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文檔簡介
1、<p> 畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書</p><p> 數(shù)字時鐘制作 </p><p><b> 摘要</b></p><p> 時鐘是人們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚纳钣闷?。隨著人類科技文明的發(fā)展,人們對于時鐘的要求在不斷地提高。時鐘已不僅僅被看成一種用來顯示時間的工具,在很多實際應(yīng)用中它還需要能夠?qū)崿F(xiàn)更多其它的功能。高
2、精度、多功能、小體積、低功耗,是現(xiàn)代時鐘發(fā)展的趨勢。在這種趨勢下,時鐘的數(shù)字化、多功能化已經(jīng)成為現(xiàn)代時鐘生產(chǎn)研究的主導(dǎo)設(shè)計方向。</p><p> 本次數(shù)字時鐘電路采用AT89C51單片機作為控制核心,使用按鈕設(shè)計控制電路,結(jié)合LED數(shù)碼管、74LS373和排阻實現(xiàn)時、分、秒的顯示,采用揚聲器實現(xiàn)鬧鐘功能。硬件電路設(shè)計主要包括中央處理單元電路、鍵盤掃描電路以及鬧鐘電路。軟件程序設(shè)計則采用匯編語言實現(xiàn)。本設(shè)計實現(xiàn)
3、了顯示時間、調(diào)整時間、鬧鐘定時等功能,達到了設(shè)計的要求和目的。并在Proteus軟件上進行了仿真和調(diào)試。</p><p> 關(guān)鍵詞: 數(shù)字時鐘;AT89C51; LED數(shù)碼管</p><p><b> Abstract</b></p><p> The clock is the people daily life absolutely n
4、ecessary supplies. Along with the development of human civilization, people for clock's demands are rising steadily. The clock has not only been considered a used to show time tools, but also need to be able to achie
5、ve more other function. High precision, multi-function, small volume, and low power consumption is the trend of the development of the modern clock. In light of the trend, the clock's digital change and multifunction
6、 change has become th</p><p> This digital clock circuit design use the AT89C51 single-chip microcontroller as control core, use the button design control circuit, combined with LED nixie tube, 74 LS373 and
7、 resistance to realize the clock display, use the speaker realize alarm clock function. Hardware circuit design includes the central processing unit circuit, keypad scanning circuit and the alarm clock circuit. Software
8、program design is realized by assembly language. This design realizes display the time, adjust the time,</p><p> Keywords: Digital clock; AT89C51; 74LS37</p><p><b> 目 錄</b></p&
9、gt;<p><b> 摘要I</b></p><p> AbstractII</p><p><b> 第一章 諸論1</b></p><p><b> 1.1設(shè)計背景1</b></p><p> 1.2 數(shù)字溫度計設(shè)計方案論證1</p
10、><p> 1.2.1 方案一1</p><p> 1.2.2 方案二1</p><p> 1.2.3 方案三2</p><p> 1.3 方案三的總體設(shè)計框圖2</p><p> 第二章 主要元器件介紹3</p><p> 2.1 AT89C51的性能介紹3</p&g
11、t;<p> 2.1.1 AT89C51的主要特性3</p><p> 2.1.2 AT89C51的管腳說明4</p><p> 2.1.3 振蕩器特性6</p><p> 2.1.4 芯片擦除6</p><p> 2.2 74LS373芯片6</p><p> 2.2.1 74L
12、S373的基本情況6</p><p> 2.2.2 74LS373的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)7</p><p> 2.3七段數(shù)碼管的引腳圖及使用9</p><p> 2.3.1七段數(shù)碼管的引腳圖9</p><p> 2.3.2 數(shù)碼管使用條件10</p><p> 第三章 硬件設(shè)計11</p>
13、;<p> 3.1振蕩電路和復(fù)位電路11</p><p> 1.使用晶振CRYSTAL和瓷片電容構(gòu)成振蕩電路。11</p><p> 3.2 鬧鐘電路12</p><p> 3.3按鍵電路12</p><p> 3.4 顯示電路13</p><p> 第四章 軟件設(shè)計14</
14、p><p> 4.1 主程序流程圖14</p><p> 4.2 按鍵掃描子程序流程圖15</p><p> 4.2.1 當(dāng)前時間設(shè)置按鈕掃描15</p><p> 4.2.2 鬧鐘時間設(shè)置按鍵掃描16</p><p> 4.3 鬧鐘子程序流程圖16</p><p> 4.4
15、中斷服務(wù)子程序流程圖17</p><p> 4.5 顯示子程序流程圖17</p><p> 4.5.1 當(dāng)前時間顯示流程圖18</p><p> 4.5.2 鬧鐘時間顯示流程圖18</p><p> 第五章 仿真軟件20</p><p> 5.1 PROTEUS仿真軟件介紹20</p>
16、<p> 5.2 Proteus ISIS智能原理圖輸入系統(tǒng)20</p><p> 5.3 Proteus ISIS的界面和功能介紹21</p><p> 第六章 仿真調(diào)試24</p><p> 6.1 仿真原理圖24</p><p> 6.2 系統(tǒng)調(diào)試24</p><p> 6.
