基于51單片機(jī)的多功能數(shù)字時(shí)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　ABSTRACT2</p><p><b>　　1．概述3</b></p><p>　　1.1本課題研究目的及意義3</p><p>　　

2、1.2國(guó)內(nèi)外研究背景3</p><p>　　1.3本課題的研究方法及預(yù)期達(dá)到的目的4</p><p>　　2總體控制方案設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1數(shù)字時(shí)鐘的工作原理5</p><p>　　2.2單片機(jī)的選型5</p><p>　　2.3 AT89C51單片機(jī)介紹7</p><p&

3、gt;　　2.4總體方案設(shè)計(jì)8</p><p><b>　　3 硬件設(shè)計(jì)9</b></p><p><b>　　3.1鍵盤模塊9</b></p><p><b>　　3.2顯示模塊9</b></p><p>　　3.3復(fù)位電路12</p><p&g

4、t;　　3.4蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路13</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)15</b></p><p>　　4.1總體軟件設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.2中斷服務(wù)函數(shù)15</p><p>　　4.3計(jì)時(shí)子函數(shù)16</p><p>　　4.4鬧鐘子函數(shù)流程圖17</p>

5、<p>　　4.5鍵盤掃描子函數(shù)18</p><p>　　4.6 時(shí)間和鬧鐘的設(shè)置19</p><p>　　4.7 軟件設(shè)計(jì)總結(jié)20</p><p><b>　　5 總結(jié)22</b></p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)23</b></p><p>

6、<b>　　7致謝24</b></p><p><b>　　附錄24</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來(lái)，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性

7、能進(jìn)一步提高。</p><p>　　數(shù)字時(shí)鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。數(shù)字鐘的精度、穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式機(jī)械鐘。在這次設(shè)計(jì)中，我們采用8位8段LED數(shù)碼管顯示，根據(jù)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理來(lái)進(jìn)行顯示，用12MHz的晶振產(chǎn)生振蕩脈沖，定時(shí)器計(jì)數(shù)，并采用外置喇叭作為響鈴。在此次設(shè)計(jì)中，電路具有顯示時(shí)間的其本功能，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的調(diào)整。數(shù)字時(shí)鐘因外形小巧，價(jià)格低廉，走時(shí)精度高，使用方便，功

8、能多，便于集成化而受廣大消費(fèi)的喜愛(ài)，因此得到了廣泛的使用。</p><p>　　關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī) 數(shù)字時(shí)鐘 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In recent years, electronic technology has gained rapid development, modern elect

9、ronic products has been used in almost all spheres of society, It’s a strong impetus to the development of social productivity and improvement in the level of social information. The performance of modern electronic prod

10、ucts also has been further improved.</p><p>　　The digital clock timing is a digital circuit which displays "hour", "minute", "second". The accuracy, stability of digital clock i

11、s far more than the old-fashioned mechanical clock. In this design, we use 8-segment LED digital display, and displayed according to digital dynamic display principle with a 12MHz crystal oscillator pulse and the timer c

12、ount, and an external speaker is used as the ring. In this design, the circuit has the function to display time and the time can be adjusted. Because</p><p>　　Keywords: single-chip machine digital clock</

13、p><p><b>　　1．概述</b></p><p>　　20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。單片機(jī)的出現(xiàn)至今已經(jīng)有30多年的歷史了，單片機(jī)嵌入式技術(shù)也已歷經(jīng)了幾個(gè)發(fā)展階段。現(xiàn)在，以計(jì)算機(jī)和軟件為核心

14、的數(shù)字化電子技術(shù)取得了迅猛發(fā)展，在其推動(dòng)下，廣泛滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、軍事、交通、通信等相關(guān)行業(yè)，而且電子產(chǎn)品幾乎深入到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域包括家電、娛樂(lè)、藝術(shù)、社會(huì)文化等等，因此推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，在此同時(shí)也使得現(xiàn)在電子產(chǎn)品的性能一步步的提高，所以電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快。研究具有相應(yīng)功能的電子產(chǎn)品的具有深遠(yuǎn)的意義。</p><p>　　1.1本課題研究目的及意義</p>&

