單片機(jī)電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)報(bào)告

PAGEPAGE5單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告（2014—2015學(xué)年第二學(xué)期）題目基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)系別電子與電氣工程系專業(yè)電子信息工程班級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師完成時(shí)間2015年6月13日評定成績

目錄一、 設(shè)計(jì)的目的 3二、 設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求 3三、 設(shè)計(jì)方案 3四、 硬件、軟件設(shè)計(jì) 5五、 設(shè)計(jì)總結(jié) 8六、 參考文獻(xiàn) 10

設(shè)計(jì)的目的在基本掌握了《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程知識的基礎(chǔ)上，完成課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。通過課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，包括設(shè)計(jì)方案的論證、硬件設(shè)計(jì)、程序編寫和設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫，掌握單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目的設(shè)計(jì)流程和方法，加深對《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程知識的理解和掌握，培養(yǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，初步積累單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，以及分析問題和解決問題的方法，并進(jìn)一步拓寬專業(yè)知識面，培養(yǎng)實(shí)踐應(yīng)用技能和創(chuàng)新意識。設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求根據(jù)《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱、《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，開展課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。有三個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目供選擇：電子密碼鎖、電子琴或電子時(shí)鐘。設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：（1）選擇其中一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比較和論證，確定設(shè)計(jì)思路和方案；（2）進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，畫出硬件結(jié)構(gòu)框圖，完成電路原理圖的設(shè)計(jì)和元器件選型，必要時(shí)應(yīng)給出重要電路參數(shù)的設(shè)計(jì)和計(jì)算過程，以及元器件參數(shù)的選型依據(jù)；（3）編寫單片機(jī)的軟件程序，先理清程序設(shè)計(jì)思路并繪制程序流程圖，再編寫具體的匯編語言或C語言程序語句，并注釋說明。成績評定依據(jù)：（分值百分比）（1）確定設(shè)計(jì)思路和方案——20%；（2）畫出硬件結(jié)構(gòu)框圖、原理圖的設(shè)計(jì)、元器件選型，給出電路參數(shù)的設(shè)計(jì)依據(jù)——30%；（3）繪制程序流程圖，再編寫程序語句，并注釋說明——30%；（4）設(shè)計(jì)成果的功能完善程度、創(chuàng)新點(diǎn)、演示效果，撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告的規(guī)范性——20%。設(shè)計(jì)方案根據(jù)定時(shí)中斷的原理，數(shù)碼管顯示和鍵盤掃描電路，以及和MCS-51單片機(jī)的接口方式，通過軟件編程，實(shí)現(xiàn)時(shí)間初值設(shè)置，時(shí)鐘運(yùn)行和顯示。1、可供使用的硬件電路：1）顯示電路可選用數(shù)碼管顯示電路或LCD1602；2）P2驅(qū)動七段顯示器，P3為七段顯示器的掃描模塊；3）揚(yáng)聲器和按鈕可接至P1口2、七段數(shù)碼管的字型代碼表如下表：2、數(shù)碼管動態(tài)掃描時(shí)間數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示的時(shí)間要根據(jù)數(shù)碼管的數(shù)量來定的。一般來說，每一位數(shù)碼管需要一定的顯示時(shí)間，也就是說，你輸出一位數(shù)碼管的數(shù)據(jù)點(diǎn)亮這個(gè)數(shù)碼管之后，需要一定的時(shí)間才能熄滅它并點(diǎn)亮下一個(gè)數(shù)碼管，而不能一輸出就馬上熄滅它，否則亮度會非常低。