17、3 仿真26</p><p><b> 結(jié)束語27</b></p><p><b> 參考文獻28</b></p><p><b> 致 謝29</b></p><p> 附錄1 元器件清單30</p><p><b> 附
18、錄2 程序31</b></p><p><b> 第一章 諸論</b></p><p><b> 1.1設(shè)計背景</b></p><p> 時鐘是人們必不可少的生活用品。從古代的滴漏更鼓到近代的機械鐘,從電子表到目前的數(shù)字時鐘,為了準確的測量和記錄時間,人們一直在努力改進計時工具。鐘表的數(shù)字化,大力推動
19、了計時的精確性和可靠性。在單片機構(gòu)成的裝置中,數(shù)字時鐘是必不可少的部件。它的用途十分廣泛,只要有計時的存在,便要用到數(shù)字時鐘的原理及結(jié)構(gòu);同時在日期中,它以其小巧,價格低廉,走時精度高,使用方便,功能多,便于集成化而受廣大消費的喜愛。</p><p> 隨著人類科技文明的發(fā)展,人們對于時鐘的要求在不斷地提高。時鐘已不僅僅被看成一種用來顯示時間的工具,在很多實際應(yīng)用中它還需要能夠?qū)崿F(xiàn)更多其它的功能。高精度、多功能
20、、小體積、低功耗,是現(xiàn)代時鐘發(fā)展的趨勢。在這種趨勢下,時鐘的數(shù)字化、多功能化已經(jīng)成為現(xiàn)代時鐘生產(chǎn)研究的主導(dǎo)設(shè)計方向。</p><p> 本次設(shè)計的數(shù)字時鐘與傳統(tǒng)的時鐘相比,具有高精度、多功能、小體積、低功耗的優(yōu)勢,其時間采用數(shù)字顯示。該設(shè)計控制器使用單片機AT89C51作為中央處理的核心,六位數(shù)碼管作為時間數(shù)字的顯示屏,實現(xiàn)了顯示時間、調(diào)整時間、鬧鐘定時等功能,達到了設(shè)計的要求和目的。</p>&
21、lt;p> 1.2 數(shù)字溫度計設(shè)計方案論證</p><p><b> 1.2.1 方案一</b></p><p> 基于FPGA的多功能數(shù)字時鐘的設(shè)計方法:DCM(數(shù)字時鐘管理器)。DCM使用完全數(shù)字反饋系統(tǒng)確保多個時鐘同步,使用完全數(shù)字延線技術(shù)可以精確控制時鐘的頻率和相位。用戶可以編程控制時鐘任意倍率和分頻及任意相位移動,使用非常方便可靠。</p&
22、gt;<p> 缺點:設(shè)計較為復(fù)雜,成本高,無法實現(xiàn)溫度測量功能。</p><p><b> 1.2.2 方案二</b></p><p> 基于VHDL的多功能數(shù)字時鐘的設(shè)計利用VHDL硬件描述語言設(shè)計的多功能數(shù)字時鐘的思路,在MAX+PLUSⅡK開發(fā)環(huán)境中編譯和仿真了所設(shè)計的程序,并在可編程邏輯器上下載驗證。</p><p&g
23、t; 缺點:結(jié)構(gòu)簡單,實現(xiàn)功能不全面。</p><p><b> 1.2.3 方案三</b></p><p> 基于AT89C51單片機的多功能數(shù)字時鐘系統(tǒng)具有高精度、多功能、小體積、低功耗等特點。系統(tǒng)的設(shè)計是在模塊化的基礎(chǔ)上設(shè)計系統(tǒng)的?;谥悄芑湍K化的前提下設(shè)計數(shù)字時鐘的,通過對設(shè)計目標的分析,分立出各個模塊,然后根據(jù)各個模塊的功能,選擇適當(dāng)?shù)男酒M行設(shè)計
24、的。對智能化、模塊化設(shè)計具有較強的推廣應(yīng)用價值。</p><p> 綜上所述,我們可以看到,設(shè)計方案三綜合性能良好、造價低廉、且簡單易行。所以我選用第三種設(shè)計方案。</p><p> 1.3 方案三的總體設(shè)計框圖</p><p> 數(shù)字時鐘的電路設(shè)計總體方框圖如圖1.1所示,使用AT89C51單片機作為控制核心,用七段數(shù)碼管來實現(xiàn)時間數(shù)字顯示。</p&g
25、t;<p> 圖1.1 總體設(shè)計方框圖</p><p> 第二章 主要元器件介紹</p><p> 2.1 AT89C51的性能介紹</p><p> AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓,高性能CMOS
26、8位微處理器,俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標準的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,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p> 2.1.1 AT89C51的主要特性</p><p> ?與MCS-51 兼容 </
27、p><p> ?4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 </p><p> ?壽命:1000寫/擦循環(huán)</p><p> ?數(shù)據(jù)保留時間:10年</p><p> ?全靜態(tài)工作:0Hz-24MHz</p><p> ?三級程序存儲器鎖定</p><p> ?128×8位內(nèi)部RAM</p
28、><p> ?32可編程I/O線</p><p> ?兩個16位定時器/計數(shù)器</p><p><b> ?5個中斷源 </b></p><p><b> ?可編程串行通道</b></p><p> ?低功耗的閑置和掉電模式</p><p>
29、?片內(nèi)振蕩器和時鐘電路</p><p> 2.1.2 AT89C51的管腳說明</p><p> 圖2.1.2 AT89C51管腳圖</p><p> 1.AT89C51的管腳圖如圖2.1.2所示,其說明如下:</p><p><b> VCC:供電電壓。</b></p><p><
30、b> GND:接地。</b></p><p> 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進行校驗時,P0輸出原碼,此時P0外部必須被拉高。</p><p> P1口:P
31、1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FLASH編程和校驗時,P1口作為第八位地址接收。 </p><p> 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
