課設報告范文(正文部分必須達到15頁以上)

1、課程設計報告課程名稱： 單片機課程設計 題 目： 多功能電子表 學 院： 環(huán)境與化學工程 系：過程裝備與測控工程 專 業(yè)： 測控技術與儀器 班 級： 測儀103 學 號： 5801210114 學生姓名： 汪 超 起訖日期： 2012-12-282013-1-7 指導教師： 楊大勇、楊俊清、熊劍 摘要單片機就是微控制器，是面向應用對象設計、突出控制功能的芯片。單片機接上晶振、復位電路和相應的接口電路，裝載軟件后就可以構成單片機應用系統(tǒng)。將它嵌入到形形色色的應用系統(tǒng)中，就構成了眾多產(chǎn)品、設備的智能化核心。本設計就是應用單片機制作多功能電子表，該電子表包含四個部分：電子時鐘、電子日歷、電子秒表、鬧

2、鐘。本設計采用的是STC89S52單片機，該單片機采用的MCU51內(nèi)核，具有很好的兼容性，內(nèi)部帶有8KB的ROM，能夠存儲大量的程序，采用STC_ISP軟件給單片機燒寫程序。除單片機外其他主要部件有12MHz的晶振、3×3矩陣鍵盤、四位八段共陽極數(shù)碼管、無源蜂鳴器。根據(jù)晶振的頻率設置單片機定時器的特殊功能寄存器TH0/TH1和TL0/TL1從而實現(xiàn)高精度的定時，本設計定時器T0用作時鐘計時，T1用作秒表及蜂鳴器的頻率發(fā)生器；矩陣鍵盤則是用來實現(xiàn)功能的切換及時間、日期、鬧鐘的設置等操作，所有需要顯示的內(nèi)容均在數(shù)碼管上顯示。關鍵詞：電子表 日歷 鬧鐘 秒表 多功能第 1 頁 共 48 頁

3、目錄一、設計任務、要求11.1、設計任務：11.2、設計要求：1二、方案總體設計22.1、顯示模塊22.2、實時時間計算模塊22.3、按鍵控制模塊22.4、聲音報警模塊22.5、總體設計：2三、硬件設計43.1、單片機最小系統(tǒng)43.1.1、時鐘信號的產(chǎn)生43.1.2、復位電路43.2、數(shù)碼管顯示模塊53.2.1、數(shù)碼管引腳圖53.2.2、數(shù)碼管連線電路53.3、矩陣鍵盤63.4、蜂鳴器電路63.5、整體電路原理圖63.6、Lochmaster硬件電路7四、程序流程圖9五、 系統(tǒng)仿真與調(diào)試115.1、Proteus仿真原理圖115.2、實物圖135.3、使用說明14六、設計總結及心得體會15附錄

4、一：源程序代碼16附錄二：主要參考資料45第 1 頁 共 48 頁一、設計任務、要求1.1、設計任務：利用單片機、3×3矩陣鍵盤、數(shù)碼管、無源蜂鳴器實現(xiàn)具有日期、時間、秒表、鬧鐘功能的多功能電子表。1.2、設計要求：1、準確計時，以數(shù)字形式顯示月、日、時、分、秒。2、小時以24小時計時形式，分秒計時為60進位，日期按平年計算 3、采用3×3矩陣鍵盤對電子表進行控制，可進行功能切換、控制及時間日期的設定。4、鬧鐘功能，可任意設定鬧鐘時間，一旦走時到該時間，能以聲或光的形式告警提示。5、日歷功能，可任意設定日期，通過按鍵可進入日期顯示界面。 6、秒表功能，計時精度為0.01s，

5、可任意時刻暫停、繼續(xù)，同時應具有秒表清零功能。7、復位電路采用按鍵復位電路。二、方案總體設計本次設計多功能電子表，使用了STC89C52單片機芯片控制電路，單片機控制電路簡單，電路簡明易懂，使用鍵盤鍵上的按鍵來調(diào)整電子表的月、日、時、分及秒表的開始、暫停、繼續(xù)、清零，用一蜂鳴器來進行定時提醒，編程采用Keil C，編程簡單便捷且調(diào)試方便，這樣通過四個模塊：鍵盤、芯片、蜂鳴器、數(shù)碼管即可滿足設計要求。2.1、顯示模塊數(shù)碼管是利用發(fā)光二極管的特性組合而成數(shù)字顯示器件，通過控制相應的二極管的狀態(tài)顯示相應的數(shù)字。要使數(shù)碼管正常顯示就得有驅(qū)動電路驅(qū)動相應的段碼，數(shù)碼管的現(xiàn)實方式可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，

