(jié)正常模式的秒位，黃燈指示：調(diào)節(jié)定時模式的分位，定時模式指示燈和分指示燈亮：定時時間到那么燈全亮，并且蜂鳴器報警5秒：課程設(shè)計體會

單片機是一門應(yīng)用性很強的學(xué)科，課程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對我們實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程，為自己今后從事與單片機控制系統(tǒng)有關(guān)的工作打下了根底。雖然在做課程設(shè)計以前已經(jīng)系統(tǒng)的把單片機課本認(rèn)真的學(xué)習(xí)了一下，但是在剛開始時還是有點一頭霧水，不知道該從哪里下手。令人欣慰的是經(jīng)過幾周的學(xué)習(xí)，雖然過程很艱辛，問了很多朋友，但是總算實現(xiàn)了定時鬧鐘的功能，所有的努力都很值得。這幾周的大局部時間都在研究程序怎么處理，在這個過程中加深了我對匯編語言命令的應(yīng)用，而且也更加了解到軟硬件配套的重要性。以下是我本次單片機課程設(shè)計的幾點心得與體會：

1.

在設(shè)計程序之前,務(wù)必要對所學(xué)單片機課程的內(nèi)容有一個系統(tǒng)的了解,知道單片機片內(nèi)片外的內(nèi)容及其功能。

2.

設(shè)計程序采用什么編程語言并不是非常重要,關(guān)鍵要有一個清晰的思路和一個完整的軟件流程圖。模塊化的設(shè)計思想在程序設(shè)計中的作用是十分大的，它可以為你提供一個比擬清晰的思路，并且很容易找到頭緒，不至于在設(shè)想一個程序時感覺到無從下手。

3.

在設(shè)計程序時,不能妄想一次就將整個程序設(shè)計好,"反復(fù)修改,不斷改良"是程序設(shè)計的必經(jīng)之路。程序剛開始編好時，一般情況下會存在很多錯誤，要不斷地修改，不斷的改良才能到達(dá)預(yù)期的目的，編寫程序的時間并不是很長，主要是修改程序會花很多時間。

4.

要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣,一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能,而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路,這樣也為資料的保存和交流提供了方便。剛開始我在編寫程序時，很不習(xí)慣于寫注釋，感覺很麻煩，而且沒用，但是在修改的過程中我就遇到了較大的麻煩，以至于不得不重新的作了注釋，以增加程序的易讀性，從而使修改正程變得容易一些。

總之，通過這次課程設(shè)計不僅使我穩(wěn)固了本課程所學(xué)的根本知識，還使我具有了撰寫設(shè)計報告的初步訓(xùn)練能力，我相信這些能力在我以后的工作或者是再學(xué)習(xí)中一定會起到不小的作用，看到自己幾周的小成果，感覺一切的辛苦和艱難都是值得的。

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單片機實驗與實踐教程.

北京：北京航空航天大學(xué)出版

課程設(shè)計