單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告---單片機(jī)的電子鐘設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題目 單片機(jī)的電子鐘設(shè)計(jì) </p><p>　　姓 名：0.0 </p><p>　　所在學(xué)院： 計(jì)算機(jī)與電氣自動(dòng)化學(xué)院 </p><p>　　所學(xué)專業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化

2、 </p><p>　　班 級： 電氣工程1003 </p><p>　　學(xué) 號： 201002140221 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 。。。 </p><p>　　完成時(shí)間： 2013年9月4日 &

3、lt;/p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求3</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的3</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)3</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)要求3</p><p>　　二 總體設(shè)計(jì)方案4</p>

4、<p>　　2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.2 各模塊的選擇4</p><p>　　2.3 軟件系統(tǒng)功能模塊及功能介紹5</p><p>　　三 單元電路分析與軟件設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 使用單片機(jī)資源情況6</p><p>　　3.2 電子鐘軟件系統(tǒng)程序流程圖6&l

5、t;/p><p>　　3.3 電子鐘軟件系統(tǒng)程序8</p><p>　　四 總原理圖與元器件清單11</p><p>　　4.1 電子鐘總原理圖11</p><p>　　4.2 元器件清單12</p><p><b>　　五 仿真12</b></p><p><

6、b>　　六 心得體會(huì)13</b></p><p><b>　　七 參考文獻(xiàn)14</b></p><p>　　基于單片機(jī)的電子鐘課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)目的</b></p

7、><p>　　本電路應(yīng)用了AT89C51芯片作為譯碼器實(shí)現(xiàn)了LED動(dòng)靜態(tài)顯示的基本原理,電路原理簡單，價(jià)格低廉，可用于多位LED顯示，從而提高設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，為以后從事電子電路設(shè)計(jì)、研發(fā)電子產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的電子鐘。該電子鐘上電或按鍵復(fù)位后能

8、自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”， 進(jìn)入時(shí)鐘準(zhǔn)備狀態(tài)；第一次按電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整鍵，電子鐘從0時(shí)0分0秒開始運(yùn)行，進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)；再次按電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整鍵，則電子鐘進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整狀態(tài)，此時(shí)可利用各調(diào)整鍵調(diào)整時(shí)間，調(diào)整結(jié)束后可按啟動(dòng)/調(diào)整鍵再次進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　采用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器，用軟件對其進(jìn)行秒、分

9、、時(shí)的計(jì)數(shù)，單片機(jī)無法產(chǎn)生1s的定時(shí)時(shí)間，但是可以用硬件定時(shí)和軟件計(jì)數(shù)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)，采用中斷方式，即通過中斷服務(wù)程序進(jìn)行計(jì)數(shù)器溢出次數(shù)的累計(jì)，把定時(shí)器/計(jì)數(shù)器設(shè)定為62.5ms，計(jì)數(shù)溢出16次就可以得到1s，計(jì)60次為1分，60分計(jì)60次則為1小時(shí)，然后通過數(shù)碼管動(dòng)態(tài)刷新顯示出來，再設(shè)四個(gè)按鍵進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整，一個(gè)鍵用作啟動(dòng)/調(diào)整鍵，其余三個(gè)分別用于時(shí)、分、秒的調(diào)整。方案二不需要外部擴(kuò)展芯片，電路較簡單，成本較低。</p>

10、<p><b>　　二 總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 用AT89C51單片機(jī)及接口電路設(shè)計(jì)一個(gè)電子計(jì)時(shí)器。</p><p>　　(1) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì):根據(jù)任務(wù)要求,完成單片機(jī)最小系統(tǒng)及其擴(kuò)展設(shè)計(jì),組成功能完整的系統(tǒng)。 </p><p>　　(2)

11、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì):根據(jù)數(shù)字電子計(jì)時(shí)器功能,完成控制軟件的編寫與調(diào)試，并對數(shù)碼顯示進(jìn)行控制。</p><p>　　2.2 各模塊的選擇</p><p>　　2.2.1 主模塊的選擇</p><p>　　AT89C2051單片機(jī)，帶有2KB Flash可編程、可擦除只讀存儲(chǔ)器（E2PROM）的低壓、高性能8位CMOS微型計(jì)算機(jī)。擁有15條可編程I/O引腳，2個(gè)16位定時(shí)器/