15、lt;p>　　單片機(jī)由于具有功能強(qiáng)、體積小、功耗低、價(jià)格便宜、使用便捷等特點(diǎn)，因而單片機(jī)技術(shù)則為研究的熱點(diǎn)。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。以前必須由模擬電路或者數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法實(shí)現(xiàn)了。單片機(jī)模塊中最常見(jiàn)的就是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒、計(jì)時(shí)的裝置，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，數(shù)字鐘與傳統(tǒng)機(jī)械式的時(shí)鐘相比來(lái)

16、說(shuō)具有更高直觀性與準(zhǔn)確性，并且沒(méi)有機(jī)械裝置零件之類，則具有更長(zhǎng)的使用壽命，而且大大地?cái)U(kuò)展了傳統(tǒng)老式鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。鐘表的數(shù)字化給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，譬如定時(shí)廣播、定時(shí)啟閉電路、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間成都自動(dòng)控制、通斷動(dòng)力設(shè)備等等所有這些都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字時(shí)鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究背景</p>&

17、lt;p>　　單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。而51單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。</p><p>　　隨著科技的發(fā)展日益更新和社會(huì)的飛速進(jìn)步，人們對(duì)數(shù)字鐘的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的時(shí)鐘已不能滿足人們的需求。因此，數(shù)字不管在性能還是樣式上都發(fā)生了質(zhì)的變化，比如有電子鬧鐘、電子秒表等等，國(guó)內(nèi)外已有多種數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)成果，比如：基于低

18、成本數(shù)字集成電路及配套的LED顯示器組成的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)；基于VHDL的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)；基于單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)，以單片機(jī)為中心控制單元，才用匯編語(yǔ)言編程，設(shè)計(jì)的數(shù)碼管或液晶顯示器時(shí)、分、秒的時(shí)鐘等等。</p><p>　　有關(guān)專家分析指出，我國(guó)電子商務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施將日臻完善，三網(wǎng)合一的潮流勢(shì)不可擋，而今我們已進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代，數(shù)字鐘的使用將會(huì)越來(lái)越受歡迎。數(shù)字鐘未來(lái)將呈現(xiàn)出個(gè)性化、專業(yè)化的趨勢(shì)，而且每個(gè)網(wǎng)站在資源方面總是有限

19、的，客戶的需求又是全方位、多變的，所以不同類型的網(wǎng)站以戰(zhàn)略聯(lián)盟的形式進(jìn)行相互協(xié)作也是必然趨勢(shì)，而數(shù)字鐘的實(shí)現(xiàn)，更體現(xiàn)了這一點(diǎn)。在不久的將來(lái)，數(shù)字鐘肯定會(huì)更深的被人們接受，走進(jìn)個(gè)個(gè)領(lǐng)域，千家萬(wàn)戶，給人們帶來(lái)意想不到的方便。數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)外表只會(huì)更加時(shí)尚、美觀，適合人們的審美觀點(diǎn)的改變。因此，更為先進(jìn)的電子中的研究有著良好的發(fā)展前景和市場(chǎng)潛力。</p><p>　　1.3本課題的研究方法及預(yù)期達(dá)到的目的</p&g

20、t;<p>　　本設(shè)計(jì)采用MCS51系列單片機(jī)作為微控制器，采用proteus進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，使用軟硬件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘的功能。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的數(shù)字時(shí)鐘具有功能強(qiáng)大，界面友好的特點(diǎn)。由單片機(jī)作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過(guò)它的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)工程，將其時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)輸出，利用顯示器顯示出來(lái)。通過(guò)鍵盤可以進(jìn)行定時(shí)、校時(shí)功能。本設(shè)計(jì)要求掌握數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法。熟悉單

21、片機(jī)邏輯功能及使用方法。掌握電板的結(jié)構(gòu)及其接線方法并熟悉仿真軟件的使用。</p><p>　　預(yù)期完成的任務(wù)包括數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)任務(wù)分析、方案選擇、功能實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)測(cè)試等。通過(guò)該設(shè)計(jì)，初步實(shí)現(xiàn)符合設(shè)計(jì)功能要求的數(shù)字鐘，熟悉數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)分析流程，掌握相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)，提高自己的認(rèn)識(shí)及實(shí)踐能力。</p><p><b>　　2總體控制方案設(shè)計(jì)</b></p>&l