6、靜態(tài)顯示方式只適合顯示單個的數(shù)字。本設計采用的數(shù)碼管為四位八段共陽極數(shù)碼管，故此采用動態(tài)顯示。2.2、實時時間計算模塊AT89S52單片機內(nèi)部帶有定時/計數(shù)功能，此定時功能是通過對外部晶振的脈沖進行計數(shù)，從而達到計時功能，使用12MHz的晶振就能實現(xiàn)高精度的計時，因此可以利用此功能實現(xiàn)計時。2.3、按鍵控制模塊本設計用到的鍵盤有9個按鍵，由于按鍵數(shù)目較多，若采用獨立按鍵的連接方式需要用到一個以上的I/O口，故此將鍵盤連接成3×3矩陣鍵盤，由P3口控制，共占六個端口。2.4、聲音報警模塊此模塊采用無源蜂鳴器實現(xiàn)，通過編寫相應的程序，當滿足一要求時，給蜂鳴器提供不同頻率的方波，使其發(fā)出不

7、同頻率的聲音，把不同頻率的聲音按一定的時序輸出，從而發(fā)出音樂。2.5、總體設計：總體框架如圖2-1所示：圖2-1總體硬件框架圖總體構思如圖2-2所示：圖2-2總體構思框架圖三、硬件設計3.1、單片機最小系統(tǒng)3.1.1、時鐘信號的產(chǎn)生89C52芯片內(nèi)部有一個高增益法相放大器，用于構成振蕩器。反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構成穩(wěn)定的自己振蕩器，電路如圖3-1所示。圖3-1晶振電路3.1.2、復位電路復位操作有上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式，本設計采用按鍵電平復位，結構如圖3-2所示。圖3-2復位電路3.2、數(shù)碼管顯示模塊3.2.1、數(shù)碼管引

8、腳圖圖3-3四維八段共陽極數(shù)碼管3.2.2、數(shù)碼管連線電路本設計中是用P1口控制數(shù)碼管的段選，用P2口的高四位控制數(shù)碼管的位選。連線電路圖：圖3-4數(shù)碼管連線電路圖3.3、矩陣鍵盤本設計采用3×3矩陣鍵盤，通過對行列掃描來確定那個按鍵按下，按鍵序號及接線圖如下圖所示：圖3-5矩陣鍵盤連線電路圖3.4、蜂鳴器電路本課程設計使用的蜂鳴器是無源蜂鳴器，通過對給蜂鳴器一定頻率的方波，驅(qū)動蜂鳴器蜂鳴器發(fā)出相應頻率的聲音，其中方波可對端口進行連續(xù)取反實現(xiàn)，取反頻率由定時器控制，驅(qū)動電路如下圖所示：圖3-6蜂鳴器連線電路圖3.5、整體電路原理圖整體電路原理圖如圖3-7所示：圖3-7總體電路原理圖3

9、.6、Lochmaster硬件電路圖3-8硬件電路正面視圖圖3-9硬件電路背面視圖四、程序流程圖程序主要流程如圖4-1所示，時間、日期設置部分流程如圖4-2所示。圖4-1程序流程圖圖4-2程序流程圖時間、日期設置部分5、 系統(tǒng)仿真與調(diào)試5.1、Proteus仿真原理圖Proteus軟件是英國Labcenter electronics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，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現(xiàn)

10、了從概念到產(chǎn)品的完整設計。它是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺。以下是用Proteus仿真調(diào)試圖：圖5-1實時時間顯示圖5-2日期顯示圖5-3秒表界面圖5-4鬧鐘設置5.2、實物圖圖5-5實物正面視圖圖5-6實物圖簡介5.3、使用說明圖5-7按鍵功能映射圖按鍵序號及對應功能如圖5-7所示所示，具體功能為：按鍵1：秒表進入與退出鍵按鍵2、8：上下調(diào)整功能鍵按鍵3：鬧鐘時間設定界面進入退出鍵按鍵4、6：左右項目切換功能鍵按鍵5：設置界面為確定返回，秒表界面為運行與暫停功能鍵按鍵7：時間及日期設置界面進入及切換鍵按鍵9：日歷顯示與退出功能鍵六、設計總結及