32、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。當(dāng)P2口用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時,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編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。</p><p> P3口: P3口管腳是8個帶有內(nèi)部上拉電
33、阻的雙向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。</p><p> 3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口,如下所示:</p><p> P3.0 RXD(串行輸入口);</p><p> P3.1 TXD(串行輸
34、出口);</p><p> P3.2 /INT0(外部中斷0);</p><p> P3.3 /INT1(外部中斷1);</p><p> P3.4 T0(記時器0外部輸入);</p><p> P3.5 T1(記時器1外部輸入);</p><p> P3.6 /WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通);</p&g
35、t;<p> P3.7 /RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通);</p><p> P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p> RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時,要保持RST腳兩個機器周期的高 電平時間。</p><p> 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FLAS
36、H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禁止,置位無效。</p><p&
37、gt; /PSEN:外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取值期間,每 個機器周期兩次/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)。</p><p> /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
38、FLASH編程期間,此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。</p><p> XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p> XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。</p><p> 2.1.3 振蕩器特性</p><p> XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振
39、蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件,XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器,因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求,但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p> 2.1.4 芯片擦除</p><p> 整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合,并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中,代碼陣列
40、全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前,該操作必須被執(zhí)行。</p><p> 此外,AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯,可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯,支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下,CPU停止工作。但RAM,定時器,計數(shù)器,串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下,保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器,禁止所用其他芯片功能,直到下一個硬件復(fù)位為止。</p><p> 2.2 74L
41、S373芯片</p><p> 2.2.1 74LS373的基本情況</p><p> 74LS373是常用的地址鎖存器芯片,它實質(zhì)是一個是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器,在單片機系統(tǒng)中為了擴展外部存儲器,通常需要一塊74LS373芯片。</p><p> 74LS373為三態(tài)輸出的八 D 透明鎖存器,共有 54/74S373 和 54/74LS373 兩種線路
42、結(jié)構(gòu)型式,其主要電器特性的典型值如表2.2.1所示:</p><p> 表2.2.1(注:不同廠家具體值有差別):</p><p> 1.74LS373的特點:</p><p><b> ·三態(tài)總線驅(qū)動輸出</b></p><p><b> ·置數(shù)全并行存取</b><
43、;/p><p><b> ·緩沖控制輸入</b></p><p> ·使能輸入有改善抗擾度的滯后作用</p><p> 2.2.2 74LS373的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)</p><p> 74LS373的輸出端 O0~O7 可直接與總線相連,當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時,O0~O7 為正常邏輯