22、t;p>　　2.1數(shù)字時(shí)鐘的工作原理</p><p>　　本設(shè)計(jì)以AT89C51芯片為核心，輔以必要的外圍電路，設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能齊全的電子時(shí)鐘，它由5V直流電源供電。在硬件方面，除了CPU外，使用八個(gè)七段LED數(shù)碼管來(lái)進(jìn)行顯示，LED采用的是動(dòng)態(tài)掃描顯示，使用74LS245芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過(guò)LED能夠較為準(zhǔn)確地顯示時(shí)、分、秒。通過(guò)四個(gè)簡(jiǎn)單的按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間和時(shí)鐘的調(diào)整。軟件方面采用C語(yǔ)言編程。整個(gè)電子

23、鐘系統(tǒng)能夠完成時(shí)間的顯示、調(diào)時(shí)、校時(shí)和三組定時(shí)鬧鐘的功能。</p><p>　　選用單片機(jī)最小系統(tǒng)應(yīng)用程序，添加比較程序、時(shí)間調(diào)整程序及蜂鳴程序，通過(guò)時(shí)間比較程序觸發(fā)蜂鳴，實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能，完成設(shè)計(jì)所需求的軟件環(huán)境。介紹并使用Keil單片機(jī)模擬調(diào)試軟件，測(cè)試程序的可行性并用Proteus進(jìn)行仿真。本設(shè)計(jì)應(yīng)解決的主要問(wèn)題有兩大方面，即硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大方面。其中硬件電路部分又可分為四個(gè)模塊：鍵盤模塊、顯示模塊、

24、計(jì)時(shí)模塊和發(fā)聲模塊。硬件電路部分致力于低成本、低功耗和易實(shí)現(xiàn)性。軟件部分則應(yīng)做到代碼的精簡(jiǎn)、易懂。最后通過(guò)硬軟件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的精確計(jì)時(shí)、校時(shí)、三組鬧鐘設(shè)置和定時(shí)報(bào)警功能。</p><p><b>　　2.2單片機(jī)的選型</b></p><p>　　單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器

25、ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。</p><p><b>　　單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：</b></p><p>　　1、多功能 </p><p>　　單片機(jī)中盡可能地把所需要的存儲(chǔ)器和I/O口都集成在

26、一塊芯片上，使得單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列）、WDT（監(jiān)視定時(shí)器---看家狗）、高速I/O口及計(jì)數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。</p><p>　　有的單片機(jī)針對(duì)某一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。例如，有的芯片以51內(nèi)核為核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解碼器、CAN或者I*I*C總線控制器等，LED、LCD或VFD顯示

27、驅(qū)動(dòng)器也開(kāi)始集成在8位單片機(jī)中。</p><p><b>　　2、高效率和高性能</b></p><p>　　為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機(jī)開(kāi)始使用RISC、流水線和DSP的設(shè)計(jì)技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機(jī)運(yùn)行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機(jī)的尋址能力、片內(nèi)ROM（FLASH）和RAM的容量都

28、突破了以往的數(shù)量和限制。</p><p>　　由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，開(kāi)始使用高級(jí)語(yǔ)言（如C語(yǔ)言）來(lái)開(kāi)發(fā)單片機(jī)的程序。使用高級(jí)語(yǔ)言可以降低開(kāi)發(fā) 難度，縮短開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)軟件的可讀性和可移植性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充功能。</p><p><b>　　3、低電壓和低功耗</b></p><p>　　單片機(jī)的嵌入式應(yīng)用決定了低電壓和低功耗的特性十

29、分重要。由于CMOS等工藝的大量采用，很多單片機(jī)可以在更低的電壓下工作（1.2V或0.9V），功耗已經(jīng)降低到uA級(jí)。這些特性使得單片機(jī)系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長(zhǎng)的時(shí)間。</p><p><b>　　4、低價(jià)格</b></p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來(lái)的直接好處就是成本的降低。目前世界各大公司為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，在提高單片機(jī)性能的同時(shí)，十分注意降

30、低其產(chǎn)品的價(jià)格。</p><p>　　考慮到本課題的數(shù)字時(shí)鐘功能較為簡(jiǎn)單，采用51系列單片機(jī)即可滿足要求，且在價(jià)格和功耗等方面具有優(yōu)勢(shì)，所以本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)。下面我們對(duì)AT89C51單片機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。</p><p>　　2.3 AT89C51單片機(jī)介紹</p><p>　　圖2.1 單片機(jī)AT89C51引腳圖</p><p&g

