單片機(jī)多功能數(shù)字鐘畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘 要……………………………………………………………………………………………2</p><p>　　ABSTRACT……………………………………………………………………………………… </p><p>　　第1章 引言……………………………………………………………………………

2、…………4</p><p>　　1.1課程背景…………………………………………………………………………………4</p><p>　　1.2課程來源…………………………………………………………………………………4</p><p>　　第2章 MSC-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………5</p><p>　　2.

3、1控制器……………………………………………………………………………………5</p><p>　　2.2存儲器的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………………5</p><p>　　2.3并行………………………………………………………………………………………6</p><p>　　2.4時(shí)鐘電路與時(shí)序……………………………………………………………………

4、……6</p><p>　　2.5單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域………………………………………………………………………7</p><p>　　第3章 電路的硬件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………7</p><p>　　3.1復(fù)位電路…………………………………………………………………………………7</p><p>　　3.2時(shí)鐘電路

5、…………………………………………………………………………………8</p><p>　　3.3按鍵電路…………………………………………………………………………………8</p><p>　　3.4相關(guān)控制電路……………………………………………………………………………9</p><p>　　3.4.1控制打鈴電路……………………………………………………………………9<

6、;/p><p>　　3.4.2時(shí)間顯示電路…………………………………………………………………10</p><p>　　3.5數(shù)碼管顯示電路………………………………………………………………………10</p><p>　　3.6電源電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………11</p><p>　　第4章 電路的軟件設(shè)計(jì)…………

7、………………………………………………………………11</p><p>　　4.1軟件程序內(nèi)容……………………………………………………………………………11</p><p>　　4.2軟件流程圖………………………………………………………………………………11</p><p>　　4.3定時(shí)程序設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………12</

8、p><p>　　4.3.1定時(shí)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)的基本方法………………………………………………………13</p><p>　　4.3.2定時(shí)時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)與步驟………………………………………………………13</p><p>　　4.4程序說明…………………………………………………………………………………13</p><p>　　結(jié) 束 語…………………………

9、………………………………………………………………15</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………16</p><p>　　致 謝…………………………………………………………………………………………17</p><p><b>　　摘要</b></p><p>

10、　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入。在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。</p><p>　　本文介紹了基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，詳細(xì)討論了它從軟件上實(shí)現(xiàn)的過程，重點(diǎn)在時(shí)鐘調(diào)整的方式；查詢和中斷的比較，然后對時(shí)鐘的精確性和穩(wěn)定性做了相關(guān)的討論。在文章的最

11、后，給出了采用中斷方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鐘的源程序。</p><p>　　關(guān)鍵字：單片機(jī)，數(shù)字鐘，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，中斷，定時(shí)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Along with science and technology is updating in recent years , the applicatio

12、n of MCU is going deeper. In the application of the automatic control and detection of real time, the MCU is used to use as a key parts. But if you want to design a system , only learn the knowledge of MCU is insufficien

13、t . You should perfect the system on the basis of the structure of the hardware and it is link to the characteristic of the application object of the software.</p><p>　　First, in this paper, we discuss the s

14、tudying significance and studying situation of the Intelligent Transportation System(ITS) ,then point out the drawback of the current situation and give the improve method. Automatic Control is the most important functio

15、n of the ITS. This paper describe the character of structure and the function of pin of AT89S51 SCM.It also give detailed analysis of ITS design .</p><p>　　Keywords: MCS-51 MCU; ITS; </p><p>&l

16、t;b>　　第1章 引 言</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　單片機(jī)自1976年由Intel公司推出MCS-48開始，迄今已有二十多年了。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無處不在，無所不為”。單片機(jī)的

17、應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、PC機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。</p><p>　　單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合用一個(gè)存儲器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開的結(jié)

18、構(gòu)為多。</p><p>　　本文討論的單片機(jī)多功能定時(shí)器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的51系列單片機(jī)，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)可編程的計(jì)時(shí)定時(shí)系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供開發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。</p><p>　　20世紀(jì)80年代中期以后，Intel公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如ATMEL、PH

19、ILIPS、ANALOG、DEVICES、DALLAS等。這些廠家生產(chǎn)的芯片是MCS-51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說是與MCS-51指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。這些兼容機(jī)與8051的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用CMOS工藝，因而，常用80C51系列來稱呼所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)，它們對8051單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)。其功能和市場競爭力更強(qiáng)，不該把它們直接稱呼為MCS-51系列單片機(jī)，因?yàn)镸CS只是Intel公司專用的