44、狀態(tài),可用來驅(qū)動負載或總 線。當(dāng) OE 為高電平時,O0~O7 呈高阻態(tài),即不驅(qū)動總線,也不為總線的負載,但 鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時,O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時,O 被鎖存在 已建立的數(shù)據(jù)電平。 當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用,使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。</p><p><b> 引出端符號: </b><
45、/p><p> D0~D7 數(shù)據(jù)輸入端 </p><p> OE 三態(tài)允許控制端(低電平有效) </p><p> LE 鎖存允許端 </p><p> O0~O7 輸出端 </p><p><b> 1.外部引腿圖:</b></p><
46、p><b> 圖 2.2.2-1</b></p><p><b> 2.邏輯圖</b></p><p><b> 圖 2.2.2-2</b></p><p><b> 3.真值表</b></p><p> 表 2.2.2-3 真值表<
47、/p><p><b> H:高電平;</b></p><p><b> L:低電平;</b></p><p><b> ×:不定;</b></p><p><b> Z:高阻態(tài);</b></p><p> QO:建立
48、穩(wěn)態(tài)輸入條件前Q 的電平.</p><p> 2.3七段數(shù)碼管的引腳圖及使用</p><p> 在LED顯示電路中,我使用共陰極的七段數(shù)碼管作為LED顯示電路的主要元器件。</p><p> 2.3.1七段數(shù)碼管的引腳圖</p><p> 圖2.3.1-1所示的是七段數(shù)碼管的引腳圖,其中共陽極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的。</
49、p><p> 圖2.3.1-1 七段數(shù)碼管的引腳圖</p><p> 圖2.3.1-2 七段數(shù)碼管的引腳圖</p><p> LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為:共陰極和共陽極。不同類型的數(shù)碼管,除了它們的硬件電路有差異外,編程方法也是不同的。圖2.3.1-2是共陰極和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路,它們的發(fā)光原理是一樣的,只是它們的電源極性不同而已。</p>
50、;<p> 將多只LED的陰極連在一起即為共陰式,而將多只LED的陽極連在一起即為共陽式。以共陰式為例,如把陰極接地,在相應(yīng)段的陽極接上正電源,該段即會發(fā)光。當(dāng)然,LED的電流通常較小,一般均需在回路中接上限流電阻。假如我們將"b"和"c"段接上正電源,其它端接地或懸空,那么"b"和"c"段發(fā)光,此時,數(shù)碼管顯示將顯示數(shù)字“1”。而將&quo
51、t;a"、"b"、"d"、"e"和"g"段都接上正電源,其它引腳懸空,此時數(shù)碼管將顯示“2”。其它字符的顯示原理類同。</p><p> 2.3.2 數(shù)碼管使用條件</p><p> 1.?dāng)?shù)碼管使用條件如下:</p><p> (1) 段及小數(shù)點上加限流電阻;</p
52、><p><b> (2) 使用電壓:</b></p><p> a.段:根據(jù)發(fā)光顏色決定; </p><p> b.小數(shù)點:根據(jù)發(fā)光顏色決定;</p><p><b> (3) 使用電流:</b></p><p> a.靜態(tài):總電流 80mA(每段 10mA);<
53、;/p><p> b.動態(tài):平均電流 4-5mA 峰值電流 100mA</p><p><b> 第三章 硬件設(shè)計</b></p><p> 系統(tǒng)整體硬件電路由中央處理單元電路(AT89C51)、振蕩電路(Crystal)、復(fù)位電路(電解電容)、顯示電路(七段數(shù)碼管)、按鍵掃描電路(按鈕)、鬧鐘電路(揚聲器)這六個部分組成。各部分之間相互協(xié)作
54、,構(gòu)成一個統(tǒng)一的有機整體,實現(xiàn)多功能數(shù)字時鐘的功能。各部分的硬件電路設(shè)計如下:</p><p> 3.1振蕩電路和復(fù)位電路</p><p> 1.使用晶振CRYSTAL和瓷片電容構(gòu)成振蕩電路。</p><p> 圖3.1-1振蕩電路</p><p> 2.使用電解電容、按鈕和電阻構(gòu)復(fù)位電路,單片機根據(jù)掃描到的相應(yīng)端口的電平判斷是否滿足
55、程序跳轉(zhuǎn)條件,從而實現(xiàn)數(shù)字時鐘的復(fù)位功能。</p><p> 圖3.1-2 復(fù)位電路</p><p><b> 3.2 鬧鐘電路</b></p><p><b> 圖3.2 鬧鐘電路</b></p><p> 使用揚聲器作為鬧鐘電路的主要元器件,通過接口從AT89C51單片機接受信號,實現(xiàn)鬧
56、鐘功能。</p><p><b> 3.3按鍵電路</b></p><p><b> 圖3.3 按鍵電路</b></p><p> 通過使用九個按鍵分別實現(xiàn)實際時間和鬧鐘時間的設(shè)置,AT89C51單片機根據(jù)掃描到的相應(yīng)端口的電平判斷是否滿足程序跳轉(zhuǎn)條件,從而實現(xiàn)實際時間和鬧鐘時間的設(shè)置。</p><
57、;p><b> 3.4 顯示電路</b></p><p><b> 圖3.4 顯示電路</b></p><p> 通過使用7SEG-MPX6-CC、電阻和74LS373芯片構(gòu)成LED顯示電路,經(jīng)接口從AT89C51單片機接受信號,實現(xiàn)數(shù)字時間顯示功能。</p><p><b> 第四章 軟件設(shè)計&l
