單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--簡(jiǎn)單定時(shí)鬧鐘系統(tǒng)

1、<p><b>　　XXXXX學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題目 </p><p>　　成 績(jī)： </p><p>　　時(shí)間：

2、 年 月 日</p><p><b>　　XXXXXXX學(xué)院</b></p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　題目 </p><p>　　專業(yè)、班級(jí)： </p>

3、<p>　　學(xué)號(hào)： </p><p>　　姓名： </p><p>　　主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：</p><p>　　Proteus平臺(tái)下時(shí)鐘功能電路的設(shè)計(jì)。</p><p>　　程序的各模塊的編寫

4、與實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　程序的難點(diǎn)與要點(diǎn)。</b></p><p>　　在電路上調(diào)試程序和修改。</p><p><b>　　程序的優(yōu)化和排版。</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)報(bào)告的編寫。</b></p><p><b>

5、;　　參考資料：</b></p><p>　　《單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)》張毅剛，彭喜元　編著I電子工業(yè)出版</p><p>　　《8051系列單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)完全手冊(cè)》求是科技，人民郵電出版</p><p>　　黃仁欣.《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》.  北京： 清華大學(xué)出版社， 2005</p><p

6、>　　何立民. 單片機(jī)高級(jí)教程． 第1版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，</p><p>　　完 成 期 限： 年 月 日 </p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： </p><p>　　課程負(fù)責(zé)人簽名： </p><p&

7、gt;　　年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是簡(jiǎn)單定時(shí)鬧鐘系統(tǒng)，不僅能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求的功能：(1)能顯示時(shí)時(shí)-分分-秒秒，(2)能設(shè)定和修改定時(shí)時(shí)間，(3)定時(shí)時(shí)間到后能發(fā)出報(bào)警聲；而且還有附加功能，即還能設(shè)定和修改當(dāng)前所顯示的時(shí)間。 </p><p>　　本設(shè)計(jì)采用單片

8、機(jī)AT89C51作為核心元件，11.0592MHZ晶振，由P0口輸出所要顯示的字形段碼，由P2口輸出字位信號(hào)。在其基礎(chǔ)上擴(kuò)展外圍電路，附加時(shí)鐘電路及LED電路。LED采用共陰極接法，低電平有效選中相應(yīng)的LED。 </p><p>　　單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、通用性好、特別是它能耗低、價(jià)格便宜、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，所以單片機(jī)現(xiàn)在廣泛的應(yīng)用到家用電器、機(jī)電產(chǎn)品、兒童玩具、機(jī)器人

9、、辦公自動(dòng)化產(chǎn)品等領(lǐng)域。為了進(jìn)一步的熟悉并掌握單片機(jī)的應(yīng)用及開發(fā)，認(rèn)真的做好此次課程設(shè)計(jì)非常必要。 </p><p>　　一個(gè)單片機(jī)的定時(shí)鬧鐘系統(tǒng)離不開軟件和硬件，硬件是軟件的依托，軟件是硬件的內(nèi)核。設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)應(yīng)該先設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)的最小系統(tǒng)，它是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，然后在此基礎(chǔ)上添加外圍器件，如顯示器、按鍵等構(gòu)成鬧鐘的硬件電路圖。在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)遵循模塊化的設(shè)計(jì)方法，在明確了設(shè)計(jì)方向之后按照分

10、成的幾大模塊分別畫出流程圖，然后根據(jù)流程圖寫出程序，在每個(gè)模塊編寫好之后分別調(diào)試、修改、完善。最后在主程序下調(diào)用再次調(diào)試、修改。 </p><p>　　軟硬件都設(shè)計(jì)好之后在Proteus環(huán)境下仿真，看它們是否配套，只有在Proteus下仿真沒有出現(xiàn)問題才能說明設(shè)計(jì)的定時(shí)鬧鐘成功了。本次設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照上面的步驟，經(jīng)過多次的修改、完善后終于可以在Proteus下很好的運(yùn)行，設(shè)計(jì)成功。 </p&