31、t;　　1.并行I/O引腳（小標(biāo)題的格式不對(duì)）</p><p>　　MCS-51單片機(jī)本身提供了4個(gè)8位的并行口，分別是P0、P1、P2和P3，共有32條I/O口線。其端口都是雙向端口，每個(gè)口包含兩個(gè)鎖存器，（及特殊功能寄存器P0、P1、P2和P3）、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸出緩沖器。為了方便，將4個(gè)端口和其中的鎖存器都表示為P0、P1、P2和P3。</p><p>　　MCS-51單片機(jī)的并行

32、端口可以按字節(jié)操作，也可以按位操作。P0是多功能8位雙向端口，可用作低8位地址/數(shù)據(jù)總線。P1位準(zhǔn)雙向口，輸入前要先向鎖存器寫1。P2為多功能口，可用作高8位地址總線。P3的各位都有第二功能，可以為系統(tǒng)提供控制總線以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和串行口的信號(hào)總線。</p><p><b>　　2.電源引腳</b></p><p>　　VCC：正常操作、EPROM編程和校驗(yàn)是接+5

33、V。</p><p><b>　　GDN：接地。</b></p><p><b>　　3、外接晶振引腳</b></p><p>　　XTAL1：片內(nèi)振蕩電路的輸入端</p><p>　　XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端</p><p><b>　　4.

34、控制引腳</b></p><p>　　RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)。</p><p>　　EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。</p>

35、;<p>　　PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。</p><p><b>　　2.4總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)包括單片機(jī)、晶振電路、按鍵、段碼驅(qū)動(dòng)、位碼驅(qū)動(dòng)、LED數(shù)碼管、蜂鳴器電路等。</p><p>　　硬件部分設(shè)置了的三個(gè)按鍵S1、S2、S3、S4。當(dāng)按鍵S1第一次按下時(shí)，停止計(jì)時(shí)進(jìn)

36、入鬧鐘1的秒設(shè)置，當(dāng)按鍵S1第二、第三次按下時(shí)，分別進(jìn)入鬧鐘1的分設(shè)置和時(shí)設(shè)置，當(dāng)按S1第四 、第五、第六次按下時(shí)分別進(jìn)入鬧鐘2的秒、分、時(shí)設(shè)置，當(dāng)按S1第七 、第八、第九次按下時(shí)分別進(jìn)入鬧鐘3的秒、分、時(shí)設(shè)置，當(dāng)按S1第十 、第二一、第十二次按下時(shí)分別進(jìn)入時(shí)間的秒、分、時(shí)設(shè)置，在S1按下的各階段，可用按鍵S2、S3進(jìn)行時(shí)間和鬧鈴時(shí)間的時(shí)、分、秒進(jìn)行加減設(shè)置；當(dāng)按鍵S1第十三次按下時(shí)恢復(fù)到時(shí)間顯示功能。當(dāng)顯示的時(shí)間和定時(shí)設(shè)置的時(shí)間一致時(shí)

37、，蜂鳴器發(fā)出等時(shí)間斷蜂鳴聲，鬧鈴時(shí)間設(shè)置為60秒。在各個(gè)鬧鐘設(shè)置階段，如果有S4按下，則相應(yīng)鬧鐘功能關(guān)閉或開(kāi)啟；如在鬧鈴時(shí)有S4按下則提前停止鬧鈴。</p><p>　　另外，鬧鈴電路有音樂(lè)鬧鐘的擴(kuò)展的功能(可以將蜂鳴器換成揚(yáng)聲器再加一段音樂(lè)程序或利用音樂(lè)芯片即可實(shí)現(xiàn))。其結(jié)構(gòu)如如圖2.2所示</p><p><b>　　圖2.2 總體方案</b></p>

38、<p><b>　　3 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1鍵盤模塊</b></p><p>　　鍵盤電路的設(shè)計(jì)有兩種選擇：</p><p><b>　　矩陣式鍵盤</b></p><p>　　選用此方案，在修改時(shí)鐘或設(shè)置鬧鐘時(shí)可以直接從鍵盤輸入，