20、單片機(jī)系列型號。MCS-51系列及80C51單片機(jī)有多種品種。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。目前使用的MCS-51系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：基本型、增強(qiáng)型、低功耗型、專用型、超8位型、片內(nèi)閃爍存儲器型。</p><p><b>　　1.2 課題來源</b></p><p>　　在日常生活和工作中，我們常常用到定時(shí)控制，如擴(kuò)印過程

21、中的曝光定時(shí)等。早期常用的一些時(shí)間控制單元都使用模擬電路設(shè)計(jì)制作的，其定時(shí)準(zhǔn)確性和重復(fù)精度都不是很理想，現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品，隨著單片機(jī)性能價(jià)格比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛，大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能。小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。它功能強(qiáng)大，體積小，質(zhì)量輕，靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒?，可以?gòu)造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。</p><p&

22、gt;　　隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，家用電器和辦公電子設(shè)備逐漸增多，不同的設(shè)備都有自己的控制器，使用起來很不方便。根據(jù)這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)多功能定時(shí)系統(tǒng)，它可以避免多種控制器的混淆，利用一個(gè)控制器對多路電器進(jìn)行控制，同時(shí)又可以進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)和定點(diǎn)打鈴。它可以執(zhí)行不同的時(shí)間表（考試時(shí)間和日常作息時(shí)間）的打鈴，可以任意設(shè)置時(shí)間。這種具有人們所需要的智能化特性的產(chǎn)品減輕了人的勞動(dòng)，擴(kuò)大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字化提供了可能。</p

23、><p>　　第2章 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　MCS-51單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM/EPROM）、并行I/O口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器（SFR）。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)

24、依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR）的集中控制方式。</p><p><b>　　2.1 控制器</b></p><p>　　控制器是單片機(jī)的指揮控制部件，控制器的主要任務(wù)是識別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)而協(xié)調(diào)地工作。</p><p>　　單片機(jī)

25、執(zhí)行指令是在控制器的控制下進(jìn)行的。首先從程序存儲器中讀出指令，送指令寄存器保存，然后送至指令譯碼器進(jìn)行譯碼，譯碼結(jié)果送定時(shí)控制邏輯電路，由定時(shí)控制邏輯產(chǎn)生各種定時(shí)信號和控制信號，再送到單片機(jī)的各個(gè)部件去進(jìn)行相應(yīng)的操作。這就是執(zhí)行一條指令的全過程，執(zhí)行程序就是不斷重復(fù)這一過程?？刂破髦饕ǔ绦蛴?jì)數(shù)器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令譯碼器、條件轉(zhuǎn)移邏輯電路及時(shí)序控制邏輯電路。</p><p>　　2.2 存儲

26、器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　MCS-51單片機(jī)存儲器采用的是哈佛結(jié)構(gòu),即程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間截然分開,程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器各有自己的尋址方式,尋址空間和控制系統(tǒng)。</p><p>　　這種結(jié)構(gòu)對于單片機(jī)面向控制的實(shí)際應(yīng)用極為方便,有利.在8051/8751彈片擊中,不僅在片內(nèi)集成了一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器及眾多的特殊功能寄存器,而且還具有極強(qiáng)的外存儲器的擴(kuò)展能力,尋址

27、能力分別可達(dá)64KB,尋址和操作簡單方便.MCS-51的存儲器空間可劃分為如下幾類:</p><p><b>　　程序存儲器</b></p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)之所以能夠按照一定的次序進(jìn)行工作,主要是程序存儲器中存放了經(jīng)調(diào)試正確的應(yīng)用程序和表格之類的固定常數(shù)。程序?qū)嶋H上是一串二進(jìn)制碼,程序存儲器可以分為片內(nèi)和片外兩部分。8031由于無內(nèi)部存儲器,所以只能外擴(kuò)程序存

28、儲器來存放程序。</p><p>　　MCS-51單片機(jī)復(fù)位后,程序存儲器PC的內(nèi)容為0000H,故系統(tǒng)必須從0000H單元開始取指令,執(zhí)行程序.程序存儲器中的0000H地址是系統(tǒng)程序的啟動(dòng)地址.一般在該單元存放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令,跳向用戶設(shè)計(jì)的主程序的起始地址。</p><p><b>　　內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器</b></p><p>　　MCS-5