12、計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，可編程串行UART通道，并能直接驅(qū)動(dòng)LED輸出。為了完成時(shí)鐘設(shè)計(jì)，應(yīng)用AT89C2051單片機(jī)完全可以實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　2.2.2 時(shí)鐘芯片的選擇</p><p>　　DS12887與DS1216芯片都有內(nèi)嵌式鋰電池作為備用電池；X1203引腳少，沒有嵌入式鋰電池，跟DS1302芯片功能相似，只是相比較之下，X1203與STC89C52搭配使用時(shí)占用I/O口較

13、多。DS1643為帶有全功能實(shí)時(shí)時(shí)鐘的8K×8非易失性SRAM，集成了非易失性SRAM、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、晶振、電源掉電控制電路和鋰電池電源，BCD碼表示的年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，帶閏年補(bǔ)償。同樣，DS1643擁有28只管腳，硬件連接起來占用微處理器I/O口較多，不方便系統(tǒng)功能拓展和維護(hù)。故而從性價(jià)比和貨源上考慮，本設(shè)計(jì)采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片DS1302。</p><p>　　2.2.3 顯示模塊的選擇&l

14、t;/p><p>　　本實(shí)驗(yàn)中要顯示的信息比較多，選擇數(shù)碼管顯示的話需要的數(shù)碼管數(shù)量將會(huì)很多，將是線路復(fù)雜，PCB布線混亂，因此選擇7SE-MPX4-CA作為顯示模塊。</p><p><b>　　單片機(jī)芯片圖</b></p><p>　　2.3 軟件系統(tǒng)功能模塊及功能介紹</p><p>　?。?） 主程序：主程序的主要功

15、能是進(jìn)行定時(shí)器/計(jì)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(yīng)的鍵功能程序。</p><p>　?。?） 鍵功能程序：鍵功能程序的主要功能是執(zhí)行對應(yīng)的功能，Menu鍵為啟動(dòng)/調(diào)整鍵，第一次按下則由待機(jī)狀態(tài)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)啟動(dòng)時(shí)鐘，從00-00-00開始顯示，然后按下為奇數(shù)則暫停，進(jìn)入調(diào)時(shí)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(shí)加1；若按下為偶數(shù)則進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)

16、行狀態(tài)。</p><p>　　（3） 中斷服務(wù)程序：中斷服務(wù)程序的主要功能是進(jìn)行計(jì)時(shí)操作，程序開始先判斷計(jì)數(shù)溢出是否滿了16次，若不滿16次則表明沒有達(dá)到最小計(jì)時(shí)單位秒，則中斷返回；若滿16次表明已達(dá)到最小計(jì)時(shí)單位秒，則程序斷續(xù)向下執(zhí)行，進(jìn)行分和時(shí)的計(jì)時(shí)。</p><p>　?。?） 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(dòng)態(tài)顯示，從右向左循環(huán)點(diǎn)亮每

17、一位數(shù)碼管。</p><p>　　（5） 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(gè)鍵按下，并將鍵值保存在20H中。</p><p>　　三 單元電路分析與軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 使用單片機(jī)資源情況</p><p>　　（1） 時(shí)鐘的時(shí)分秒在片內(nèi)RAM存儲(chǔ)地址如表3.1所示</p><p>

18、;　　表 3.1 時(shí)鐘存儲(chǔ)地址</p><p>　　3.2 電子鐘軟件系統(tǒng)程序流程圖</p><p>　?。?） 主程序流程框圖如圖3.1所示。</p><p>　?。?） 計(jì)時(shí)1秒子程序流程框圖如圖3.2所示</p><p>　?。?） 顯示子程序流程框圖如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.1 主程序流程

19、框圖 圖3.2 計(jì)時(shí)1秒子程序流程框圖</p><p>　　圖 3.3 顯示子程序流程框圖</p><p>　　3.3 電子鐘軟件系統(tǒng)程序</p><p><b>　　偽指令定義 </b></p><p>　　SEC EQU 30H</p><

20、p>　　MINEQU 31H</p><p>　　HOUREQU 32H</p><p>　　SECGEEQU 7FH</p><p>　　SECSHIEQU 7EH</p><p>　　MINGEEQU 7CH</p><p>　　MINSH

21、IEQU 7BH</p><p>　　HOURGE EQU 79H</p><p>　　HOURSHIEQU 78H</p><p>　　;系統(tǒng)起始程序區(qū) </p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　START: LJMP MAI