39、方便快捷但程序比較復(fù)雜。</p><p><b>　　獨(dú)立式鍵盤</b></p><p>　　如果設(shè)置過(guò)多按鍵，將會(huì)占用較多I/O口，而且會(huì)給布線帶來(lái)不便，因此，此方案適用于按鍵較少的情況。如果選擇此方案，由于按鍵較少，在修改時(shí)間或設(shè)置鬧鈴時(shí)間時(shí)就不能直接輸入，只能通過(guò)加或減完成，稍為麻煩一些，但其程序簡(jiǎn)單。</p><p>　　考慮到本設(shè)計(jì)不

40、需要經(jīng)常修改時(shí)間和設(shè)置鬧鈴，并且方案二比較簡(jiǎn)單，我們采用方案二。其電路圖如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1按鍵電路設(shè)計(jì)圖</p><p><b>　　3.2顯示模塊 </b></p><p>　　方案一：液晶顯示器。如果選擇此方案，會(huì)降低系統(tǒng)的功耗，所以可以使用電池供電，便于攜帶。但是由于液晶顯示驅(qū)動(dòng)器電路的復(fù)雜性，使用有一定的難度

41、。</p><p>　　方案二：數(shù)碼管顯示。數(shù)字驅(qū)動(dòng)控制電路簡(jiǎn)單，使用方便，如果選擇這個(gè)方案，你會(huì)看到當(dāng)在夜間的時(shí)候并不需要一個(gè)光源，非常方便。缺點(diǎn)是耗電量大。</p><p>　　由于數(shù)字驅(qū)動(dòng)控制電路使用較為方便，且夜間使用方便，所以本設(shè)計(jì)我們應(yīng)用數(shù)碼管顯示。本設(shè)計(jì)采用8塊8段LED數(shù)碼管作為顯示設(shè)備。</p><p>　　LED數(shù)碼管（LED Segm

42、ent Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，9，10位等等....，LED數(shù)碼管根據(jù)LED 接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類，了解LED的這些特性，編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方

43、法也是不同的。共陰和共陽(yáng)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。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。LED數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車站，家電等場(chǎng)合。用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長(zhǎng)等。</p><p>　　圖3.2 LED數(shù)碼管引腳定義</p><p>　　性能特點(diǎn) LED數(shù)碼管的主要特點(diǎn)如下：(1)能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動(dòng)發(fā)光，能與CMOS、

44、ITL電路兼容。 (2)發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短(<)，高頻特性好，單色性好，亮度高。 (3)體積小，重量輕，抗沖擊性能好。 (4)壽命長(zhǎng)，使用壽命在10萬(wàn)小時(shí)以上，甚至可達(dá)100萬(wàn)小時(shí)。成本低。</p><p>　　圖3.3 顯示模塊電路圖</p><p>　　數(shù)碼管的公共極的電流比較大且為了避免過(guò)多的應(yīng)用分立元件，采用了一片74LS245芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)段碼，P0口作為段碼驅(qū)動(dòng)，P2口做位碼驅(qū)

45、動(dòng)。</p><p>　　圖3.4 74LS245芯片</p><p>　　圖3.4為74LS245芯片引腳圖，74LS245是我們常用的芯片，用來(lái)驅(qū)動(dòng)LED或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。</p><p>　　(1)74LS245具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 </p><p>　　(2)當(dāng)8

46、051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過(guò)P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總線驅(qū)動(dòng)器。 </p><p>　　(3)當(dāng)片選端/CE(G)低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸；（接收） </p><p>　　(4)DIR=“1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)/CE(G)為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。 </p><p><b>

47、;　　3.3復(fù)位電路</b></p><p>　　圖3.5 復(fù)位電路圖</p><p>　　復(fù)位電路圖如圖3.5所示，在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM的

48、00H處開(kāi)始運(yùn)行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過(guò)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(lái)抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用12MHz時(shí)，C取10μF，約為200，約為。</p><p>　　3.4蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路</p><

49、;p>　　圖3.6蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路圖</p><p>　　圖3.6為蜂鳴器模塊電路圖，蜂鳴器部分是通過(guò)三極管放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作，再通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生等時(shí)時(shí)間方波驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出間斷嘀聲，這樣就可以省去硬件振蕩電路，降低成本。</p><p>　　圖3.7 總體硬件設(shè)計(jì)圖及效果圖</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)</b></p&g