11、心得體會通過此次課程設計，第一次將理論用于實際應用，第一次脫離書本自己動手設計并制作一個實物，這使得自己對過去所學知識有了更加深刻的掌握。當理論應用于實際時，總會有一系列的問題需要解決，而這些問題的解決過程中，自己的動手能力得到的非常好的鍛煉，與此同時也深化自身對許多相關知識的掌握，知識的廣度也得到一定程度的擴充。本次課程設計對自己即使一次檢驗，同時也是一次鍛煉。從最開始的選題，到之后電路設計、電路焊接、編程、調(diào)試等等，一步步走過來，從一開始的知之甚少，到后來制作完成，如果用一句來概括，那就是自己一直在實踐中成長。經(jīng)過這次系統(tǒng)性的課程設計，讓自己得到一次綜合性的鍛煉，對設計的流程有了大體的掌握

12、，為今后自身的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗。設計的每一個過程對自己都有很大的啟發(fā)，以往自己幾乎不曾接觸過硬件電路，對硬件電路設計的一些意識幾乎為零，而在電路設計及焊接的過程中，自己的硬件知識得到了擴充，設計意識也得到了一定的訓練。在軟件編程方面，可以說這次編寫的程序是自己到目前為止寫過的最長的程序了，不得不說編程是一項累人的活，需要細心和耐心，簡單的結構錯誤容易發(fā)現(xiàn)，而一些其他各種各樣的錯誤可能極為隱晦，有時一個小錯誤花上一天也難以找到。在本次編程及調(diào)試過程中，自己對編程和調(diào)試有了較為深刻的認識，通過不斷地發(fā)現(xiàn)問題解決問題，感覺到基本上所有不合理都是可以優(yōu)化的，所有的錯誤都是可以理解的，編程和調(diào)試的時

13、候切記不能急躁，出現(xiàn)問題時，應認真分析問題產(chǎn)生的原因，而當你真正發(fā)現(xiàn)問題的根源時，就會發(fā)現(xiàn)問題和原因之間的聯(lián)系時非常有邏輯，而認真分析問題的出現(xiàn)的前因后果是解決問題最有效的途徑。此次編程也讓自己對自身編程水平有了一定的了解，認識到自己在編程上存在非常多的欠缺，以前學的C語言的知識有很大一部分不熟練甚至陌生，在整體上自己不能對編程有很規(guī)范的整體把握，編寫的程序存在諸多不夠合理。總而言之，本次課程設計對自己而言是一次非常有意義的經(jīng)歷，希望自己能吸取經(jīng)驗，在以后逐步完善自己目前的不足。附錄一：源程序代碼#include <reg52.h>#define uchar unsigned ch

14、ar#define uint unsigned intuchar num=50,numb=100,numf=0,stnum=100;tnum=0,keyhold1=0x00,keyhold2=0x00,works=0,stworks=0,knum,wnum,knum1=0,knum2,mnum1,mnum2=0,mnum3=3,t1works,mtime,timer1h,timer1l; /worksituation工作狀態(tài)：0時鐘顯示，1設置uchar mon1=0,mon2=1,day1=0,day2=1,hour1=1,hour2=2,min1=0,min2=0,alhour1=0,al

15、hour2=6,almin1=0,almin2=0,sec1=0,sec2=0,sts1=0,sts2=0,stms1=0,stms2=0;/定義全局變量uchar code table1=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;/P1口 點滅uchar code table2=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10;/P1口 點亮code unsigned char skycity=6,1,4, 7,1,4, 1,2,12, 7,1,4, 1,2,8, 3,2,8, 7,1

16、,20, 3,1,4, 3,1,4, 6,1,12, 5,1,4, 6,1,8, 1,2,8, 5,1,20, 3,1,4, 3,1,4, 4,1,12, 3,1,4, 4,1,4, 1,2,12, 3,1,20, 1,2,4, 1,2,4, 1,2,4, 7,1,12, 4,1,4, 4,1,8, 7,1,8, 7,1,20, 6,1,4, 7,1,4, 1,2,12, 7,1,4, 1,2,8, 3,2,8, 7,1,20, 3,1,4, 3,1,4, 6,1,12, 5,1,4, 6,1,8, 1,2,8, 5,1,32, 3,1,4, 4,1,8, 1,2,4, 7,1,6, 1,2,

