單片機(jī)c語言課程設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)的電子鐘設(shè)計(jì)

1、<p>　　《單品機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)</p><p>　　基于單片機(jī)的電子鐘設(shè)計(jì)</p><p>　　院 系 ： 物理電氣信息工程學(xué)院 </p><p>　　基于單片機(jī)的電子鐘設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1）、鞏固《單片機(jī)原理及應(yīng)

2、用》課程所學(xué)的有關(guān)知識。</p><p>　　2）、通過硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握用單片機(jī)組成應(yīng)用系統(tǒng)的方法，提高軟件設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　3）、掌握單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器的編程和使用方法。進(jìn)一步熟悉單片機(jī)功能部件的應(yīng)用。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)要求及工作原理說明</p><p>　　要求自己做出原理圖設(shè)計(jì)。并且要擴(kuò)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€(gè)LED分時(shí)顯示當(dāng)前時(shí)間和日歷。兩個(gè)按鍵的功能：A鍵用于調(diào)時(shí)，范圍0～23，0為 24點(diǎn)，每按一次時(shí)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(jī)程序設(shè)計(jì)、調(diào)試。</p><p>　　本課題采用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器，用軟件對其進(jìn)行秒、分、時(shí)的計(jì)數(shù)，單片機(jī)無法產(chǎn)生1s的定

4、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。</p><p>　　三、數(shù)字電子鐘硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p>&l

5、t;p>　　3.1 硬件總體設(shè)計(jì)</p><p>　　硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。</p><p>　　圖1 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</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>　?。?） 功能芯片：本次設(shè)計(jì)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(chǔ)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(jià)格較低，能滿足本次設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　?。?） 電源和復(fù)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(fù)位電路可采用上電復(fù)位、按鍵電平復(fù)位、按鍵脈沖復(fù)位3種，本次采用按鍵電平復(fù)位。如電路原理圖中的電源和復(fù)位模塊。</p><p>　?。?） 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(gè)PNP型三極管分別驅(qū)動(dòng)其發(fā)光，從左至右位控分別接于單片機(jī)的P2.7-P2.0中上，段控a-dP接于單片機(jī)的P0.0-P0.7口上，使用動(dòng)態(tài)顯示從右向左循環(huán)點(diǎn)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(gè)獨(dú)立式按鍵組成，S0-S4鍵分別接在單片機(jī)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(dú)立鍵盤

8、模塊。</p><p>　?。?） 時(shí)鐘模塊：為了保證同步工作方式的思想，單片機(jī)必須有時(shí)鐘信號，以使其系統(tǒng)在時(shí)鐘信號的控制下按時(shí)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(jì)</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(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>

10、　?。?） 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)行狀態(tài)。</p><p>　?。?） 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，

11、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(gè)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(jì)時(shí)中斷 顯示 鍵盤掃描子程序 </p><p>　　子程序 子程序</p><p>　　定

13、時(shí) 延時(shí) 時(shí)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(jì)時(shí)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(shí)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(shí)

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(dòng)定時(shí)器0，開始定時(shí)</p><p>　　TR1=1; //啟動(dòng)定時(shí)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(shí)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(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)位賦給dis[0]</p

25、><p>　　dis[1]=hour%10; //時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)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(wù)程序</p><p>　　{TH0=(65536-50000)/256; //設(shè)置計(jì)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(jì)數(shù)器加一</p><p><b>　　t=0;</b></p><p>　　if(sec==60) //秒計(jì)數(shù)器值到60</p><

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

31、 //時(shí)計(jì)數(shù)加一 </p><p>　　if(hour==24) //時(shí)計(jì)數(shù)到24 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　hour=0; //時(shí)計(jì)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(jì)時(shí)口， 判斷秒若不為59則加1，為59時(shí)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(shí)，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(shí)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(jì)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(shí)間，然而定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

40、本身不能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的1s定時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之后進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù)得到1s，但CPU執(zhí)行代碼需要1-2μs的時(shí)間，因此產(chǎn)生的1s，1分，1小時(shí)，都會(huì)略大于標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間。此外，單片機(jī)也易受外界環(huán)境的影響，比如溫度、濕度等干擾。故應(yīng)該讓單片機(jī)工作在適宜的環(huán)境下，同時(shí)采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，這樣能將誤差降低到最小。</p><p><b>　　5.2設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　

41、現(xiàn)在來回想單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)，有許多感觸，從最開始接觸單片機(jī)和C語言，到現(xiàn)在能獨(dú)立完成一個(gè)課程設(shè)計(jì)，我必須得感謝老師的諄諄教導(dǎo)和辛勤付出，是老師給了我動(dòng)力。在匯編編程時(shí)，書本上的很多知識又學(xué)的很不扎實(shí)，程序基本語句理解不夠透徹，導(dǎo)致編一個(gè)簡單程序都需要大量時(shí)間且過于復(fù)雜，真是耗時(shí)耗力耗單片機(jī)內(nèi)存。 也深刻理解了只有踏實(shí)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(yīng)用到的

42、計(jì)時(shí)，中斷都是我們上課時(shí)講的重點(diǎn)。應(yīng)用protues將實(shí)際結(jié)果運(yùn)行出來，由于數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)由于采用的是用硬件定時(shí)和軟件計(jì)數(shù)的方式產(chǎn)生的1s，而忽略了CPU執(zhí)行指令所需的時(shí)間，故時(shí)鐘顯示不是很精確。本次的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多知識，相信以后自己有能力編寫一個(gè)更加準(zhǔn)確的電子鐘。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 單品機(jī)原理及應(yīng)用

43、， 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[2] 單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，華中科技大學(xué)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(xué)出版社</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次單片機(jī)的

44、C語言應(yīng)用程序課程設(shè)計(jì)能夠順利的完成，是小組各組員團(tuán)結(jié)努力和**老師的指導(dǎo)下完成的。正是因?yàn)?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(jì)的動(dòng)力。感謝老師的助我們開拓解決問題思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)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(dá)的。</p><p>　　還有感謝學(xué)校對我們此次課程設(shè)計(jì)的大力支持，在