50、t;<p><b>　　4.1總體軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)應(yīng)用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，使用Keil軟件講C程序編譯為hex文件，導(dǎo)入到proteus軟件中的AT89C51單片機(jī)。其總程序框圖如下圖所示：程序開(kāi)始對(duì)程序進(jìn)行程序初始化，依次進(jìn)行鬧鈴判斷、時(shí)間顯示、鍵盤掃描的循環(huán)操作。</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p>

51、<p><b>　　4.2中斷服務(wù)函數(shù)</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)中主要使用定時(shí)器T0的中斷ET0，利用ET0中斷進(jìn)行計(jì)時(shí)時(shí)間的自增，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。AT89C51有兩個(gè)通用定時(shí)/計(jì)數(shù)器。兩者均可設(shè)置為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器。另外增加了定時(shí)器T0/T1,溢出時(shí)T0/T1腳自動(dòng)翻轉(zhuǎn)的功能選項(xiàng)。用作“定時(shí)器”功能時(shí)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)機(jī)器周期，寄存器值加1。 用作“計(jì)數(shù)器”功能時(shí)

52、，寄存器在對(duì)應(yīng)的外部輸入管腳T0/T1上每發(fā)生一次1到0的跳變時(shí)加1。使用該功能時(shí)，外部輸入每個(gè)機(jī)器周期被采樣一次。本設(shè)計(jì)中采用了中斷方式1作為定時(shí)中斷，其定時(shí)計(jì)數(shù)初值的設(shè)置可由以下公式計(jì)算得到：</p><p><b>　　公式4.1 </b></p><p>　　X：計(jì)數(shù)初值 t:定時(shí)時(shí)間 ：機(jī)器周期</p><p>　　中斷服務(wù)

53、流程圖如下圖所示：</p><p>　　圖4.2 中斷服務(wù)流程圖</p><p><b>　　4.3計(jì)時(shí)子函數(shù)</b></p><p>　　計(jì)時(shí)函數(shù)部分，主要是通過(guò)單片機(jī)定時(shí)中斷來(lái)計(jì)時(shí)，產(chǎn)生一次中斷標(biāo)志位flag加1，當(dāng)flag加滿20次為1秒，然后把flag清0把秒存儲(chǔ)單元加1。然后再依次判斷分、時(shí)。其流程圖如下所示：</p>

54、<p>　　圖4.3計(jì)時(shí)子函數(shù)流程圖</p><p>　　4.4鬧鐘子函數(shù)流程圖</p><p>　　鬧鐘時(shí)間的判別是通過(guò)設(shè)定時(shí)間和實(shí)時(shí)時(shí)間對(duì)逐位對(duì)比是否開(kāi)啟鬧鐘。工作流程圖如下圖所示：</p><p>　　圖4.4 鬧鐘子函數(shù)流程圖</p><p>　　4.5鍵盤掃描子函數(shù)</p><p>　　鍵盤掃描函數(shù)

55、的功能是判斷按鍵是否按下，并根據(jù)是哪個(gè)按鍵來(lái)調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)整。其程序流程圖如下圖所示：</p><p>　　圖4.5 鍵盤掃描子函數(shù)</p><p>　　4.6 時(shí)間和鬧鐘的設(shè)置</p><p>　　時(shí)間和鬧鐘設(shè)置函數(shù)是通過(guò)判斷不同的cnt時(shí)，通過(guò)調(diào)用加1或減1子函數(shù)對(duì)鬧鐘的時(shí)、分、秒進(jìn)行設(shè)置，在鬧鐘設(shè)置時(shí)，判斷按鍵S4按下情況，對(duì)鬧鐘進(jìn)行開(kāi)啟與關(guān)閉設(shè)

56、置，流程圖如下圖所示：</p><p>　　圖4.6 時(shí)間和鬧鐘設(shè)置流程圖</p><p>　　4.7 軟件設(shè)計(jì)總結(jié)</p><p>　　軟件設(shè)計(jì)部分我們應(yīng)用的最重要的部分就是中斷，中斷技術(shù)在單片系統(tǒng)中有著十分重要的作用，它不僅可以提高單片機(jī)CPU的效率，也可以對(duì)突發(fā)事件處理。所謂中斷就是當(dāng)CPU正在執(zhí)行程序A時(shí)，發(fā)生了另一個(gè)急需處理的事件B，這是CPU暫停當(dāng)前執(zhí)行