29、1單片機(jī)內(nèi)部有128個(gè)字節(jié)的隨機(jī)存取存儲器RAM,作為用戶的數(shù)據(jù)寄存器,它能滿足大多數(shù)控制型應(yīng)用場合的需要,用作處理問題的數(shù)據(jù)緩沖器。</p><p>　　MCS-51單片機(jī)的片內(nèi)存儲器的字節(jié)地址為00H-7FH.MCS-51單片機(jī)對其內(nèi)部RAM的存儲器有很豐富的操作指令,從而使得用戶在設(shè)計(jì)程序時(shí)非常方便。地址為00H-1FH的32個(gè)單元是4組通用工作寄存器區(qū),每個(gè)區(qū)含8個(gè)8位寄存器,編號為R7-R0。用戶可以通

30、過指令改變PSW中的RS1,RS0這二位來切換當(dāng)前的工作寄存器區(qū),這種功能給軟件設(shè)計(jì)帶來極大的方便,特別是在中斷嵌套時(shí),為實(shí)現(xiàn)工作寄存器現(xiàn)場內(nèi)容保護(hù)提供了極大的方便。</p><p>　　特殊功能寄存器(SFR-Special Function Register)</p><p>　　特殊功能寄存器反映了MCS-51單片機(jī)的狀態(tài),實(shí)際上是MCS-51單片機(jī)各功能部件的狀態(tài)及控制寄存器.SF

31、R綜合的,實(shí)際的反應(yīng)了整個(gè)單片機(jī)基本系統(tǒng)內(nèi)部的工作狀態(tài)及工作方式.SFR實(shí)質(zhì)上是一些具有特殊功能的片內(nèi)RAM單元,字節(jié)地址范圍為80H-FFH.特殊功能寄存器的總數(shù)為21個(gè),離散的分布在該區(qū)域中,其中]有些SFR還可以進(jìn)行位尋址.128個(gè)字節(jié)的SFR塊中僅有21個(gè)字節(jié)是由定義的.對于尚未定義的字節(jié)地址單元,用戶不能作寄存器使用,若訪問沒有定義的單元,則將得到一個(gè)不確定的隨機(jī)數(shù).</p><p>　　2.3 并行

32、I/O口</p><p>　　MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)雙向的8位并行I/O端口（Port），分別記作P0-P3，共有32根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器所組成。實(shí)際上P0-P3已被歸入特殊功能寄存器之列。這四個(gè)口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址。由于它們在結(jié)構(gòu)上有一些差異，故各口的性質(zhì)和功能有一些差異。</p><p>　　P0口是雙向8位三態(tài)I/O口，此口為地址

33、總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。P1口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS 型負(fù)載。P2口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，與地址總線（高8位）復(fù)用，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P1口、P2口、P3口各I/O口線片內(nèi)均有固定的上拉電阻，當(dāng)這3個(gè)準(zhǔn)雙向I/O口做輸入口使用時(shí)，要向該口先寫“1”，另外準(zhǔn)雙向I/O口無高阻的“浮空”狀態(tài)，故稱為雙向三態(tài)

34、I/O 口。</p><p>　　2.4 時(shí)鐘電路與時(shí)序</p><p>　　時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生MCS-51單片機(jī)工作時(shí)所必需的時(shí)鐘信號。MCS-51單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，MCS-51單片機(jī)應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序執(zhí)行進(jìn)行工作，而時(shí)序所研究的是指令執(zhí)行中各個(gè)信號的關(guān)系。</p><p>　　在執(zhí)行指令時(shí)，CPU

35、首先要到程序存儲器中取出需要執(zhí)行的指令操作碼，然后譯碼，并由時(shí)序電路產(chǎn)生一系列控制信號去完成指令所規(guī)定的操作。CPU發(fā)出的時(shí)序信號有兩類，一類用于片內(nèi)對各個(gè)功能部件的控制，這列信號很多。另一類用于片外存儲器或I/O端口的控制，這部分時(shí)序?qū)τ诜治?、設(shè)計(jì)硬件接口電路至關(guān)重要。這也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)者普遍關(guān)心的問題。</p><p>　　2.5 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用