全部數(shù)碼管全部掃描一遍的總時(shí)間最好不要超過25mS，否則閃爍會比較嚴(yán)重，通常總的掃描頻率要在60Hz以上，才看不到閃爍。比如說要掃描8位數(shù)碼管，那么可以讓每一位數(shù)碼管點(diǎn)亮1mS，這樣全部顯示一遍就大約是8mS或稍微多一點(diǎn)點(diǎn)(算上顯示處理的指令執(zhí)行時(shí)間)，此時(shí)的總掃描頻率就是125Hz左右，這樣的話，即能保證亮度，又看不到閃爍。3、LCD1602的基本操作時(shí)序：寫指令輸入：RS=L，=L,D0～D7=指令碼，E=正脈沖輸出：D0～D7=數(shù)據(jù)；寫數(shù)據(jù)輸入：RS=H，=L,D0～D7=數(shù)據(jù)，E=正脈沖輸出：無（1）LCD1602內(nèi)部帶有80B的RAM緩沖區(qū)，對應(yīng)的地址為第一行地址：00H～27H,第二行地址為為：40H～67H,當(dāng)我們向00H～0FH和40H～4FH寫入顯示的數(shù)據(jù)時(shí)，液晶可以立即顯示出來，當(dāng)寫入到10H～27H和50H～67H時(shí)，必須通過移屏指令將它們移入可現(xiàn)實(shí)區(qū)域方可正常顯示。（2）數(shù)據(jù)指針設(shè)置指令碼：0x80+地址碼（00H～27H,40H～67H）硬件和軟件設(shè)計(jì)4.1硬件設(shè)計(jì)思想主要用到這些元件:AT89C51單片機(jī)與單片機(jī)的最小系統(tǒng)，八位顯示數(shù)字管，74LS245鎖存器。用12MHZ的晶振和兩個(gè)較小的22pF的電容組成振蕩器電路，用一個(gè)按鍵，一個(gè)電解電容，一個(gè)10K電阻組成具有上電自動復(fù)位和手動復(fù)位兩種操作的復(fù)位電路。用P0口作為輸出需接上拉電阻，即需RESPACK-8排阻，74LS245鎖存器保存要開通的位碼。通過控制P0，P2，P3口來控制時(shí)間的計(jì)時(shí)。P0口送入要顯示的字段,P2口送入要顯示的位碼，P3口低三位即為查詢是否需要調(diào)整時(shí)分秒數(shù)。開通計(jì)時(shí)器中斷0來查表得到要顯示的數(shù)字。4.2軟件設(shè)計(jì)思想整個(gè)程序先給數(shù)碼管送初值120000，然后進(jìn)行初始化工作。程序由一個(gè)主函數(shù)，一個(gè)定時(shí)器中斷程序，一個(gè)延時(shí)子程序，三個(gè)判斷子程序，一個(gè)顯示子程序構(gòu)成。程序通過按鍵掃描程序來確定是否調(diào)用中斷程序來對時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。用一子程序完成時(shí)分秒的調(diào)整，通過循環(huán)掃描三個(gè)按鍵的電平變化來判斷對應(yīng)按鍵是否按下，并帶有去抖動功能，當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，則對應(yīng)的進(jìn)行增一操作。若分秒增一到達(dá)60次或者時(shí)增一到達(dá)24次，將對其清零，各個(gè)操作均實(shí)時(shí)的通過數(shù)碼管顯示。4.3流程圖(1)軟件系統(tǒng)框圖圖4.1軟件系統(tǒng)框圖(2)系統(tǒng)流程圖:如圖4.2所示整個(gè)程序先給數(shù)碼管送初值120000，然后進(jìn)行初始化工作，包括定時(shí)器及其初值設(shè)置、開中斷等。程序通過按鍵掃描程序來確定是否調(diào)用中斷程序來對時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，整個(gè)程序較為簡短，但是時(shí)間誤差很小。圖4.2系統(tǒng)流程圖(3)按鍵子函數(shù)流程圖:如圖4.3所示加一子程序完成時(shí)分秒的調(diào)整，通過循環(huán)掃描三個(gè)按鍵的電平變化來判斷對應(yīng)按鍵是否按下，并帶有去抖動功能，當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，則對應(yīng)的進(jìn)行增一操作。若分秒增一到底60次或者時(shí)增一到達(dá)24次，將對其清零，各個(gè)操作均實(shí)時(shí)的通過數(shù)碼管顯示。圖4.3按鍵子函數(shù)流程圖設(shè)計(jì)總結(jié)1.當(dāng)按下K1鍵一次即進(jìn)入時(shí)間秒秒鐘設(shè)定狀態(tài)，然后再按一次K1鍵即進(jìn)入時(shí)間分鐘設(shè)定狀態(tài)。最后再按一次K1進(jìn)入時(shí)間小時(shí)設(shè)定狀態(tài)。設(shè)定完成后如圖5-1所示。圖5-12.按K1鍵進(jìn)入時(shí)間秒鐘設(shè)定狀態(tài)后，然后按一下K2鍵進(jìn)行加時(shí)。設(shè)定完成后如圖5-2所示。圖5-23.按K1鍵進(jìn)入時(shí)間秒鐘設(shè)定狀態(tài)后，然后按一下K3鍵進(jìn)行減時(shí)。設(shè)定完成后如圖5-3所示。圖5-34.按K1鍵兩次進(jìn)入時(shí)間分鐘設(shè)定狀態(tài)后，然后按一下K2鍵進(jìn)行加時(shí)。設(shè)定完成后如圖5-4所示。圖5-45.按K1鍵兩次進(jìn)入時(shí)間分鐘設(shè)定狀態(tài)后，然后按一下K3鍵進(jìn)行減時(shí)。時(shí)間設(shè)定完成后如圖5-5所示。圖5-56.按K1鍵三次進(jìn)入時(shí)間小時(shí)設(shè)定狀態(tài)后，然后按一下K2進(jìn)行加時(shí)。時(shí)間設(shè)定完成后如圖5-6所示。圖5-67.按K1鍵三次進(jìn)入時(shí)間小時(shí)設(shè)定狀態(tài)后，然后按一下K3進(jìn)行減時(shí)。時(shí)間設(shè)定完成后如圖5-7所示。圖5-7經(jīng)過這次電子鐘的設(shè)計(jì)，讓我鞏固和運(yùn)用了在“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”及“電路分析”等課程中所學(xué)的理論知識和實(shí)驗(yàn)技能，基本掌握了常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法，提高了設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)技能。

