《《單片機(jī)原理》課程設(shè)計報告電子鐘》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《單片機(jī)原理》課程設(shè)計報告電子鐘（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 物理與機(jī)電工程學(xué)院課程設(shè)計報告 課程名稱： 單片機(jī)課程設(shè)計 系 部： 物理與機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 桑 勝 金 指導(dǎo)教師： 王 清 輝 完成時間： 2012-3-16 報告成績： 評閱意見： 評閱教師 日期

2、 一、設(shè)計任務(wù)與要求 二、方案設(shè)計與論證 三、硬件電路設(shè)計 四、軟件設(shè)計 五、仿真過程與仿真結(jié)果 六、安裝與調(diào)試 七、結(jié)論與心得 八、參考文獻(xiàn) 《單片機(jī)原理》課程設(shè)計報告 一、設(shè)計任務(wù)與要求 1、設(shè)計基本要求。 設(shè)計一個電子鐘： （1）具有小時分秒時間顯示。 （2）能夠設(shè)置鬧鐘至少5次鬧鐘時間。 （3）可利用按鍵修改時間，具有上午下午的提示信息。 2、。通過課程設(shè)計的教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的有關(guān)知識，加深了解單片機(jī)的工作原理。初步掌握簡單單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計

3、、制作、調(diào)試的方法。提高動手實(shí)踐能力、提高科學(xué)的思維能力。 二、方案設(shè)計與論證 1 電子時鐘 1.1 電子時鐘簡介 1957年,Ventura發(fā)明了世界上第一個電子表，從而奠定了電子時鐘的基礎(chǔ)，電子時鐘開始迅速發(fā)展起來?，F(xiàn)代的電子時鐘是基于單片機(jī)的一種計時工具，采用延時程序產(chǎn)生一定的時間中斷，用于一秒的定義，通過計數(shù)方式進(jìn)行滿六十秒分鐘進(jìn)一，滿六十分小時進(jìn)一，滿二十四小時小時清零。從而達(dá)到計時的功能，是人民日常生活補(bǔ)課缺少的工具。 1.2 電子時鐘的基本特點(diǎn)

4、 現(xiàn)在高精度的計時工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，走時精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)試，數(shù)字式電子鐘用集成電路計時時，譯碼代替機(jī)械式傳動，用LED顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時、分、秒顯示時間的功能，還可以進(jìn)行時和分的校對，片選的靈活性好。 1.3 電子時鐘的原理 該電子時鐘由89C51，BUTTON，六段數(shù)碼管等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動電路，由延時程序和循環(huán)程序產(chǎn)生的一秒定時，達(dá)到時分秒的計時，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時，滿二十四小時

5、為一天。而電路中兩個控制鍵功能直接按下不松開，則可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而另一按鍵按下又放松，則可實(shí)現(xiàn)小時的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時加一。 2 單片機(jī)識的相關(guān)知識 2.1 單片機(jī)簡介 單片機(jī)全稱為單片機(jī)微型計算機(jī)（Single Chip Microsoftcomputer)。從應(yīng)用領(lǐng)域來看，單片機(jī)主要用來控制，所以又稱為微控制器（Microcontroller Unit）或嵌入式控制器。單片機(jī)是將計算機(jī)的基本部件微型化并集成在一塊芯片上的微型計算機(jī)。 2.2 89C51單片機(jī)介紹

6、 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLA

7、SH編程和校驗(yàn)時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻

8、的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時器0外部輸入） P3.5 T1（記時器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程

9、校驗(yàn)接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁

10、止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 3 控制系

11、統(tǒng)的軟件設(shè)計 3.1 單片機(jī)型號的選擇 通過對多種單片機(jī)性能的分析，最終認(rèn)為89C51是最理想的電子時鐘開發(fā)芯片。89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能器件,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，89C51是一種高效微控制器，而且它與MCS-51兼容，且具有4K字節(jié)可編程閃爍存儲器和1000寫/擦循。 3.2 數(shù)碼管顯示工作原理 數(shù)碼管是一種把多個LED顯示段集成在

12、一起的顯示設(shè)備。有兩種類型，一種是共陽型，一種是共陰型。共陽型就是把多個LED顯示段的陽極接在一起，又稱為公共端。共陰型就是把多個LED顯示段的陰極接在一起，即為公共商。通常的數(shù)碼管又分為8段，即8個LED顯示段，分別為A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP 是小數(shù)點(diǎn)位段。而多位數(shù)碼管，除某一位的公共端會連接在一起，不同位的數(shù)碼管的相同端也會連接在一起。即，所有的A段都會連在一起，其它的段也是如此，這是實(shí)際最常用的用法。數(shù)碼管顯示方法可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示就是數(shù)碼管的8段輸入及其公共端電平一直有效。動態(tài)顯示的原理是，各個數(shù)碼管的相同段連接在一起，共同占用8 位段引管線；每位

