單片機課程設(shè)計--數(shù)字式電子鐘的設(shè)計

1、<p>　　成績： 分</p><p>　　課程設(shè)計名稱： 單片機課程設(shè)計 </p><p>　　題 目： 數(shù)字式電子鐘的設(shè)計 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　專 業(yè)： </p><

2、;p>　　班 級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　日期： 2013年 12 月25日</p><p>　　課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p>

3、<p><b>　　數(shù)字式電子鐘的設(shè)計</b></p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p>　　以單片機At89C51為主控制器芯片，使用若干數(shù)碼管及開關(guān)按鍵，設(shè)計一個電子鐘的硬件系統(tǒng)，并編寫軟件程序。</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)與要求：</b></p&

4、gt;<p>　　1、單片機要有復位電路和時鐘電路；</p><p>　　2、電子鐘通過數(shù)碼管顯示小時、分鐘、秒信息，時間范圍00小時00分00秒~23小時59分59秒；</p><p>　　3、通過按鍵對電子鐘進行小時、分鐘、秒的時間設(shè)定；</p><p>　　4、利用proteus仿真軟件畫出系統(tǒng)仿真圖；</p><p>　

5、　5、利用匯編語言或C語言編寫程序。</p><p>　　關(guān)鍵詞電子鐘AT89C51仿真設(shè)計軟件設(shè)計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.ATM89C51 介紹………………………………… 2</p><p>　　2.顯示設(shè)計 ………………………………… 4

6、</p><p>　　2.1LED顯示原理 ………………………………… 4</p><p>　　3按鍵設(shè)計 ………………………………… 5</p><p>　　4復位電路設(shè)計 ………………………………… 6</p><p>　　5．仿真設(shè)計 ………………………………… 7</p><p&g

7、t;　　6結(jié)論 ………………………………… 7</p><p>　　附錄:程序 ………………………………… 9</p><p>　　1.ATM89C51 介紹</p><p>　　AT89C2051單片機，帶有2KB Flash可編程、可擦除只讀存儲器（E2PROM）的低壓、高性能8位CMOS微型計算機。擁有15條可編程I/O引腳，2

8、個16位定時器/計數(shù)器，6個中斷源，可編程串行UART通道，并能直接驅(qū)動LED輸出。</p><p>　　僅僅是為了完成時鐘設(shè)計或者是環(huán)境溫度采集設(shè)計，應(yīng)用AT89C2051單片機完全可以實現(xiàn)。但是將兩種功能結(jié)合在一片單片機上，就需要更多的I/O引腳，故本設(shè)計采用具有32根I/O引腳的AT89C51單片機。</p><p>　　AT89C51單片機是一款低功耗，低電壓，高性能CMOS 8位

9、單片機，片內(nèi)含4KB（可經(jīng)受1000次擦寫周期）的FLASH可編程可反復擦寫的只讀程序存儲器（EPROM），器件采用CMOS工藝和ATMEI公司的高密度、非易失性存儲器（NURAM）技術(shù)制造，其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容。片內(nèi)的FLASH存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器編程器來編程。因此，AT89C51是一種功能強，靈活性高且價格合理的單片機，可方便的應(yīng)用在各個控制領(lǐng)域[6]。</p>&l

10、t;p>　　AT89C51具有以下主要性能：</p><p>　　4KB可改編程序Flash存儲器；</p><p>　　全靜態(tài)工作：0——24Hz；</p><p>　　128×8字節(jié)內(nèi)部RAM；</p><p>　　32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口；</p><p>　　6個中斷優(yōu)先級； 2個1

11、6位可編程定時計數(shù)器；</p><p><b>　　可編程串行通道；</b></p><p><b>　　片內(nèi)時鐘振蕩器。</b></p><p>　　此外，AT89C51是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式——空閑方式（Idle Mode）和掉電方式（Power Down M

12、ode）。在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時器/計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，只保存片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下一次硬件復位為止[8]。</p><p>　　圖1 AT89C51芯片引腳圖</p><p>　　AT89C51為適應(yīng)不同的產(chǎn)品需求，采用PDIP、TQFP、PLCC三種封裝形式，本系統(tǒng)采用雙列

13、直插PDIP封裝形式，如圖1。</p><p><b>　　2.顯示設(shè)計</b></p><p>　　就時鐘而言，通?？刹捎肔CD顯示或LED顯示。對于一般的段式LCD，需要專門的驅(qū)動電路，而且LCD顯示的可視性較差；對于具有驅(qū)動電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點陣），一般采用并行接口，對微處理器的接口要求較高，占用資源多。另外，AT89C51本身沒有專門的液