本次的電子鐘實(shí)驗(yàn)中，我學(xué)會了很多，平時(shí)的學(xué)習(xí)只是理論的學(xué)習(xí)，課程設(shè)計(jì)使得我對理論知識有了更加深刻的認(rèn)識，通過實(shí)驗(yàn)的調(diào)試，我也初步學(xué)會了如何排解錯(cuò)誤，解決問題。還有這次的課程設(shè)計(jì)告訴我，只有將理論和實(shí)踐相結(jié)合才是真正的學(xué)到了知識。碰到不懂的問題要學(xué)會多自行查閱相關(guān)資料，提高自學(xué)能力。同時(shí)做事需要耐心，不能碰到一點(diǎn)困難就退縮。

本次設(shè)計(jì)使我對已學(xué)過的基礎(chǔ)知識有了更深入的理解，獨(dú)立思考、獨(dú)立工作以及應(yīng)用所學(xué)基本理化分析和解決實(shí)際問題的能力有了很大的提高。另外，本次設(shè)計(jì)使我們的實(shí)際操作技能得到了訓(xùn)練,同時(shí)也培養(yǎng)了我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。參考文獻(xiàn)單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第二版），李全利，北京：高等教育出版社，2009年。單片機(jī)原理及應(yīng)用（第二版），李建忠，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008。單片機(jī)原理及應(yīng)用，馮文旭等，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008。單片機(jī)基礎(chǔ)(第3版)，李廣弟等，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007。單片機(jī)高級教程:應(yīng)用與設(shè)計(jì)(第2版)，何立民，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007。指導(dǎo)老師評閱依據(jù)和分?jǐn)?shù)評閱依據(jù)滿分得分進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比較和論證，描述所采用的設(shè)計(jì)思路和方案，設(shè)計(jì)思路和方案正確。20分畫出硬件結(jié)構(gòu)框圖，完成電路原理圖的設(shè)計(jì)和元器件選型，有關(guān)鍵電路參數(shù)的設(shè)計(jì)和計(jì)算過程，以及元器件參數(shù)的選型依據(jù)。30分繪制了程序設(shè)計(jì)流程圖，有詳細(xì)的匯編語言或C語言程序語句，并注釋說明。30分設(shè)計(jì)成果的功能完善，創(chuàng)新點(diǎn)突出，答辯表現(xiàn)良好；設(shè)計(jì)報(bào)告分析、總結(jié)了設(shè)計(jì)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題和相應(yīng)的解決措施或技巧，以及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、收獲和體會。課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式規(guī)范。20分綜合評定成績：評閱人：附錄#include<reg51.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitk1=P3^5;sbitk2=P3^6;sbitk3=P3^7;ucharcodeduan[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x40};ucharhc[8];ucharjishu,jishu1=0,k,set,shan,a,b,c,time;charshi,fen,miao;voiddelay(uintt){uchari; while(t--) for(i=110;i>0;i--); }voidkey() {if(k1==0) {delay(5); while(k1==0); if(++set==4) set=0; }if(k2==0){delay(5);while(k2==0);if(set==1){if(++miao==60) miao=0;} if(set==2) { if(++fen==60)fen=0; } if(set==3){if(++shi==24) shi=0;}}if(k3==0){delay(5);while(k3==0); if(set==1) { if(--miao<0) miao=59; }if(set==2){if(--fen<0) fen=59;} if(set==3){ if(--shi<0) shi=23;} }if(set==1)a=0xff*shan;else{a=0;}if(set==2)b=0xff*shan;else{b=0;}if(set==3)c=0xff*shan;else{c=0;}} voidinit() { TMOD=0x01; TH0=(65535-5000)/256; TL0=(65535-5000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; } voidtint(void)interrupt1 {TH0=(65535-5000)/256; TL0=(65535-5000)%256; if(set!=0) {if((k1==0)||(k2==0)||(k3==0)) time=0; if(time>=10){set=0;time=0;} } jishu++;if(jishu==40){jishu=0; shan=!shan; if(++k==4) {k=0; time++; if(++miao==60) {miao=0; if(++fen==60) {fen=0; if(++shi==24) shi=0;} } }}hc[0]=c|sh