13、數(shù)碼管的陽極連在一起組成公共端。利用人眼的視覺暫留性，依次給出各個數(shù)碼管公共端加有效信號，在此同時給出該數(shù)碼管加有效的數(shù)據(jù)信號，當(dāng)全段掃描速度大于視覺暫留速度時，顯示就會清晰顯示出來。 3.3 鍵盤電路設(shè)計 該設(shè)計只用了兩個鍵盤，但實(shí)現(xiàn)的功能卻是比較完善，減少了硬件資源的損耗，該鍵可以實(shí)現(xiàn)小時和分鐘的調(diào)節(jié)。當(dāng)按鍵按下又松開，則可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；另一個按鍵則可實(shí)現(xiàn)小時的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時加一。達(dá)到時間調(diào)節(jié)的目的。 三、硬件電路設(shè)計 引腳功能說明 89C51外

14、部引腳圖：（可以直接拷入ASM程序文件中，作注釋使用，十分方便） ;┏━┓┏━┓ ; P1.0 ┫1 ┗┛40┣ Vcc ; P1.1 ┫239┣ P0.0 ; P1.2 ┫3 38┣ P0.1 ; P1.3 ┫437┣ P0.2 ; P1.4 ┫5 36┣ P0.3 ; P1.5 ┫6 35┣ P0.4 ; P1.6 ┫7 34┣ P0.5 ; P1.7 ┫8 33┣ P0.6 ; RST/Vpd ┫9 32┣ P0.7 ; RXD P3.0 ┫10 31┣ -EA/Vpp（內(nèi)1/外0 程序地址選擇） ; TXD P3.1 ┫11 30┣ ALE/-P （地址鎖

15、存輸出） ; -INT0 P3.2 ┫12 29┣ -PSEN （外部程序讀選通輸出） ; -INT1 P3.3 ┫13 28┣ P2.7 ; T0 P3.4 ┫14 27┣ P2.6 ; T1 P3.5 ┫15 26┣ P2.5 ; -WR P3.6 ┫16 25┣ P2.4 ; -RD P3.7 ┫17 24┣ P2.3 ; X2 ┫18 23┣ P2.2 ; X1 ┫1922┣ P2.1 ; GND ┫20 21┣ P2.0 ; ┗━━━━┛ 89c51引腳圖管腳圖 引腳說明： ①電源引腳 Vcc（40腳）：典型值＋5V。 Vss（20腳）：

16、接低電平。 ②外部晶振 X1、X2分別與晶體兩端相連接。當(dāng)采用外部時鐘信號時，X2接振蕩信號，X1接地 。 ③輸入輸出口引腳： P0口：I/O雙向口。作輸入口時，應(yīng)先軟件置“ 1”。 P1口：I/O雙向口。作輸入口時，應(yīng)先軟件置“ 1”。 P2口：I/O雙向口。作輸入口時，應(yīng)先軟件置“ 1”。 P3口：I/O雙向口。作輸入口時，應(yīng)先軟件置“ 1”。 ④控制引腳： RST/Vpd、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp組成了MSC-51的控制總線。 RST/Vpd（9腳）：復(fù)位信號輸入端（高電平有效）。 第二功能：加+5V備用電源，可

17、以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)RAM信息不丟失。 ALE/-PROG(30腳）：地址鎖存信號輸出端。 第二功能：編程脈沖輸入。 -PSEN（29腳）：外部程序存儲器讀選通信號。 -EA/Vpp(31腳）：外部程序存儲器使能端。 第二功能：編程電壓輸入端（+21V）。 原理圖： 四、軟件設(shè)計 程序： #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code table[]={"Clock by Sang S J"}; uchar code table1

18、[]={" 00:00:00 "}; uchar code table2[]={" Alarm Clock_1 "}; uchar code table3[]={" Alarm On "}; uchar code table4[]={" Alarm Off "}; uchar code table0[]={" "}; sbit dula=P2^6; //定義鎖存器鎖存端 sbit wela=P2^7; sbit lcden=P1^0; sbit rs=P1^1; uchar a,shi,fen,miao,ww,aa,bb,s3num,s4num