14、晶驅(qū)動接口。LED結(jié)構(gòu)簡單，體積小，功耗低，響應(yīng)速度快，易于匹配，壽命長，可靠性高，而且顯示亮度高，價格便宜，市場上也有專門的時鐘顯示組合LED。故本設(shè)計中應(yīng)用7位8段共陰LED實現(xiàn)顯示部分，顯示面板分布如圖3.6。</p><p>　　2.1LED顯示原理</p><p>　　多個發(fā)光二極管封裝在一起的七段數(shù)碼顯示器按其連接形式可分為共陽顯示器和共陰顯示器。圖7-1所示為共陽和共陰的七段

15、顯示器，在顯示器中除了顯示數(shù)字必須的七段筆畫外，還提供了小數(shù)點。共陽顯示器的陽極連接在一起，此時對陽極提供一正電壓，通過限流電阻控制其陰極為高電平或是低電平來決定其暗或是亮。共陰顯示器的陰極連在一起，此時可將陰極接地，通過限流電阻控制其陽極為高電平或是低電平來決定其亮或是暗。</p><p><b>　　圖2七段數(shù)碼顯示器</b></p><p>　　采用七段數(shù)碼顯示

16、器顯示的字型受到顯示器本身結(jié)構(gòu)的限制。因此，在顯示比較復雜的字符、漢字或圖形時，可采用點陳顯示的辦法。</p><p>　　LED顯示分動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示：本設(shè)計采用動態(tài)顯示方式。本設(shè)計采用動態(tài)顯示的硬件電路簡單，有助于設(shè)計。</p><p><b>　　3按鍵設(shè)計</b></p><p><b>　　按鍵圖如下圖所示</b&g

17、t;</p><p>　　OK鍵：該鍵為校時選擇鍵，在正常顯示時間狀態(tài)下，第一次按下后，只顯示分。按UP和UN鍵開始校對分鐘。第二次按下后，只顯示小時，按UP和UN鍵開始校對小時。第三次按下后，復位。</p><p>　　UP鍵：該鍵為調(diào)整鍵，在校時的狀態(tài)下，按下一次加一。</p><p>　　UN鍵：該鍵為調(diào)整鍵，在校時的狀態(tài)下，按下一次減一。</p>

18、<p>　　OK鍵連接89C51芯片的P2.6接口。</p><p>　　UP鍵連接89C51芯片的P2.7接口。</p><p>　　S3鍵連接89C51芯片的P3.2接口。</p><p><b>　　4復位電路設(shè)計：</b></p><p><b>　　復位電路如下所示</b>&

19、lt;/p><p><b>　　5．仿真設(shè)計</b></p><p><b>　　仿真電路圖如下所示</b></p><p><b>　　6結(jié)論</b></p><p>　　過去人們應(yīng)用時鐘僅僅是為了明確當前時間。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，社會的進步，生產(chǎn)生活對時鐘的需求越來越大，對時鐘的

20、體型、功能的要求也各有不同。所以多功能電子時鐘在今后的應(yīng)用也會越來越廣泛。</p><p>　　基于單片機實現(xiàn)電子時鐘，僅僅是眾多方法之一。并且市場上的實時時鐘日歷芯片品類繁多，IC化的傳感器各種各樣，顯示方式也愈趨于人性化。所以多功能電子時鐘有多種實現(xiàn)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也很多，筆者已經(jīng)通過仿真和調(diào)試，實現(xiàn)了時間日歷顯示和校對、鬧鈴等功能。本文采用51單片機C語言進行編程，當然也可以應(yīng)用匯編語言編程。由于筆者能

21、力有限，提供的程序還可以進一步優(yōu)化，并且還可以根據(jù)需求為電子時鐘增設(shè)新功能。如鬧鈴，報警功能等等。</p><p>　　通過此次的仿真，學習并會使用Protues軟件。也讓我們把所學的知識得到了一定的實踐。明白了單片機各種芯片的用途。讓我對各種電路有了大概的了解。所以說，實踐是學習和生活的連接橋梁。在這次的設(shè)計中，對生活中的電子鐘有了很大的了解。通過元件和程序?qū)崿F(xiàn)電子鐘的顯示。讓我們把理論知識用到實際中去。對電子