11、gt;<p>　　通過這次設(shè)計(jì)讓我更深入了解單片機(jī)基本電路、如何控制和定時(shí)器和中斷編程的基本方法，從而鍛煉了我學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)和開發(fā)軟、硬件的能力。</p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì) </b></p><p>　　1.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)說明 </p><p>　　該系統(tǒng)軟件程序主要有主程序模塊，定時(shí)中斷服務(wù)程序，鍵盤

12、服務(wù)程序，顯示子程序服務(wù)程序等五大模塊組成。 </p><p>　　在AT89C51外圍的P2.7管口上加揚(yáng)聲器，通過軟件與硬件的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)定時(shí)報(bào)警功能。 </p><p>　　圖中按鍵從上往下設(shè)定為S1,S2,S3,S4,S1與p3.4相連，S2與p3.5相連,S3與p3.6相連，S4與p3.7相連。當(dāng)需要設(shè)定當(dāng)前時(shí)間時(shí)，按一下S1鍵，進(jìn)入時(shí)間設(shè)定狀態(tài)，按一下S2，調(diào)

13、節(jié)位加1；按一下S3，調(diào)節(jié)位減1。如此反復(fù)來設(shè)定當(dāng)前時(shí)間。調(diào)好時(shí)間后按S1退出當(dāng)前時(shí)間設(shè)定狀態(tài)；當(dāng)要設(shè)定定時(shí)時(shí)間時(shí)，按下S4，進(jìn)入定時(shí)時(shí)間設(shè)定狀態(tài)，按一下S2, 調(diào)節(jié)位加1；按一下S3，調(diào)節(jié)位減1。如此反復(fù)來設(shè)定要設(shè)定的定時(shí)時(shí)間。設(shè)好后，按下S4退出定時(shí)時(shí)間設(shè)定狀態(tài)。</p><p>　　1.2 LED的編程思想 </p><p>　　本設(shè)計(jì)使用LED數(shù)碼管顯示，LED

14、顯示器具有耗電少、成本低、配置簡(jiǎn)單靈活、安裝方便、耐震動(dòng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。該方案控制最簡(jiǎn)單，但是只能顯示有限的符號(hào)和數(shù)字，對(duì)于設(shè)計(jì)中復(fù)雜的顯示功能顯然不能勝任。雖然點(diǎn)陣液晶可以顯示多種字符和圖形，擁有友好的人機(jī)界面及強(qiáng)大的顯示功能。特別適用于智能控制的可編程人性化顯示。但是考慮到本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，使用數(shù)碼管顯示就足以達(dá)到要求了。七段LED由七個(gè)發(fā)光二極管按日字排開，所有發(fā)光二極管的陽極連在一起成共陽極，陰極連在一塊稱共陰

15、極接法。當(dāng)采用芯片驅(qū)動(dòng)時(shí)不需要加限流電阻，其他情況下一般應(yīng)外接限流電阻。動(dòng)態(tài)顯示電路有顯示塊，字形碼封鎖驅(qū)動(dòng)器，字位鎖存驅(qū)動(dòng)器三部分組成。 </p><p>　　數(shù)碼管部分采用動(dòng)態(tài)掃描顯示，用時(shí)間間隔法控制被調(diào)節(jié)位閃爍，在按鍵部分仍然電泳顯示函數(shù)，不至于在松手檢測(cè)部分?jǐn)?shù)碼管熄滅。</p><p>　　1.3 鍵盤的編程思想 </p><p>　　

16、鍵盤部分主要用來調(diào)節(jié)模式和時(shí)間，采用循環(huán)查詢方式，由不同的標(biāo)志位進(jìn)行傳遞，改變顯示部分的顯示值和顯示方式。按鍵有松手檢測(cè)，按鍵消抖。</p><p>　　Proteus軟件仿真</p><p><b>　　2.1仿真步驟 </b></p><p>　　第一步：用Keil軟件對(duì)程序進(jìn)行編譯，編譯通過后，會(huì)自動(dòng)生成HEX文件。 