19、,num,yy; sbit s1=P2^0; sbit s2=P2^1; sbit s3=P2^2; sbit s4=P2^3; sbit s5=P2^4; sbit beep=P2^5; void delay(uint z) //延時函數(shù) 毫秒 { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--); } void write_com(uchar com) //寫指令函數(shù) { rs=0; P0=com; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0;

20、 } void write_date(uchar date) //寫數(shù)據(jù)函數(shù) { rs=1; P0=date; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; } void write_sfm(uchar add,uchar date) //時分秒的地址+數(shù)據(jù)函數(shù) { uchar shi,ge; shi=date/10; ge=date%10; write_com(0x80+0x40+add); delay(10); write_date(0x30+shi); delay(10);

21、 write_date(0x30+ge); delay(10); } void write_sfm1(uchar add,uchar date) //時分秒的地址+數(shù)據(jù)函數(shù) { uchar shi,ge; shi=date/10; ge=date%10; write_com(0x80+add); delay(10); write_date(0x30+shi); delay(10); write_date(0x30+ge); delay(10); } void init() //初始化函數(shù) { dula=0

22、;//關(guān)閉兩鎖存器鎖存端，防止操作液晶時數(shù)碼管會出亂碼 wela=0; lcden=0; write_com(0x38); //顯示模式設(shè)置 write_com(0x0c); //開顯示 write_com(0x06); //光標(biāo)設(shè)置 write_com(0x01); //顯示清屏 write_com(0x80); //光標(biāo)初始地址 for(num=0;num<16;num++) { write_date(table[num]); delay(10); } write_com(0x80

23、+0x40); for(num=0;num<16;num++) { write_date(table1[num]); delay(10); } TMOD=0x01; //設(shè)置定時器0為工作方式1 TH0=(65536-50000)/256; //裝初值，定時50ms TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; } void keyscan() //鍵盤函數(shù) { uchar s1num; if

24、(s1==0) { delay(5); if(s1==0) { s1num++; while(!s1); if(s1num==1) //光標(biāo)跳到秒位置閃爍 { TR0=0; write_com(0x80+0x40+10); write_com(0x0f); } if(s1num==2) //光標(biāo)跳到分位置閃爍 { write_com(0x80+0x40+7); write_com(0x0f); } if(s1num==

25、3) //光標(biāo)跳到時位置閃爍 { write_com(0x80+0x40+4); write_com(0x0f); } if(s1num==4) //恢復(fù)時鐘 { TR0=1; write_com(0x0c); //開顯示 write_com(0x06); //光標(biāo)設(shè)置 s1num=0; } } } if(s1num!=0) { if(s1num==1) //調(diào)整秒鐘 { if(s2=

26、=0) { delay(5); if(s2==0) { while(!s2); miao++; if(miao==60) miao=0; } write_sfm(10,miao); } } if(s1num==2) //調(diào)整分鐘 { if(s2==0) { delay(5); if(s2==0) { while(!s2); fen++; if(fen==60)

27、 fen=0; } write_sfm(7,fen); } } if(s1num==3) //調(diào)整小時 { if(s2==0) { delay(5); if(s2==0) { while(!s2); shi++; if(shi==24) shi=0; } write_sfm(4,shi); } } } //鬧鐘 if(s3==0) { delay(10); if(s3==

28、0) { s3num++; while(!s3); if(s3num==1) { ww=1; write_com(0x01); write_com(0x80); for(num=0;num<16;num++) { write_date(table1[num]); delay(10); } write_com(0x80+0x40); //光標(biāo)初始地址 for(num=0;num<16;num++) {

29、 write_date(table2[num]); delay(10); } } if(s3num==2) { yy=1; ww=0; write_com(0x01); write_com(0x80); for(num=0;num<16;num++) { write_date(table[num]); delay(10); } write_com(0x80+0x40); for(num=0;num<16;num+

30、+) { write_date(table1[num]); delay(10); } write_sfm(4,shi); write_sfm(7,fen); write_sfm(10,miao); s3num=0; } } } if(s4==0) { delay(5); if(s4==0) { s4num++; while(!s1); if(s4num==1) //

31、光標(biāo)跳到分位置閃爍 { write_com(0x80+7); write_com(0x0f); } if(s4num==2) //光標(biāo)跳到時位置閃爍 { write_com(0x80+4); write_com(0x0f); } if(s4num==3) { write_com(0x0c); //開顯示 write_com(0x06); //光標(biāo)設(shè)置 s4num=0; } } }

32、 if(s4num!=0) { if(s4num==1) //調(diào)整分鐘 { if(s2==0) { delay(5); if(s2==0) { while(!s2); bb++; if(bb==60) bb=0; } write_sfm1(7,bb); } } if(s1num==2

33、) //調(diào)整小時 { if(s2==0) { delay(5); if(s2==0) { while(!s2); aa++; if(aa==24) aa=0; } write_sfm1(4,aa); } } } if(s5==0) { delay(10); if(s5==0) { while(!