57、的程序A，立即轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理事件B的程序，處理完事件B后，再返回到程序A繼續(xù)執(zhí)行，這個(gè)過(guò)程被叫做中斷。關(guān)于中斷的概念有下列幾個(gè)名詞：（1）程序A稱為主程序，（2）處理事件B的程序稱為中斷服務(wù)程序，（3）主程序中轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的地方稱為斷點(diǎn)，（4）引起中斷的原因即事件B稱為中斷源，（5）轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序稱為中斷響應(yīng)。中斷是一個(gè)過(guò)程，當(dāng)中央處理器CPU在處理某件事情時(shí)，外部又發(fā)生了另一緊急事件，請(qǐng)求CPU暫停當(dāng)前的工作而去迅速處理該緊急

58、事件。處理結(jié)束后，再回到原來(lái)被中斷的地方，繼續(xù)原來(lái)的工作。引起中斷的原因或發(fā)出中斷請(qǐng)求的來(lái)源，稱為中斷源。</p><p>　　單片機(jī)一般允許有多個(gè)中斷源，當(dāng)幾個(gè)中斷源同時(shí)向CPU請(qǐng)求中斷時(shí)，就存在CPU優(yōu)先響應(yīng)哪一個(gè)中斷請(qǐng)求源的問(wèn)題（優(yōu)先級(jí)問(wèn)題），一般根據(jù)中斷源的輕重緩急排隊(duì)，優(yōu)先處理最緊急事件的中斷請(qǐng)求，于是便規(guī)定每一個(gè)中斷源都有一個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)別，并且CPU總是響應(yīng)級(jí)別最高的中斷請(qǐng)求。</p>

59、<p>　　當(dāng)CPU正在處理一個(gè)中斷源請(qǐng)求的時(shí)候，又發(fā)生了另一個(gè)優(yōu)先級(jí)比它高的中斷源請(qǐng)求，如果CPU能夠暫時(shí)中止對(duì)原來(lái)中斷處理程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去處理優(yōu)先級(jí)更高的中斷源請(qǐng)求，待處理完以后，再繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的低級(jí)中斷處理程序，這樣的過(guò)程稱為中斷嵌套。</p><p><b>　　5 總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的流程

60、，也讓我了解了數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念。在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過(guò)程中,更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法.在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我也遇到了各種各樣的問(wèn)題，在調(diào)試軟件的時(shí)候，我對(duì)定時(shí)鬧鐘的子程序很是疑惑，定時(shí)器只有2個(gè)，如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)走時(shí)和定時(shí)的功能，并讓在定時(shí)時(shí)間到時(shí)鬧鐘響鈴。通過(guò)查資料，自己認(rèn)真看書，發(fā)現(xiàn)要同時(shí)實(shí)現(xiàn)這些功能，必修利用中斷！中斷的學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)單片機(jī)的關(guān)鍵！時(shí)間的運(yùn)行依靠定時(shí)中斷子程序?qū)r(shí)鐘單元數(shù)值進(jìn)位調(diào)整

61、來(lái)實(shí)現(xiàn)的。計(jì)數(shù)器T0 打開(kāi)后，進(jìn)入計(jì)時(shí)，滿100 毫秒后，重裝定時(shí)。中斷一次，滿一秒后秒進(jìn)位，滿60 秒后即為1 分鐘， 分鐘單元進(jìn)位，60 分到了后，時(shí)單元進(jìn)位。然后根據(jù)進(jìn)率，得到時(shí)、分、秒存儲(chǔ)單元的值，并經(jīng)譯碼后，通過(guò)掃描程序送LED 中顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能。鬧鐘的響鈴是分別將定時(shí)時(shí)間同走時(shí)相比較，若時(shí)間相同，則響鈴。可以用按鍵KEY4來(lái)實(shí)現(xiàn)鬧鈴的關(guān)閉，在鬧鐘設(shè)置時(shí)，判斷按鍵S4按下情況，進(jìn)行鬧鐘的開(kāi)啟與關(guān)閉。</p&g