22、產(chǎn)品有了更深入的了解，程序只有多練才能提高。</p><p><b>　　附錄1：程序</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include"key.h"</p><p>　　#define uchar unsigned char</p

23、><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit E1 = P2^0;</p><p>　　sbit E2 = P2^1;</p><p>　　sbit E3 = P2^2;</p><p>　　sbit E4 = P2^3;</p>

24、;<p>　　sbit E5 = P2^4;</p><p>　　sbit E6 = P2^5;</p><p>　　uchar code dis[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//顯示函數(shù)斷碼</p><p>　　uchar h=23,min=59,s=

25、50;</p><p>　　uchar j=0;</p><p>　　uchar dinwei=0,key=0;</p><p>　　void ys(uint x)//延時函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar y=123;</p>

26、<p>　　while(x--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(y--){;}</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xiansh

27、ih(void) //顯示小時</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　P1=0xff;P1=dis[h/10];E1=1;E2=0;E3=0;E4=0;E5=0;E6=0;ys(5);</p><p>　　P1=0xff;P1=dis[h%10];E1=0;E2=1;E3=0;E4=0

28、;E5=0;E6=0;ys(5);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xianshimin(void) //顯示分鐘</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=0xff;P1=dis[min/10];E1=0;E2=0;E3=1;

29、E4=0;E5=0;E6=0;ys(5);</p><p>　　P1=0xff;P1=dis[min%10];E1=0;E2=0;E3=0;E4=1;E5=0;E6=0;ys(5);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xianshis(void) //顯示秒</p><p>

30、<b>　　{</b></p><p>　　P0=0xff;P0=dis[s/10];E1=0;E2=0;E3=0;E4=0;E5=1;E6=0;ys(5);</p><p>　　P0=0xff;P0=dis[s%10];E1=0;E2=0;E3=0;E4=0;E5=0;E6=1;ys(5);</p><p><b>　　}<

31、/b></p><p>　　void ysh(uint ms) //顯示延時小時</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(ms--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　xianshih();<

32、;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void ysmin(uint ms) //顯示延時分鐘</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(ms--

33、)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　xianshimin();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void yss(uint ms) //顯示延

34、時秒</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(ms--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　xianshis();</p><p><b>　　}</b></p><p>

35、<b>　　}</b></p><p>　　void KeyProc(uchar key1)//按鍵校準函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(dinwei==0){ysh(5);ysmin(5);yss(5);}</p><p>　　if(dinwei==1

36、)ysmin(15);</p><p>　　if(dinwei==2)ysh(15);</p><p>　　if(key==ENTER)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　dinwei++;</b></p><p>　　if(dinwei&g

37、t;2)dinwei=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(dinwei==1)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if(key1==UP)min++;</p><p>　　if(key1==DOWN)min--

38、;</p><p>　　if(min==60)min=0;</p><p>　　if(min>59)min=59;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(dinwei==2)</p><p><b>　　{</b></p>&l

39、t;p>　　if(key1==UP)h++;</p><p>　　if(key1==DOWN)h--;</p><p>　　if(h==24)h=0;</p><p>　　if(h>23)h=23;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}<

40、;/b></p><p>　　void main() //主函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　void tiaozheng(void);//調(diào)整檢測函數(shù)</p><p>　　TMOD=0x10;</p><p><b>　　I

41、T0=1;</b></p><p><b>　　TH0=0x63;</b></p><p><b>　　TL0=0xbf;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　ET1=1;</b></p&g

42、t;<p><b>　　TR1=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(dinwei==0){xianshih();xianshimin();xianshis();}</p>&l

43、t;p>　　if(dinwei==1)xianshimin();</p><p>　　if(dinwei==2)xianshih();</p><p>　　if(s>59)min++,s=0;</p><p>　　if(min>59)h++,min=0;</p><p>　　if(h>23)h=0;</p>

44、<p>　　tiaozheng();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Timer0() interrupt 3 //定時函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p>

45、<p><b>　　TH1=0x63;</b></p><p><b>　　TL1=0xbf;</b></p><p><b>　　if(j==25)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　j=

46、0;</b></p><p><b>　　s++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　j++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void

47、tiaozheng (void) //調(diào)整時間函數(shù)</p><p>　　{ </p><p>　　key=KeyScanNUM();</p><p>　　if(key==UP||key==DOWN||key==ENTER)</p><p><b>　　{</b></p>