58、t;/b></p><p> 按照設(shè)計方案的要求,在硬件電路的基礎(chǔ)上,使用匯編語言進行軟件設(shè)計,為增加程序可讀性,可分為以下五個功能模塊:</p><p> 主程序,主程序流程圖如圖4.1所示;</p><p> 按鍵掃描子程序, 按鍵掃描子程序流程圖如圖4.2所示;</p><p> 鬧鐘子程序,鬧鐘子程序流程圖如圖4.3所示
59、;</p><p> 中斷服務(wù)子程序, 中斷服務(wù)子程序流程圖如圖4.4所示;</p><p> 時間顯示子程序, 時間顯示子程序流程圖如圖4.5.1和圖4.5.2所示。</p><p> 4.1 主程序流程圖</p><p> 主程序是先開始,然后初始化并啟動定時器,在定時器啟動后進行按鍵掃描檢測,檢測完后使用中斷服務(wù)實現(xiàn)計數(shù),最后就
60、是顯示時間。主程序流程圖如圖4.1所示。</p><p> 圖4.1 主程序流程圖</p><p> 4.2 按鍵掃描子程序流程圖</p><p> 按鍵掃描子程序分為兩部分:當(dāng)前時間設(shè)置和鬧鐘時間設(shè)置。按鍵掃描子程序流程圖如圖4.2所示。</p><p> 圖4.2按鍵掃描子程序流程圖</p><p> 4
61、.2.1 當(dāng)前時間設(shè)置按鈕掃描</p><p> 當(dāng)前時間設(shè)置按鍵掃描的過程如下: </p><p> (1) 首先檢測時間設(shè)置按鍵,如果按下,就檢測時針按鍵;如果沒有,就返回開始。</p><p> (2) 如果時針按鍵按下,時針就加1;如果沒有,就檢測分針按鍵。</p><p> (3) 如果分針按鍵按下,分針就加1;如果沒有,就
62、檢測時針按鍵。</p><p> (4) 如果時針按鍵按下,時針就加1;如果沒有,就把時間顯示出來。</p><p> 4.2.2 鬧鐘時間設(shè)置按鍵掃描</p><p> 鬧鐘時間設(shè)置按鍵掃描的過程如下:</p><p> (1) 首先檢測查看鬧鐘按鍵,如果按下,就顯示鬧鐘時間;如果沒有,就檢測鬧鐘設(shè)置按鍵。</p>&
63、lt;p> (2)如果鬧鐘設(shè)置按鍵按下,就檢測鬧鐘時針設(shè)置按鍵;如果沒有,就返回開始。</p><p> (3) 如果鬧鐘時針設(shè)置按下,鬧鐘時針就加1;如果沒有,就檢測鬧鐘分針設(shè)置按鍵。</p><p> (4) 如果鬧鐘分針設(shè)置按鍵按下,鬧鐘分針就加1;如果沒有,就檢測鬧鐘完成設(shè)置按鍵。</p><p> (5) 如果鬧鐘完成設(shè)置按鍵按下,鬧鐘設(shè)置完
64、成并顯示當(dāng)前時間;如果沒有,就返回開始。</p><p> 4.3 鬧鐘子程序流程圖</p><p> 鬧鐘子程序的功能包括顯示鬧鐘時間、設(shè)置鬧鐘時間和鬧鐘停止這三個功能,其流程圖如圖4.3所示。</p><p> 圖4.3鬧鐘子程序流程圖</p><p> 4.4 中斷服務(wù)子程序流程圖</p><p> 1
65、.定時器中斷時的工作過程是:</p><p> 先將累加器A和寄存器PSW入棧;</p><p> 然后檢測1秒是否到,如果到,秒單元加1;如果沒到,就檢測1分鐘。</p><p> 如果1分鐘到,則秒單元清零,分單元加1;如果沒到,就檢測1小時。</p><p> 如果1小時到,則分單元清零,時單元加1;如果沒到,就檢測1天。<
66、;/p><p> 如果1天到,則時單元清零,天單元加1;如果沒到,就顯示時間。</p><p> 圖4.4 中斷服務(wù)子程序流程圖</p><p> 4.5 顯示子程序流程圖</p><p> 顯示子程序分為兩個部分:當(dāng)時間顯示和鬧鐘時間顯示,他們的流程圖如圖4.5.1和圖4.5.2所示。</p><p> 4.5
67、.1 當(dāng)前時間顯示流程圖</p><p> 當(dāng)前時間顯示子程序可實現(xiàn)當(dāng)前時間的時、分、針顯示,其流程圖如下:</p><p> 圖4.5.1當(dāng)前時間顯示流程圖</p><p> 4.5.2 鬧鐘時間顯示流程圖</p><p> 鬧鐘時間顯示子程序可實現(xiàn)鬧鐘時間的時、分顯示,其流程圖如下:</p><p> 圖
68、4.5.2鬧鐘時間顯示流程圖</p><p><b> 第五章 仿真軟件</b></p><p> 5.1 PROTEUS仿真軟件介紹</p><p> 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,是目前最好的仿真單片機及外圍
69、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(shè)計,真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計,是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。</p><p> Proteus軟件是一款功能強大的電路設(shè)計分析軟件。在利用其進行單片機的軟件仿真
70、時,僅僅是使用了其部分功能(如使用其中的ISIS智能原理圖輸入系統(tǒng)來繪制電路原理圖)。因此這里主要介紹該部分的相關(guān)知識。</p><p> 5.2 Proteus ISIS智能原理圖輸入系統(tǒng)</p><p> 1.Proteus ISIS 是Proteus軟件的核心,具有以下特性:</p><p> ?。?)出版高質(zhì)量的原理圖:ISIS提供給用戶圖形外觀,包括線
71、寬、填充類型、字符庫等的全部控制,使用戶生成精美的原理圖。通過個性化設(shè)置,可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙,可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用;</p><p> ?。?)良好的用戶界面:用戶只需要單擊元件的引腳或者先前布好的線,就能實現(xiàn)布線。而且擺放、移動和刪除操作能都直接用鼠標實現(xiàn),無需去單擊菜單或圖標;</p><p> (3)自動走線:只要單擊想要連接的兩個引腳
72、,就能簡單地實現(xiàn)走線。自動走線也能在元件移動時操作,自動解決相應(yīng)連線。節(jié)點能夠自動布置和移除,使連接導(dǎo)線簡單快捷,大大縮短繪圖時間,又避免一些可能的錯誤;</p><p> (4)層次設(shè)計:ISIS支持層次圖設(shè)計,特殊的元件能夠定義為通過電路圖表示的模塊,能夠任意設(shè)定層次。模塊可畫成標準元件,在使用中可放置和刪除端口的子模塊電路;</p><p> (5)總線支持:使用總線器件和總線布