22、N</p><p>　　ORG 000BH</p><p><b>　　LJMP TC0</b></p><p><b>　　;顯示子程序</b></p><p>　　;入口:77H,78H,79H,7AH,7BH,7CH,7DH,7EH,7FH,</p><p&g

23、t;　　DISP: PUSHDPH</p><p><b>　　PUSHDPL</b></p><p><b>　　PUSHACC</b></p><p><b>　　PUSHPSW</b></p><p>　　CLR RS1

24、 ;改變當(dāng)前寄存器組為組1</p><p>　　SETB RS0</p><p>　　MOV R1, #78H ;顯示緩沖存儲(chǔ)單元首地址</p><p>　　MOV R2, #0FEH ;從右至左顯示，共陽極</p><p>　　DISP1:MOVA,

25、 @R1</p><p>　　MOVDPTR, #TAB</p><p>　　MOVC A, @A+DPTR</p><p>　　MOV P0, A ;送段控</p><p>　　MOV P2, R2 ;送位控</p><p>　　LCALL

26、 DL ;延時(shí)2毫秒 為什么這里要延時(shí)</p><p>　　MOV A, R2</p><p>　　JNB ACC.7, DISP2 ;為0轉(zhuǎn)移;</p><p><b>　　RL A</b></p><p><b>　　INC R1&l

27、t;/b></p><p>　　MOV R2, A</p><p>　　LJMP DISP1</p><p>　　DISP2:POP PSW ;恢復(fù)當(dāng)前寄存器組的組號</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p&g

28、t;<b>　　POP DPL</b></p><p><b>　　POP DPH</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　加1子程序</b></p><p>　　SEC_:INCSEC</p&g

29、t;<p>　　MOV A,SEC</p><p>　　MOV B,#10</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV SECSHI,A</p><p>　　MOV SECGE,B</p><p>　　MOV

30、 A, SEC</p><p>　　CJNE A, #60,EXI</p><p>　　MOV SEC, #0</p><p>　　MOV SECGE,#0</p><p>　　MOV SECSHI,#0</p><p>　　LJMP EXI</p>

31、;<p>　　MIN_:INC MIN</p><p>　　MOV A,MIN</p><p>　　MOV B,#10</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV MINSHI,A</p><p>　　MOV

32、 MINGE,B</p><p>　　MOV A,MIN</p><p>　　CJNE A,#60,EXI</p><p>　　MOV MIN, #0</p><p>　　MOV MINGE,#0</p><p>　　MOV MINSHI,#0</p>

33、;<p>　　LJMP EXI</p><p>　　HOUR_:INC HOUR</p><p>　　MOV A,HOUR</p><p>　　MOV B,#10</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV

34、 HOURSHI, A</p><p>　　MOV HOURGE, B</p><p>　　MOV A,HOUR</p><p>　　CJNE A,#24,EXI</p><p>　　MOV HOUR, #0</p><p>　　MOV HOURGE, #0</p&g

35、t;<p>　　MOV HOURSHI, #0</p><p><b>　　EXI:RET</b></p><p>　　四 總原理圖與元器件清單</p><p>　　4.1 電子鐘總原理圖</p><p><b>　　4.2 元器件清單</b></p><p

36、><b>　　五 仿真</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的數(shù)字電子鐘有三種狀態(tài)：待機(jī)顯示“P.”狀態(tài)，時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)，時(shí)鐘調(diào)整狀態(tài)。</p><p>　　待機(jī)顯示“P.”狀態(tài)</p><p><b>　　時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)</b></p><p><b>　　時(shí)鐘調(diào)整狀態(tài)</b&g

37、t;</p><p><b>　　六 心得體會(huì)</b></p><p>　　本次的設(shè)計(jì)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，怎樣將我所學(xué)到的知識(shí)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(shí)，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(shí)鐘設(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

38、競爭，同時(shí)在查找資料的過程中我也學(xué)到了許多新的知識(shí)，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(duì)精神的積極性和重要性有了更加充分的理解。</p><p><b>　　七 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 謝自美．電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測試[M]．武漢：華中理工大學(xué)出版社，1992.</p><p>　　[2] 何