17、8, 2,2,4, 2,2,4, 3,2,4, 1,2,16, 1,2,4, 7,1,4, 6,1,4, 6,1,4, 7,1,6, 5,1,8, 6,1,24, 1,2,4, 2,2,4, 3,2,12, 2,2,4, 3,2,8, 5,2,8, 2,2,24, 5,1,4, 5,1,4, 1,2,4, 7,1,4, 1,2,8, 3,2,8, 3,2,32, 6,1,4, 7,1,4, 1,2,8, 7,1,8, 2,2,6, 1,2,12, 5,1,4, 5,1,16, 4,2,8, 3,2,8, 2,2,8, 1,2,8, 3,2,30, 3,1,20, 3,2,8, 6,2,16,

18、5,2,8, 5,2,8, 3,2,4, 2,2,4, 1,2,8, 1,2,4, 2,2,16, 2,2,8, 1,2,4, 2,2,4, 2,2,8, 5,2,8, 3,2,20, 3,2,8, 6,2,16, 5,2,16, 3,2,4, 2,2,20, 1,2,8, 2,2,8, 1,2,4, 2,2,4, 2,2,4, 7,1,8, 6,1,20, 6,1,4, 7,1,4, 6,1,32, ;code unsigned char freqh= 0xF2,0xF3,0xF5,0xF5,0xF6,0xF7,0xF8, / 音階頻率表 高八位 0xF9,0xF9,0xFA,0xFA,0x

19、FB,0xFB,0xFC,0xFC, /1,2,3,4,5,6,7,8,i 0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE, 0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF, ; code unsigned char freql= / 音階頻率表 低八位 0x42,0xC1,0x17,0xB6,0xD0,0xD1,0xB6, 0x21,0xE1,0x8C,0xD8,0x68,0xE9,0x5B,0x8F, /1,2,3,4,5,6,7,8,i 0xEE,0x44, 0x6B,0xB4,0xF4,0x2D, 0x47,0x77,0xA2,0xB6,0xDA,0x

20、FA,0x16, ; sbit P2_0 = 0xA0;sbit P2_1 = 0xA1;sbit P2_2 =0xA2;sbit P2_3 = 0xA3;sbit P2_4 = 0xA4;sbit P2_5 = 0xA5;sbit P2_6 = 0xA6;sbit P2_7 = 0xA7;void time(); void sec(); /秒void timem1(); /分加void timem2(); /分減void timeh1(); /時加void timeh2(); /時減void timeday1(); /日加 void timeday2();/日減void timemon1()

21、;/月加void timemon2();/月減void stsec();/計時器void stmsec();void display(); /顯示void stopwatch(); /秒表顯示void calendar(); /日歷void set(); void setcal(); void alarm(); /鬧鐘void alarmm1();void alarmm2();void alarmh1();void alarmh2();void buzzer(); /蜂鳴器服務子程序uchar keycheck(); /按鍵檢測uchar line(uchar x); /按鍵檢測 行掃描voi

22、d delay(); /掃描延時void delay1(); /穩(wěn)定顯示延時void song(); /鬧鈴void mdelay();/鬧鈴延時子程序 void main ()TMOD=0x11; /設置定時器t0,t1工作模式1TH0=(65536-20000)/256;TL0=(65536-20000)%256; /t0計時器初值EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;P2=0x00;display();void display() works=0; /時鐘運行while(1) if(num>=25) /時鐘顯示狀態(tài)P2_7=0;delay1();P1=table1hour1

23、;P2_4=1;delay();P2_4=0;delay1();P1=table2hour2;P2_5=1;delay();P2_5=0;delay1();P1=table1min1;P2_6=1;delay();P2_6=0;delay1();P1=table1min2;P2_7=1;/后keycheck 出現(xiàn)delay() 故此不用elseP2_7=0;delay1();P1=table1hour1;P2_4=1;delay();P2_4=0;delay1();P1=table1hour2;P2_5=1;delay();P2_5=0;delay1();P1=table1min1;P2_6=1;delay();P2_6=0;delay1();P1=table1min2;P2_7=1;/后keycheck 出現(xiàn)delay() 故此不用if(mnum1!=min2) mnum2=0;/min2改變 開放鬧鈴if(knum1>0) knum1-;/防止回跳keycheck();if(knum2