73、線使電路設(shè)計簡明清晰;</p><p> (6)豐富的器件庫:超過27000種元器件,可方便地創(chuàng)建新元件。 ISIS的元件庫包含8000多個元件,有標準符號、三極管、二極管、CMOS、微處理器、存儲器元件、模擬IC和運算放大器等;</p><p> ?。?)智能的器件搜索:通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件。</p><p> 2.Proteus ISIS 可
74、運行于Windows 98/2000/XP/Windows 7環(huán)境,對計算機的配置要求不是很高。在運行Proteus ISIS的執(zhí)行程序后,先出現(xiàn)一個啟動畫面,隨機進入Proteus ISIS的編輯環(huán)境,如圖5.2所示。</p><p> 圖5.2 Proteus ISIS的編輯環(huán)境</p><p> 5.3 Proteus ISIS的界面和功能介紹</p><p&
75、gt; 如圖5.3所示,Proteus ISIS的工作界面是一種標準的Windows界面。包括:標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。</p><p> 圖5.3 Proteus 窗口界面圖</p><p> ?。?)原理圖編輯窗口</p><p> 用于繪
76、制電路原理圖的,藍色方框內(nèi)為可編輯區(qū),元件要放到它里面。注意,這個窗口是沒有滾動條的,可以通過預(yù)覽窗口來改變原理圖的可視范圍。 </p><p><b> ?。?)預(yù)覽窗口</b></p><p> 它有兩個功能:一、當(dāng)從元件列表選擇一個元件時,顯示該元件的預(yù)覽圖;二、當(dāng)你的鼠標箭頭落在原理圖編輯窗口時,顯示整張原理圖的縮略圖,并會顯示一個綠色的方框,綠色的方框里面
77、的內(nèi)容就是當(dāng)前原理圖窗口中顯示的內(nèi)容。因此,可用鼠標在它上面點擊來改變綠色的方框的位置,從而改變原理圖的可視范圍。</p><p> ?。?)模型選擇工具欄</p><p> ?、?主要模型(Main Modes)</p><p> ●1 用于編輯元件參數(shù) (默認選擇的);</p><p> ●2 選擇元件(components);<
78、;/p><p><b> ●3 放置連接點;</b></p><p> ●4 放置標簽(用總線時會用到);</p><p><b> ●5 放置文本;</b></p><p> ●6 用于繪制總線;</p><p> ●7 用于放置子電路 。</p>&l
79、t;p> ② 配件模型(Gadgets Modes))選擇工具欄 </p><p> ●1 終端接口(terminals) ,有 VCC、地、輸出、輸入等接口;</p><p> ●2 器件引腳:用于繪制各種引腳;</p><p> ●3 仿真圖表(graph) :用于各種分析,如 Noise Analysis;</p><p>
80、;<b> ●4 錄音機;</b></p><p> ●5 信號發(fā)生器(generators);</p><p> ●6 電壓探針:使用仿真圖表時要用到;</p><p> ●7 電流探針:使用仿真圖表時要用到;</p><p> ●8 虛擬儀表:有示波器等。</p><p> ?、?2
81、D 圖形(2D Graphics) </p><p><b> ●1 畫各種直線;</b></p><p><b> ●2 畫各種方框;</b></p><p><b> ●3 畫各種圓;</b></p><p><b> ●4 畫各種圓??;</b&g
82、t;</p><p> ●5 畫各種多邊形;</p><p><b> ●6 畫各種文本;</b></p><p><b> ●7 畫符號;</b></p><p><b> ●8 畫原點等。</b></p><p><b> 元件列
83、表</b></p><p> 用于挑選元件(components)終端接口(terminals)信號發(fā)生器(generators)仿真圖表(graph)等。舉例,當(dāng)你選擇“元件(components)”單擊“P”按鈕會打開挑選元件對話框,選擇了一個元件后該元件會在元件列表中顯示,以后要用到該元件時,只需在元件列表中選擇即可。</p><p><b> ?。?)方向工
84、具欄 </b></p><p> 旋轉(zhuǎn):旋轉(zhuǎn)角度只能是 90 的整數(shù)倍。成水平翻轉(zhuǎn)和垂直翻轉(zhuǎn)。</p><p> 使用方法:先右鍵單擊元件,再點擊(左擊)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圖標。</p><p><b> ?。?)仿真工具欄</b></p><p><b> 仿真控制按鈕 </b><
85、;/p><p><b> ●1 運行;</b></p><p><b> ●2 單步運行;</b></p><p><b> ●3 暫停;</b></p><p><b> ●4 停止。</b></p><p><b>
86、; 第六章 仿真調(diào)試</b></p><p> 使用Proteus軟件進行仿真調(diào)試</p><p><b> 6.1 仿真原理圖</b></p><p> 根據(jù)設(shè)計方案,將各部分電路進行組合,可得仿真原理圖如6.1所示:</p><p> 圖6.1 仿真原理圖</p><p>
87、;<b> 6.2 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p> 1.雙擊單片機出現(xiàn)如圖6.2-1所示的畫面,在Program File一欄中選擇仿真項目的源程序代碼文件,點擊OK。</p><p> 圖6.2-1 加載源程序圖</p><p> 2.點擊菜單中的“Source”—“Build All”,得到如圖6.2-2所示的“Build Lo
88、g” 。</p><p> 圖6.2-2 檢查日志圖</p><p><b> 6. 3 仿真</b></p><p> 單擊Play按鈕,進入仿真狀態(tài),得到仿真結(jié)果如圖6.3-1和圖6.3-2所示:</p><p> 圖6.3-1 仿真結(jié)果一</p><p> 圖6.3-2 仿真結(jié)果二