36、領(lǐng)域可以歸納為以下幾個(gè)方面。</p><p><b>　　1．智能儀表</b></p><p>　　用單片機(jī)系統(tǒng)取代老式的測量、控制儀表，實(shí)現(xiàn)從模擬儀表向數(shù)字化、智能化儀表的轉(zhuǎn)化，如各種溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、電能計(jì)量儀表等。</p><p><b>　　2. 測控系統(tǒng)</b></p><p>

37、;　　用單片機(jī)取代原有的復(fù)雜的模擬數(shù)字電路，完成各種工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等工作。</p><p><b>　　3．電能變換</b></p><p>　　應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計(jì)變頻調(diào)速控制電路。</p><p><b>　　4．通信</b></p><p>　　用單片機(jī)開發(fā)通信模塊、通信器材等。</p

38、><p><b>　　5．機(jī)電產(chǎn)品</b></p><p>　　應(yīng)用單片機(jī)檢測、控制傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品，使傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，控制智能化，提高了機(jī)電產(chǎn)品的可靠性，增強(qiáng)了產(chǎn)品的功能。</p><p><b>　　6．智能接口</b></p><p>　　在數(shù)據(jù)傳輸中，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與微機(jī)通信。<

39、;/p><p>　　第3章 電路的硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 復(fù)位電路</b></p><p>　　MCS-51單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號

40、。</p><p>　　上電復(fù)位：上電復(fù)位電路是—種簡單的復(fù)位電路，只要在RST復(fù)位引腳接一個(gè)電容到VCC，接一個(gè)電阻到地就可以了。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電時(shí)，復(fù)位電路通過電容加到RST復(fù)位引腳一個(gè)短暫的高電平信號，這個(gè)復(fù)位信號隨著VCC對電容的充電過程而回落，所以RST引腳復(fù)位的高電平維持時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位，RST引腳的高電平信號必須維持足夠長的時(shí)間。</p>&

41、lt;p><b>　　電路圖如下：</b></p><p>　　上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。只要Vcc的上升時(shí)間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。</p><p><b>　　3.2 時(shí)鐘電路</b></p><p>　　時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不

42、紊的一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種為外部時(shí)鐘方式。本文用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p>　　MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳XTAL

43、1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。</p><p><b>　　3.3 按鍵電路</b></p><p>　　按鍵的開關(guān)狀態(tài)通過一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。按鍵閉合過程在相應(yīng)的I/O端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。閉合和釋放過程都要經(jīng)過一定的過程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動(dòng)。

44、抖動(dòng)持續(xù)時(shí)間的常長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般在5-10ms之間。為了避免CPU多次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動(dòng)。本文采用的是獨(dú)立式按鍵，直接用I/O口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條I/O口線，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生互相影響。</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p>　　P1.0口表示功能移位鍵，按鍵選擇要調(diào)整的時(shí)十位、時(shí)

45、個(gè)位、分十位或分個(gè)位。 </p><p>　　P1.1口表示數(shù)字“+“鍵，按一下則對應(yīng)的數(shù)字加1。</p><p>　　P1.2口表示數(shù)字“-”鍵，按一下則對應(yīng)的數(shù)字減1。</p><p>　　P1.3口表示時(shí)間表的切換，程序默認(rèn)為日常時(shí)間表，當(dāng)按下該開關(guān)，使輸入為低電平時(shí)，表示當(dāng)前執(zhí)行的是考試時(shí)間表，并有綠發(fā)光二極管顯示。再按鍵，使鍵抬起，輸入維高電平時(shí)，表示當(dāng)前

46、執(zhí)行的是日常作息時(shí)間表，用紅發(fā)光二級管顯示。</p><p>　　3.4 相關(guān)控制電路</p><p>　　3.4.1 控制打鈴電路</p><p>　　P1.5口控制繼電器進(jìn)而控制電鈴工作。當(dāng)時(shí)鐘當(dāng)前的時(shí)間和當(dāng)前所執(zhí)行的時(shí)間表的時(shí)間一致時(shí)，相應(yīng)得標(biāo)志位為1，P1.5口輸出高電平，控制繼電器閉合，從而合上開關(guān)，啟動(dòng)電鈴進(jìn)行打鈴。打鈴一定時(shí)間，標(biāo)志位置0，P1.5輸

