單片機c語言課程設(shè)計--基于單片機的電子鐘設(shè)計

1、<p>　　《單品機原理及應用》課程設(shè)計</p><p>　　基于單片機的電子鐘設(shè)計</p><p>　　院 系 ： 物理電氣信息工程學院 </p><p>　　基于單片機的電子鐘設(shè)計</p><p><b>　　一、設(shè)計任務</b></p><p>　　1）、鞏固《單片機原理及應

2、用》課程所學的有關(guān)知識。</p><p>　　2）、通過硬件設(shè)計、軟件設(shè)計，使學生掌握用單片機組成應用系統(tǒng)的方法，提高軟件設(shè)計能力。</p><p>　　3）、掌握單片機的定時/計數(shù)器的編程和使用方法。進一步熟悉單片機功能部件的應用。</p><p>　　二、設(shè)計要求及工作原理說明</p><p>　　要求自己做出原理圖設(shè)計。并且要擴展一片8

3、255芯片作顯示接口，分別輸出段碼和位碼；用P1口中的兩根口線作功能鍵?？衫盟膫€LED分時顯示當前時間和日歷。兩個按鍵的功能：A鍵用于調(diào)時，范圍0～23，0為 24點，每按一次時加1；B鍵用于調(diào)分，范圍0～59，0為60分，每按一次分加1。 </p><p>　　單片機程序設(shè)計、調(diào)試。</p><p>　　本課題采用單片機內(nèi)部定時器，用軟件對其進行秒、分、時的計數(shù)，單片機無法產(chǎn)生1s的定

4、時時間，但是可以用硬件定時和軟件計數(shù)相結(jié)合的方法實現(xiàn)，采用中斷方式，即通過中斷服務程序進行計數(shù)器溢出次數(shù)的累計，把定時器/計數(shù)器設(shè)定為62.5ms，計數(shù)溢出16次就可以得到1s，計60次為1分，60分計60次則為1小時，然后通過數(shù)碼管動態(tài)刷新顯示出來，再設(shè)四個按鍵進行時間的調(diào)整，一個鍵用作啟動/調(diào)整鍵，其余三個分別用于時、分、秒的調(diào)整。</p><p>　　三、數(shù)字電子鐘硬件系統(tǒng)的設(shè)計</p>&l

5、t;p>　　3.1 硬件總體設(shè)計</p><p>　　硬件系統(tǒng)總體設(shè)計如圖1所示。</p><p>　　圖1 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計</p><p>　　3.2 數(shù)字電子鐘硬件系統(tǒng)主要模塊功能簡要介紹</p><p>　　（1） 功能芯片：本次設(shè)計采用AT89C51芯片，低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flas

6、h 存儲器。256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。價格較低，能滿足本次設(shè)計的要求。</p><p>　?。?） 電源和復位模塊：AT89C51需5V電壓，所以可以采用USB接口的5V電源對其供電，復位電路可采用上電復位、按鍵電平復位、按鍵脈沖復位3種，本次采用按鍵電平復位。如電路原理圖中的電源和復位模塊。</p><p>　　（3） 顯示模塊：

7、該模塊由8位8段共陽極數(shù)碼管組成，由8個PNP型三極管分別驅(qū)動其發(fā)光，從左至右位控分別接于單片機的P2.7-P2.0中上，段控a-dP接于單片機的P0.0-P0.7口上，使用動態(tài)顯示從右向左循環(huán)點亮每一位數(shù)碼管。如電路原理圖中的數(shù)碼管電路。</p><p>　　（4） 鍵盤模塊：鍵盤由4個獨立式按鍵組成，S0-S4鍵分別接在單片機的P1.0-P1.4口，并由上拉電阻上拉使其成為電位為高。如電路原理圖中的獨立鍵盤

8、模塊。</p><p>　　（5） 時鐘模塊：為了保證同步工作方式的思想，單片機必須有時鐘信號，以使其系統(tǒng)在時鐘信號的控制下按時序協(xié)調(diào)工作。如電路原理圖中的晶振電路。</p><p>　　3.3 數(shù)字電子鐘電路原理圖</p><p>　　2.31數(shù)字電子鐘電路原理圖</p><p>　　3.4 數(shù)字電子鐘元器件清單</p>

9、<p>　　數(shù)字電子鐘元器件清單</p><p>　　四、 數(shù)字電子鐘軟件系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　4.1 數(shù)字電子鐘軟件系統(tǒng)主要模塊功能簡要介紹</p><p>　?。?） 主程序：主程序的主要功能是進行定時器/計數(shù)器，顯示緩沖區(qū)的初始化，顯示，以及判斷是否有功能鍵按下，判斷按下的鍵并調(diào)相應的鍵功能程序。</p><p>