89、</p><p><b> 結(jié)束語</b></p><p> 經(jīng)過幾周的努力,我終于完成了這一份數(shù)字時鐘的設(shè)計。本次數(shù)字時鐘電路采用AT89C51單片機作為控制核心,使用按鈕設(shè)計控制電路,結(jié)合LED顯示屏、74LS373和電阻來實現(xiàn)了時、分、秒的顯示,采用揚聲器實現(xiàn)鬧鐘功能。雖然達到了設(shè)計要求,但是還存在有待改善和提高的地方。</p><p&g
90、t; 通過這份設(shè)計,我發(fā)現(xiàn)自己在編寫軟件程序方面的不足,也提高了我設(shè)計硬件電路和編寫軟件程序的能力。同時,通過這份畢業(yè)設(shè)計,讓我明白:實踐和理論有很大的聯(lián)系,又高于理論。要把課本上所學(xué)的知識跟實際聯(lián)系起來,才能把理論變成實際。本次電路的設(shè)計既鞏固了我從課本上所學(xué)的知識,也使我把理論與實際結(jié)合起來,增強了學(xué)習(xí)的興趣,考驗了我們借助圖書館、互聯(lián)網(wǎng)搜索、查閱相關(guān)資料的綜合能力。</p><p> 在學(xué)習(xí)過程中,要理
91、論聯(lián)系實際、學(xué)以致用,把所學(xué)的理論知識用到實際當(dāng)中,通過實踐把所學(xué)的理論知識進行鞏固。以上,就是我在這次畢業(yè)設(shè)計中的收獲,這為我以后從事電子電路設(shè)計、研制電子產(chǎn)品領(lǐng)域的工作提供了寶貴的經(jīng)驗。</p><p><b> 參考文獻</b></p><p> [1] 李朝青. 單片機原理及接口技術(shù)(簡明修訂版). 杭州; 北京航空航天大學(xué)出版社,1998</p&g
92、t;<p> [2] 李廣弟. 單片機基礎(chǔ)[M]. 北京; 北京航空航天大學(xué)出版社,1994</p><p> [3] 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第三版). 北京; 高等教育出版社,1989</p><p> [4] 梁炳東. 單片機原理與應(yīng)用(第一版).北京;人民郵電出版社,2009.</p><p> [5] 高衛(wèi)東,辛友順,韓彥征. 5
93、1單片機原理與實踐[M]. 北京; 北京航空航天大學(xué)出版社,2008</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 這份關(guān)于數(shù)字時鐘制作的畢業(yè)設(shè)計是在xxx老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從設(shè)計的選題,相關(guān)資料的查尋,到論文的撰寫這一整個過程中,xxx老師以其廣博的知識、豐富的經(jīng)驗 、清晰的思路,為我細心指導(dǎo)和幫助。他嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,精益求精的工作
94、作風(fēng)和孜孜不倦的求學(xué)精神令我受益匪淺,在此,我對鄭譽煌老師表示衷心的感謝!</p><p> 在完成這份畢業(yè)設(shè)計的過程中,我也得到了許多同學(xué)的建議和幫助,在此一并致以真誠的謝意,感謝所有幫助過我的老師和同學(xué)們!</p><p> 最后,感謝在百忙中抽出時間對本畢業(yè)設(shè)計(論文)進行評審并提出寶貴意見的老師們,謝謝!</p><p><b> 附錄1 元
95、器件清單</b></p><p> 表附錄1 元器件清單</p><p><b> 附錄2 程序</b></p><p> M_SET BIT P1.0 ;時間設(shè)置按鍵</p><p> H_DE BIT P1.1 ;時針部分設(shè)置</p><p> M_DE
96、 BIT P1.2 ;分針部分設(shè)置</p><p> S_DE BIT P1.3 ;秒針分設(shè)置</p><p> N_SHOW BIT P1.4 ;查看鬧鐘按鍵</p><p> NH_SET BIT P1.5 ;鬧鐘設(shè)置按鍵</p><p> NH_DE BIT P1.6 ;鬧鐘時針部分設(shè)置鍵
97、</p><p> NM_DE BIT P1.7 ;鬧鐘分針分設(shè)置鍵</p><p> N_OK BIT P3.5 ;鬧鐘設(shè)置完成按鍵</p><p> SECOND EQU 30H ;定義秒計數(shù)單元</p><p> MINUTE EQU 31H ;定義分計數(shù)單元</p><p&
98、gt; HOUR EQU 32H ;定義時計數(shù)單元</p><p> TCNT EQU 33H ;一秒計數(shù)存儲區(qū)</p><p> HH EQU 40H ;鬧鐘時針存儲區(qū)</p><p> MM EQU 41H ;鬧鐘分針存儲區(qū)</p><p> ;************
99、初始化;設(shè)置常量 *************** </p><p> ORG 0000H</p><p> LJMP START ;轉(zhuǎn)開始</p><p> ORG 001BH</p><p> LJMP INT_T0 ;轉(zhuǎn)中斷</p><p> ORG 0060H</p&
100、gt;<p> START: MOV SP, #60H</p><p> MOV PSW, #00H</p><p> MOV P0, #0FFH</p><p> MOV P2, #00H</p><p> MOV DPTR, #TABLE</p><p>
101、 MOV R0, #20H</p><p> MOV R7, #5FH</p><p> Q1: MOV @R0, #00H ;初始化存儲器</p><p><b> INC R0</b></p><p> DJNZ R7, Q1</p><p> MOV HOU
102、R, #00 ;設(shè)置時鐘處置0點整</p><p> MOV MINUTE,#0</p><p> MOV SECOND,#0</p><p> MOV HH,#01 ;設(shè)置鬧鐘時間1點10分</p><p> MOV MM,#10</p><p> CLR P3.4 ;清鬧鐘
103、標志,P3.4接揚聲器,鬧鐘時間到</p><p> MOV TMOD, #10H</p><p> MOV TH1, #(65536-50000)/256</p><p> MOV TL1, #0B0H</p><p><b> SETB EA</b></p><p>