47、出低電平，繼電器打開，電鈴?fù)Ｖ构ぷ鳌?lt;/p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p>　　3.4.2 時(shí)間表顯示電路</p><p>　　因?yàn)樵撾娐房梢詧?zhí)行兩個(gè)時(shí)間表，即正常作息時(shí)間表和考試時(shí)間表。為了能夠從外觀上看出當(dāng)前正在執(zhí)行的是那種時(shí)間表。為此，在電路中加上了紅、綠兩個(gè)不同的發(fā)光二極管，當(dāng)紅發(fā)光二極管接通時(shí)，表示當(dāng)前正在

48、執(zhí)行日常作息時(shí)間表；當(dāng)綠發(fā)光二極管接通時(shí)則表示當(dāng)前正在執(zhí)行的是考試時(shí)間表。有了紅綠兩發(fā)光二極管表示，就可以明顯看出當(dāng)前執(zhí)行的是何種時(shí)間表，不會(huì)混淆。</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p>　　3.5 數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　數(shù)碼管顯示器成本低，配置靈活，與單片機(jī)接口簡單，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。<

49、;/p><p>　　1.數(shù)碼管的工作原理</p><p>　　數(shù)碼管是由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示器件。在數(shù)碼管中，若將二極管的陽極連在一起，稱為共陽極數(shù)碼管；若將二極管的陰極連在一起，稱為共陰極數(shù)碼管。本文用到的6個(gè)數(shù)碼管均是共陰極的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，它就會(huì)發(fā)光。每個(gè)二極管就是一個(gè)筆劃，若干個(gè)二極管發(fā)光時(shí)，就構(gòu)成了一個(gè)顯示字符。將單片機(jī)的I/O口控制相應(yīng)的芯片與數(shù)碼管的a-g相連，高電平的

50、位對應(yīng)的發(fā)光二極管亮，這樣，由I/O口輸出不同的代碼，就可以控制數(shù)碼管顯示不同的字符。本文的6個(gè)數(shù)碼管均采用動(dòng)態(tài)顯示方式，顯示當(dāng)前的時(shí)間。整個(gè)顯示電路應(yīng)用了2個(gè)164芯片，1個(gè)244芯片。第一個(gè)164芯片把從單片機(jī)傳出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。164只能存儲8位數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)單片機(jī)輸出第9-14位數(shù)據(jù)的時(shí)候，第一個(gè)164芯片中的8位數(shù)據(jù)就被傳到第二個(gè)164芯片中，這8位數(shù)據(jù)就是段選信號，控制數(shù)碼管將要顯示的字符。第9-14位數(shù)據(jù)輸出后，

51、控制244芯片的單片機(jī)的P1.7口置為高電平，244芯片選通。這六位數(shù)據(jù)經(jīng)過244芯片以后是片選信號，即控制動(dòng)態(tài)顯示的是哪一位數(shù)碼管。在片選信號和段選信號的控制下，數(shù)碼管就正確的動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前的時(shí)間。</p><p>　　3.6 電源電路設(shè)計(jì)</p><p>　　電源電路包括變壓器、橋式整流器、電容和穩(wěn)壓器。通過變壓器變壓，使得220V電壓變?yōu)? V，在通過橋式整流，電容的濾波作用，穩(wěn)壓器的

52、穩(wěn)壓作用，可輸出5V的穩(wěn)定電壓。</p><p>　　第4章 電路的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 軟件程序內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)的軟件程序包括主程序、中斷子程序、打鈴子程序、時(shí)鐘顯示子程序、查詢時(shí)間表切換程序和延時(shí)子程序等等。另外由于電路中有四個(gè)按鍵，還另外設(shè)計(jì)了防抖動(dòng)程序來防止干擾。</p><p><b>　

53、　4.2 軟件流程圖</b></p><p>　　軟件程序整個(gè)流程圖如下：</p><p>　　4.3 定時(shí)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)的定時(shí)功能也是通過計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，此時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖來自單片機(jī)的內(nèi)部，即每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，也就是每經(jīng)過1個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間，計(jì)數(shù)器加1。如果MCS-51采用的12MHz晶體，則計(jì)數(shù)頻率為1MHz，即每