10、　?。?） 鍵功能程序：鍵功能程序的主要功能是執(zhí)行對應的功能，Menu鍵為啟動/調(diào)整鍵，第一次按下則由待機狀態(tài)進入運行狀態(tài)啟動時鐘，從00-00-00開始顯示，然后按下為奇數(shù)則暫停，進入調(diào)時狀態(tài)，按下Sec鍵則秒加1，按下Min鍵則分加1，按下Hour鍵則時加1；若按下為偶數(shù)則進入時鐘運行狀態(tài)。</p><p>　?。?） 中斷服務程序：中斷服務程序的主要功能是進行計時操作，程序開始先判斷計數(shù)溢出是否滿了16次，

11、若不滿16次則表明沒有達到最小計時單位秒，則中斷返回；若滿16次表明已達到最小計時單位秒，則程序斷續(xù)向下執(zhí)行，進行分和時的計時。</p><p>　　（4） 顯示子程序：顯示程序的主要功能是將顯示緩沖區(qū)的段控碼正確的顯示在數(shù)碼管上，采用動態(tài)顯示，從右向左循環(huán)點亮每一位數(shù)碼管。</p><p>　?。?） 鍵掃子程序：鍵掃子程序的主要功能是判斷是否有鍵按下，是哪個鍵按下，并將鍵值保存在20H

12、中。</p><p>　　4.2 數(shù)字電子鐘軟件系統(tǒng)原理流程框圖</p><p><b>　　主程序</b></p><p>　　計時中斷 顯示 鍵盤掃描子程序 </p><p>　　子程序 子程序</p><p>　　定

13、時 延時 時分秒</p><p>　　子程序 子程序 設(shè)定程序</p><p><b>　　4.3軟件流程圖</b></p><p>　　4.3.1控制地址列表</p><p>　　4.3.2軟

14、件子程序流程圖</p><p>　　計時子程序流程框圖 顯示子程序流程框圖</p><p>　　4.4數(shù)字電子鐘軟件系統(tǒng)程序清單</p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include<intrins.h></p&g

15、t;<p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　uchar code table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, // 數(shù)碼管為共陽</p><p>　　0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x

16、bf};//P2口為低則選通</p><p>　　uchar data key_temp=0xff; //關(guān)中斷和定時器</p><p>　　uchar data key_save=0xff,c=0;</p><p>　　uchar hour=0,min=0,sec=0,t,num,temp; //使程序初始化，時

17、間清</p><p><b>　　零 </b></p><p>　　uchar data dis[8];</p><p>　　void init();</p><p>　　void delay(uint);</p><p>　　void key_scan();</p><

18、;p>　　void main()</p><p>　　{ init();</p><p>　　TR0=1; //啟動定時器0，開始定時</p><p>　　TR1=1; //啟動定時器1，</p><p>　　temp=0x7f; //

19、給temp賦值在送給P2口</p><p><b>　　P2=temp;</b></p><p><b>　　num=7;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><

20、p>　　key_temp=P3; //鍵值在P3口，讀入鍵值</p><p>　　if(key_temp==0xfe) </p><p><b>　　{ c++;</b></p><p>　　TR0=0; //關(guān)閉T0 </p><p>　　if(c==2)

21、 </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　c=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b&

22、gt;　　}</b></p><p><b>　　if(c==1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(key_temp!=key_save) //鍵值改變 //</p><p><b>　　{</b></p>

23、;<p>　　key_save=key_temp; //保存鍵值</p><p>　　key_scan();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}}</b></p><p><b>　　}</b></p>

24、<p>　　void time1() interrupt 3 //主函數(shù)，利用定時器1，初值為1000 </p><p>　　{ TH1=(65536-1000)/256;</p><p>　　TL1=(65536-1000)%256;</p><p>　　dis[0]=hour/10; //時計數(shù)器個位賦給dis[0]</p

25、><p>　　dis[1]=hour%10; //時計數(shù)器個位賦給dis[1]</p><p>　　dis[2]=10; // dis[2]為“-”段碼的偏移量 </p><p>　　dis[3]=min/10;</p><p>　　dis[4]=min%10;</p><p>

26、;　　dis[5]=10;</p><p>　　dis[6]=sec/10;</p><p>　　dis[7]=sec%10;</p><p>　　P0=0xff; //消隱</p><p>　　temp=_crol_(temp,1);</p><p><b>　　P2=temp;</b&g

27、t;</p><p>　　P0=table[dis[num]];</p><p>　　if(num==0)</p><p><b>　　num=8;</b></p><p><b>　　num--;</b></p><p><b>　　}</b><

28、/p><p>　　void time0() interrupt 1 //中斷服務程序</p><p>　　{TH0=(65536-50000)/256; //設(shè)置計數(shù)初值</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　t++;</b>