104、<b> SETB ET1</b></p><p> SETB TR1 ;啟動定時器T1工作</p><p> ;************ 按鍵掃描子程序 ***************</p><p> LOOP: LCALL DISPLAY ;顯示當(dāng)前時間</p><p> LC
105、ALL KEY ;掃描按鍵</p><p> LCALL ALARM_CLOCK ;查看鬧鐘時間</p><p><b> SJMP LOOP</b></p><p> KEY: LCALL DISPLAY;</p><p> JNB M_SET, S1</p><
106、p> JNB H_DE, S2</p><p> JNB M_DE, S3</p><p> JNB S_DE, S4</p><p> JNB N_SHOW, S5 ;查看鬧鐘時間</p><p> JNB NH_SET,S6 ;設(shè)置鬧鐘 </p><
107、p><b> RET</b></p><p> S1: LCALL DISPLAY ;時間設(shè)置按鍵</p><p> CPL TR1 ;定時器改變開關(guān)狀態(tài)</p><p><b> MOV R5,#1</b></p><p> LCALL DELAY1<
108、;/p><p> LJMP KEY</p><p> S2: LCALL DELAY ;設(shè)置時針部分 </p><p> JB H_DE, KEY</p><p> INC HOUR ;時針加1</p><p> MOV A, HOUR</p>&
109、lt;p> CJNE A, #24, J1</p><p> MOV HOUR, #0</p><p> LJMP KEY</p><p> S3: LCALL DELAY ;設(shè)置分針部分</p><p> JB M_DE, KEY</p><p> INC
110、MINUTE ;分針加1</p><p> MOV A, MINUTE</p><p> CJNE A, #60, J2</p><p> MOV MINUTE, #0</p><p> LJMP KEY</p><p> S4: LCALL DELAY ;設(shè)置秒針部分<
111、;/p><p> JB S_DE, KEY</p><p> INC SECOND ;秒針加1</p><p> MOV A, SECOND</p><p> CJNE A, #60, J3</p><p> MOV SECOND, #0</p><p
112、> LJMP KEY</p><p> S5: LCALL DELAY ;查看鬧鐘時間</p><p> MOV R5,#50</p><p> TU: LCALL DISPLAY1</p><p> LCALL DELAY</p><p> DJNZ R5,TU</p>&
113、lt;p><b> LJMP LOOP</b></p><p> S6: LCALL DISPLAY1 ;鬧鐘設(shè)置按鍵</p><p> JB NH_DE,S7</p><p> INC HH ;鬧鐘時針加1</p><p><b> MOV A,HH</b>&l
114、t;/p><p> CJNE A,#24,J4</p><p><b> MOV HH,#0</b></p><p><b> LJMP LOOP</b></p><p> S7: LCALL DISPLAY1 ;設(shè)置鬧鐘時針部分</p><p> JB NM_DE,
115、S8</p><p> INC MM ;鬧鐘分針加1 </p><p><b> MOV A,MM</b></p><p> CJNE A,#60,J5</p><p><b> MOV MM,#0</b></p><p><b> L
116、JMP S6</b></p><p> S8: JB N_OK,S6 ;鬧鐘設(shè)置完成按鍵</p><p> JNB N_OK,$</p><p> LCALL DISPLAY</p><p><b> LJMP LOOP</b></p><p> J0: JB M_
117、SET,AA </p><p> LCALL DISPLAY</p><p><b> SJMP J0</b></p><p> J1: JB H_DE,AA</p><p> LCALL DISPLAY</p><p><b> SJMP J1</b><
118、/p><p> J2: JB M_DE ,AA</p><p> LCALL DISPLAY</p><p><b> SJMP J2</b></p><p> J3: JB S_DE,AA</p><p> LCALL DISPLAY</p><p><b
119、> SJMP J3</b></p><p> J4: MOV R4,#10</p><p> UU:LCALL DISPLAY1</p><p> DJNZ R4,UU</p><p><b> LJMP S6</b></p><p> J5: MOV R4,#10&
120、lt;/p><p> UU1: LCALL DISPLAY1</p><p> DJNZ R4,UU1</p><p><b> LJMP S6</b></p><p> AA: LJMP LOOP</p><p> ;************ 鬧鐘子程序 ***************&
121、lt;/p><p> ALARM_CLOCK: MOV A,HOUR</p><p><b> MOV B,HH</b></p><p> CJNE A,B,LL ;當(dāng)A不等于B時候跳轉(zhuǎn)</p><p> MOV A,MINUTE</p><p><b> MOV B,MM
122、</b></p><p> CJNE A,B,LL ;當(dāng)A不等于B時候跳轉(zhuǎn)</p><p> X1: LCALL DISPLAY</p><p><b> CPL P3.4</b></p><p> LCALL DELAY</p><p> JB N_OK,X1<
123、;/p><p> JNB N_OK,$ ;鬧鐘持續(xù)一分鐘,按下P3.5,鬧鐘停止</p><p> CLR P3.4 </p><p><b> LL:RET</b></p><p> ;************ 中斷子程序 ***************</p><p>
124、INT_T0: PUSH ACC</p><p> PUSH PSW</p><p> MOV TH1, #(65536-50000)/256</p><p> MOV TL1, #0B0H</p><p> INC TCNT</p><p> MOV A, TCNT<
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