54、過1us的時(shí)間計(jì)數(shù)器加1。這樣可以根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算出定時(shí)時(shí)間，也可以根據(jù)定時(shí)時(shí)間的要求計(jì)算出計(jì)數(shù)器的初值。MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器具有4種工作方式，其控制字均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對特殊功能寄存器的編程，可以方便的選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器兩種工作模式和4種工作方式。</p><p>　　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作在方式0時(shí)，為13位的計(jì)數(shù)器，由TLX(X=0、1)的低5位和THX的高8位所構(gòu)成。TLX低5位溢出

55、則向THX進(jìn)位，THX計(jì)數(shù)溢出則置位TCON中的溢出標(biāo)志位TFX.</p><p>　　當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作于方式1，為16位的計(jì)數(shù)器。本設(shè)計(jì)師單片機(jī)多功能定時(shí)器，所以MCS-51內(nèi)部的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被選定為定時(shí)器工作模式，計(jì)數(shù)輸入信號是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖使計(jì)數(shù)器增1。</p><p>　　4.3.1實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)的基本方法</p><p>　　時(shí)

56、鐘的最小計(jì)時(shí)單位是秒，但使用定時(shí)器的方式1，最大的定時(shí)時(shí)間也只能達(dá)到131ms。我們可把定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間定為50ms。這樣，計(jì)數(shù)溢出20次即可得到時(shí)鐘的最小計(jì)時(shí)單位：秒。而計(jì)數(shù)20次可以用軟件實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　秒計(jì)時(shí)是采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)的累積，計(jì)滿20次，即得到秒計(jì)時(shí)。從秒到分，從分到時(shí)是通過軟件累加并進(jìn)行比較的方法來實(shí)現(xiàn)的。要求每滿1秒，則“秒”單元中的內(nèi)容加1；“秒”單元滿60，則“分”單元中

57、的內(nèi)容加1；“分”單元滿60，則“時(shí)”單元中的內(nèi)容加1；“時(shí)”單元滿24，則將時(shí)、分、秒的內(nèi)容全部清零。</p><p>　　4.3.2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　（1）選擇工作方式，計(jì)算初值；</p><p>　　（2）采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)累計(jì)；</p><p>　　（3）從秒——分——時(shí)的計(jì)時(shí)是通過累加和數(shù)值比較實(shí)現(xiàn)的

58、；</p><p>　?。?）時(shí)鐘顯示緩沖區(qū)：時(shí)鐘時(shí)間在方位數(shù)碼管上進(jìn)行顯示，為此在內(nèi)部</p><p>　　RAM中要設(shè)置顯示緩沖區(qū)，共6個(gè)地址單元。顯示緩沖區(qū)從左到右依次存放時(shí)、分、秒數(shù)值；</p><p>　?。?）主程序：主要進(jìn)行定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化編程，然后反復(fù)調(diào)用顯示</p><p>　　子程序的方法等待中斷的到來。</p

59、><p>　?。?）中斷服務(wù)程序：進(jìn)行計(jì)時(shí)操作</p><p>　?。?）加1子程序：用于完成對時(shí)、分、秒的加操作，中斷服務(wù)程序在秒、</p><p>　　分、時(shí)加1時(shí)共有三種條調(diào)用加1子程序，包括三項(xiàng)內(nèi)容：合字、加1并進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整、分字。</p><p><b>　　4.4程序說明</b></p><

60、p>　　在整個(gè)系統(tǒng)中，在單片機(jī)的30H、31H和32H中存儲當(dāng)前時(shí)間的小時(shí)、分鐘和秒。由于要用數(shù)碼管顯示當(dāng)前的時(shí)間，必須用到分字和合字，因此在33H、34H、35H、36H、37H和38H中存儲當(dāng)前時(shí)間的時(shí)十位、時(shí)個(gè)位、分十位、分個(gè)位、秒十位和秒個(gè)位，方便顯示。</p><p>　　本設(shè)計(jì)有由四個(gè)輕觸按鍵組成的小鍵盤，這些按鍵可以任意改變當(dāng)前的狀態(tài)。按功能移位鍵一次，表示當(dāng)前要校對小時(shí)的十位；按第二次，表示