29、;</p><p><b>　　if(t==20)</b></p><p>　　{sec++; //秒計數(shù)器加一</p><p><b>　　t=0;</b></p><p>　　if(sec==60) //秒計數(shù)器值到60</p><

30、;p>　　{sec=0; //秒計數(shù)器清零 </p><p>　　min++; //分計數(shù)器加一（進為60S=1m)</p><p>　　if(min==60) //分計數(shù)值到60</p><p>　　{min=0; //分計數(shù)清零</p><p>　　hour++;

31、 //時計數(shù)加一 </p><p>　　if(hour==24) //時計數(shù)到24 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　hour=0; //時計數(shù)器清零</p><p><b>　　}</b></p>&

32、lt;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void key_scan()</p><p>&l

33、t;b>　　{</b></p><p>　　if(key_save==0xfd) // P1口鍵值</p><p>　　{if(hour==23)</p><p><b>　　hour=0;</b></p><p><b>　　else</b></

34、p><p><b>　　hour++;}</b></p><p>　　if(key_save==0xfb) </p><p>　　{if(min==59)</p><p><b>　　min=0;</b></p><p><b>　　else</b>&

35、lt;/p><p><b>　　min++;}</b></p><p>　　if(key_save==0xf7) // 秒的計時口， 判斷秒若不為59則加1，為59時轉(zhuǎn)為零 </p><p>　　{if(sec==59)</p><p><b>　　sec=0;<

36、;/b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　sec++;}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init() </p><p>　　{ hour=0;

37、 //時，分，秒為零</p><p><b>　　min=0;</b></p><p><b>　　sec=0;</b></p><p>　　EA=1; //開中斷，允許T0，T1中斷</p><p><b>　　ET0=1;</b></p>

38、;<p><b>　　ET1=1;</b></p><p>　　TMOD=0x11; //使定時器1,0都工作在方式1 </p><p>　　TH0=(65536-50000)/256; </p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p>　　TH1=(6553

39、6-1000)/256;</p><p>　　TL1=(65536-1000)%256;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　五、誤差分析設(shè)計結(jié)論</p><p>　　5.1 數(shù)字電子鐘的誤差分析</p><p>　　雖說采用軟件方式來產(chǎn)生1s的基本時間，然而定時器/計數(shù)器

40、本身不能產(chǎn)生標準的1s定時，產(chǎn)生一個標準時間之后進行循環(huán)計數(shù)得到1s，但CPU執(zhí)行代碼需要1-2μs的時間，因此產(chǎn)生的1s，1分，1小時，都會略大于標準的時間。此外，單片機也易受外界環(huán)境的影響，比如溫度、濕度等干擾。故應該讓單片機工作在適宜的環(huán)境下，同時采用實時時鐘芯片，這樣能將誤差降低到最小。</p><p><b>　　5.2設(shè)計心得</b></p><p>　　

41、現(xiàn)在來回想單片機的課程設(shè)計，有許多感觸，從最開始接觸單片機和C語言，到現(xiàn)在能獨立完成一個課程設(shè)計，我必須得感謝老師的諄諄教導和辛勤付出，是老師給了我動力。在匯編編程時，書本上的很多知識又學的很不扎實，程序基本語句理解不夠透徹，導致編一個簡單程序都需要大量時間且過于復雜，真是耗時耗力耗單片機內(nèi)存。 也深刻理解了只有踏實講課本上的每一句程序讀懂，多讀程序，多看程序，才能更好的編程序。雖然本程序不是我自己編寫的，但還是給了我很多知識，應用到的

42、計時，中斷都是我們上課時講的重點。應用protues將實際結(jié)果運行出來，由于數(shù)字電子鐘的設(shè)計由于采用的是用硬件定時和軟件計數(shù)的方式產(chǎn)生的1s，而忽略了CPU執(zhí)行指令所需的時間，故時鐘顯示不是很精確。本次的課程設(shè)計讓我學到了很多知識，相信以后自己有能力編寫一個更加準確的電子鐘。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 單品機原理及應用

43、， 西安電子科技大學出版社</p><p>　　[2] 單片機的C語言應用程序設(shè)計，華中科技大學出版社</p><p>　　[3] 模擬電子技術(shù)．高等教育出版社</p><p>　　[4] 電路分析基礎(chǔ)．清華大學出版社</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次單片機的

44、C語言應用程序課程設(shè)計能夠順利的完成，是小組各組員團結(jié)努力和**老師的指導下完成的。正是因為*老師那一絲不茍、剛正不阿的態(tài)度才使我們有了做課程設(shè)計的動力。感謝老師的助我們開拓解決問題思路，精心點撥、熱忱鼓勵。老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，是授以終生受益無窮之道。對*老師的感激之情是無法用言語表達的。</p><p>　　還有感謝學校對我們此次課程設(shè)計的大力支持，在