62、t;<p>　　通過(guò)這次數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)簡(jiǎn)單應(yīng)用程序的編程有了深刻的了解和學(xué)習(xí)，對(duì)89C51單片機(jī)的學(xué)習(xí)更深刻、更有效，對(duì)其結(jié)構(gòu)及其各個(gè)接口進(jìn)行了再一次的學(xué)習(xí)和認(rèn)知，尤其是串行口的利用，更是在本次實(shí)驗(yàn)中獲得了提高。以前的書本學(xué)習(xí)一直都是在紙上談兵，通過(guò)這次自己做數(shù)字鐘，我對(duì)89C51單片機(jī)才有了真正意義上的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和運(yùn)用，更是所學(xué)知識(shí)在實(shí)際

63、中運(yùn)用的一種鍛煉，提高了自己提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。讓我明白學(xué)習(xí)知識(shí)要融會(huì)貫通，善用應(yīng)用到實(shí)際中去，并且在未來(lái)的專業(yè)道路上要抱著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度解決面對(duì)的問(wèn)題。</p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李全利，遲榮強(qiáng)，單片機(jī)原理及接口技術(shù).高等教育出版社.2004.1</p><p>　　[2]張毅剛等

64、，MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì).哈工大出版社.2004.7 </p><p>　　[3]霍孟友等，單片機(jī)原理與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.2004.1</p><p>　　[4]馬忠梅等，單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).北京航空航天大學(xué)出版社.2003</p><p>　　[5]許泳龍等，單片機(jī)原理及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.2005.1</p><p>

65、　　[6]吳國(guó)經(jīng)等，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù).中國(guó)電力出版社.2004.1</p><p>　　[7]唐俊翟等，單片機(jī)原理與應(yīng)用.冶金工業(yè)出版社.2003.9</p><p>　　[8]李廣弟等，單片機(jī)基礎(chǔ).北京航空航天出版社.2001.7</p><p>　　[9]樓然苗等，51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例.北京航空航天出版社.2003.3</p><p>　

66、　[10]張?zhí)旆?，?1單片機(jī)C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)詳解》，電子工業(yè)出版社；</p><p>　　[11]胡漢才，《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》，清華大學(xué)出版社；</p><p>　　[12]張毅剛、彭喜元，《單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)》，電子工業(yè)出版社；</p><p>　　[13]王守中，《51單片機(jī)開(kāi)發(fā)入門與典型實(shí)例》，人民郵電出版社；</p><p>　　[

67、14] Okazoe H,Shimizu K,Watanabe Y.et al. Develop-ment of a Full-FlowBurner Regeneration Type Diesel Particu-late Filter Using SiC Honeycomb[C] .Society of AutomotiveEngineers International Congress and Exposition.Michiga

68、n:SAE Paper 960130. 1996, :27-35</p><p>　　[15] Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scale[J].. Powder and Bulk Engineering. 1995 </p><p><b>　　7致謝</b></p><p>

69、　　在此論文完成之際，我特別感謝老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)。從論文的選題、完善、修改到最后的定稿，老師以她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心的性格感染著我們每一個(gè)人，使我受益匪淺。在四年的學(xué)習(xí)生涯中，遇到了很多對(duì)自己的學(xué)習(xí)、人生有重要意義的老師，我深深的體會(huì)到老師猶如良師益友，能啟發(fā)我們?cè)趯W(xué)習(xí)上取得更好的成績(jī)，能激勵(lì)我們?cè)谝院蟮娜松缆飞献鲆粋€(gè)對(duì)社會(huì)有用的人。我相信這些將成為我以后學(xué)習(xí)的寶貴財(cái)富。</p><p>　　同時(shí)，我還要感謝我的學(xué)長(zhǎng)和學(xué)

70、姐，在論文完成的道路上，他們給了我很大的幫助。感謝家人多年來(lái)無(wú)微不至的關(guān)懷，他們是我更加努力奮斗的動(dòng)力。</p><p>　　最后，向?qū)W院2013屆本科論文答辯委員會(huì)組織致以崇高的敬意！向百忙之中抽時(shí)間參與畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審和答辯的老師表示我最衷心的感謝和美好的祝福！</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　/