61、當(dāng)前校對的是小時(shí)的個(gè)位；按第三次，則表示校對的是分鐘的十位；第四次，表示的校對的是分鐘的個(gè)位。按下數(shù)字“+” 鍵和數(shù)字“-”鍵可在當(dāng)前校對的數(shù)字上相應(yīng)加上1或者減去1。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用查表方式，在程序里預(yù)先存儲兩個(gè)表格，即日常作息時(shí)間表和考試時(shí)間表，可以通過手動(dòng)按鍵來選擇所要執(zhí)行的時(shí)間表。并且用紅、綠發(fā)光二極管來區(qū)別當(dāng)前所執(zhí)行的時(shí)間表。系統(tǒng)開機(jī)后，按功能移位鍵就可以調(diào)整當(dāng)前的時(shí)間，整個(gè)系統(tǒng)操作簡單

62、，功能明確。</p><p>　　顯示數(shù)據(jù)時(shí)，先把要顯示的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)SBUF中，再從SBUF中顯示。串行口緩沖寄存器SBUF器是可直接尋址的專用寄存器。在物理上，它對應(yīng)著兩個(gè)寄存器，一個(gè)發(fā)送寄存器，一個(gè)接收寄存器。CPU寫SBUF，就是修改發(fā)送寄存器；讀SBUF，就是讀接收寄存器。接收器是雙緩沖的，以避免在接收下一幀數(shù)據(jù)之前，CPU未能及時(shí)響應(yīng)接收器的中斷，沒有把上一幀數(shù)據(jù)讀走，而產(chǎn)生兩幀數(shù)據(jù)重疊的問題。

63、對于發(fā)送器，為了保持最大的傳輸速率，一般不需要雙緩沖，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)CPU是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生寫重疊的問題。</p><p><b>　　結(jié) 束 語</b></p><p>　　單片機(jī)多功能定時(shí)系統(tǒng)理論上能很好的達(dá)到了學(xué)校教學(xué)要求，發(fā)揮了單片機(jī)在智能化方面的應(yīng)用。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很好的滿足當(dāng)前學(xué)校教學(xué)的需要，是一個(gè)理想的智能化的設(shè)計(jì)。它具有一個(gè)走時(shí)精確的實(shí)時(shí)鐘，可以任意設(shè)置時(shí)間

64、，可以控制時(shí)間表的轉(zhuǎn)換，時(shí)鐘的顯示功能等。可以通過按鍵操作和數(shù)字顯示。該系統(tǒng)規(guī)模小，但是功能較多，操作簡單，造價(jià)低，應(yīng)用非常廣泛。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為向家庭數(shù)字化方向發(fā)展又前進(jìn)了一步。同時(shí)又?jǐn)U大了單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。本系統(tǒng)具有硬件少，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點(diǎn)。</p><p>　　通過這次的課程設(shè)計(jì)使我認(rèn)識到我對于書本上的很多知識還不能靈活運(yùn)用，有很多我們需要掌握的知識在等著我去學(xué)習(xí)。同時(shí)本次的設(shè)計(jì)

65、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。此次的交通燈設(shè)計(jì)給我奠定了一個(gè)實(shí)踐基礎(chǔ)，我會(huì)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(shí)，本次設(shè)計(jì)我能夠完成，總的感受有以下幾方面：</p><p>　　1、鞏固了課本上的知識。通過本次設(shè)計(jì)，我不但對單片機(jī)有了更為深入的了解，對一個(gè)課題如何畫流程圖，編程序等，有了一定的認(rèn)識。</p><p>　　2、在本次課程設(shè)計(jì)

66、中，我進(jìn)一步加強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力和運(yùn)用專業(yè)知識的能力，從中學(xué)習(xí)到如何去思考和解決問題，以及如何靈活地改變方法去實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案；特別是深刻體會(huì)到的是軟件和硬件結(jié)合的重要性，以及兩者的聯(lián)系和配合作用。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張專成 趙懷勛.單片機(jī)測控系統(tǒng)中的監(jiān)視定時(shí)器.武警技術(shù)學(xué)院.Mar</p><p

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72、時(shí)方法.沈陽石油化工高等?？茖W(xué)校學(xué)</p><p>　　報(bào).2002年12月</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本論文的研究工作是在導(dǎo)師xx副教授的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題至最后的定稿都凝聚了導(dǎo)師大量的心血和汗水。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、平易近人的風(fēng)格、勤勤懇懇的工作作風(fēng)、博大精深的理論造詣和正直為人的高尚品德