34、s5); write_com(0x01); //顯示清屏 write_com(0x80); //光標(biāo)初始地址 for(num=0;num<16;num++) { write_date(table[num]); delay(10); } write_com(0x80+0x40); for(num=0;num<16;num++) { write_date(table1[num]); delay(10); } write_sfm(4,shi); write_sfm(

35、7,fen); write_sfm(10,miao); } } } void main() { init(); ww=0; while(1) { keyscan(); if(yy==1) { if(shi==aa&&fen==bb) { beep=0; delay(1000); beep=1; delay(1000); beep=0; delay(1000); beep=1; yy=0;

36、 } } } } void timer0() interrupt 1 { TH0=(65536-50000)/256; //重裝初值 TL0=(65536-50000)%256; a++; if(a==20) //定時到達(dá)1s { a=0; miao++; if(s3num==2) { if(shi==aa&&fen==bb) { beep=0; delay(1000); beep=1;

37、 delay(1000); beep=0; delay(1000); beep=1; } } if(miao==60) { miao=0; fen++; if(fen==60) { fen=0; shi++; if(shi==24) { shi=0; } if(ww==0) { write_sfm(4,shi); } }

38、 if(ww==0) { write_sfm(7,fen); } } if(ww==0) { write_sfm(10,miao); } } } 五、仿真過程與仿真結(jié)果 PDB仿真： 元器件清單： 名稱 規(guī)格 數(shù)量 電阻 1K 1 200歐 1 瓷片電容 104 1 30pf 2 三極管 pnp9012 1 蜂鳴器 1 晶振 12M 2 輕觸按鍵 6 單片機(jī) at89c51 1 排阻 10K 2 排針

39、 2 IC座 40腳 1 藍(lán)白可調(diào) 10K 1 LCD1602 1 六、安裝與調(diào)試 制板過程：打印預(yù)覽-----轉(zhuǎn)印-----腐蝕-----轉(zhuǎn)孔-----焊接… 焊接情況; 七、結(jié)論與心得 經(jīng)過一學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們完成了這次單片機(jī)電子時鐘設(shè)計，通過這次的設(shè)計使我認(rèn)識到本人對單片機(jī)方面的知識知道的太少了，對于書本上的很多知識還不能靈活運(yùn)用，尤其是對程序設(shè)計語句的理解和運(yùn)用，不能夠充分理解每個語句的具體含義，導(dǎo)致編程的程序過于復(fù)雜，使得需要的存儲空間增大。損耗了過多的內(nèi)存資源。 本次的設(shè)計使我從中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，怎

40、樣將我所學(xué)到的知識運(yùn)用到我以后的工作中去。在大學(xué)的課堂的學(xué)習(xí)只是在給我們灌輸專業(yè)知識，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去，此次的電子時鐘設(shè)計給我奠定了一個實(shí)踐基礎(chǔ)，我會在以后的學(xué)習(xí)、生活中磨練自己，使自己適應(yīng)于以后的競爭，同時在查找資料的過程中我也學(xué)到了許多新的知識，在和同學(xué)協(xié)作過程中增進(jìn)同學(xué)間的友誼，使我對團(tuán)隊精神的積極性和重要性有了更加充分的理解。 實(shí)踐中獲得的知識能讓我對單片機(jī)的知識有更好的認(rèn)識和理解。雖然這次的課程設(shè)計我參考了一些文獻(xiàn)資料，沒有做到創(chuàng)新，但在對程序的讀寫過程中我明白了許多。這次課程設(shè)計的最大收獲是只有把理論用到實(shí)踐中我們才能真正掌握好所學(xué)知識。相信這對我以后的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計將會有很大的幫助！ 八、參考文獻(xiàn) [1] 謝自美．電子線路設(shè)計?實(shí)驗(yàn)?測試[M]．武漢：華中理工大學(xué)出版社 1992. [2] 何立民．單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社 1993. [3] 樓然笛．單片機(jī)開發(fā)[M]．北京：人民郵電出版社 1994. [4] 付家才．單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004.3. [5] 李光才．單片機(jī)課程設(shè)計實(shí)例指導(dǎo)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 2004 第 27 頁