17、第二步：在Proteus的元件庫中找到AT89C51以及相應(yīng)的元件，按照硬件設(shè)計(jì)中的說明把各部件連接起來組成一個(gè)定時(shí)鬧鐘的硬件系統(tǒng)。 </p><p>　　第三步：把在偉福環(huán)境調(diào)試下生成的.HEX文件裝入到AT89C51里，點(diǎn)擊運(yùn)行符號(hào)就可以使軟硬件的配套設(shè)施在Proteus的環(huán)境下仿真實(shí)現(xiàn)。 第四步：驗(yàn)證系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)所要求的功能,并檢驗(yàn)錯(cuò)誤。 </p><p&g

18、t;　　2.2 仿真過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤及解決措施 </p><p>　　1）當(dāng)把程序生成的.HEX文件裝入到AT89C51后運(yùn)行時(shí)，顯示模塊出現(xiàn)數(shù)字顯示錯(cuò)誤，但是軟硬件都沒有錯(cuò)誤，經(jīng)檢查是它們不配套，在修改掃描顯示控制字而且改變硬件布線順序后方顯示正常。 </p><p>　　2）鬧鐘在定時(shí)時(shí)間到的時(shí)候沒有出現(xiàn)報(bào)警聲，但是經(jīng)檢查軟硬件均沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且在這里也

19、不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)檐浻布慌涮锥霈F(xiàn)問題，并且把揚(yáng)聲器去掉換成發(fā)光二極管后，二極管可以根據(jù)要求明或者滅。在經(jīng)過反復(fù)的檢查以及實(shí)驗(yàn)后才知道應(yīng)該使接揚(yáng)聲器的接口輸出交流信號(hào)才可以使揚(yáng)聲器正常工作，經(jīng)過反復(fù)比較決定運(yùn)用軟件產(chǎn)生一個(gè)交流的信號(hào)才解決了這個(gè)問題，但是還沒有解決聲音小的問題。 </p><p>　　3）在設(shè)計(jì)的初期把主程序設(shè)計(jì)成順序結(jié)構(gòu)，但是在運(yùn)行的時(shí)候沒有注意到這個(gè)問題，沒有按照軟件說明中的順序操作，以

20、至于鬧鐘鬧時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，在改變按下按鍵的順序后鬧鐘工作正常。 </p><p><b>　　2.3仿真結(jié)果 </b></p><p>　　圖中按鍵從上往下設(shè)定為S1,S2,S3,S4,S1與p3.4相連，S2與p3.5相連,S3與p3.6相連，S4與p3.7相連。 </p><p>　　開始仿真時(shí)，顯示如圖4-1所示

21、：</p><p>　　調(diào)節(jié)正常模式的秒位，黃燈指示：</p><p>　　調(diào)節(jié)定時(shí)模式的分位，定時(shí)模式指示燈和分指示燈亮：</p><p>　　定時(shí)時(shí)間到則燈全亮，并且蜂鳴器報(bào)警5秒：</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　單片機(jī)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，課程設(shè)計(jì)是

22、培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)我們實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程，為自己今后從事與單片機(jī)控制系統(tǒng)有關(guān)的工作打下了基礎(chǔ)。雖然在做課程設(shè)計(jì)以前已經(jīng)系統(tǒng)的把單片機(jī)課本認(rèn)真的學(xué)習(xí)了一下，但是在剛開始時(shí)還是有點(diǎn)一頭霧水，不知道該從哪里下手。令人欣慰的是經(jīng)過幾周的學(xué)習(xí)，雖然過程很艱辛，問了很多朋友，但是總算實(shí)現(xiàn)了定時(shí)鬧鐘的功能，所有的努力都很值得。這幾周的大部分時(shí)間都在研究程序怎么處理，在這

23、個(gè)過程中加深了我對(duì)匯編語言命令的應(yīng)用，而且也更加了解到軟硬件配套的重要性。以下是我本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)心得與體會(huì)： </p><p>　　1. 在設(shè)計(jì)程序之前,務(wù)必要對(duì)所學(xué)單片機(jī)課程的內(nèi)容有一個(gè)系統(tǒng)的了解,知道單片機(jī)片內(nèi)片外的內(nèi)容及其功能。 </p><p>　　2. 設(shè)計(jì)程序采用什么編程語言并不是非常重要,關(guān)鍵要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的軟件

24、流程圖。模塊化的設(shè)計(jì)思想在程序設(shè)計(jì)中的作用是十分大的，它可以為你提供一個(gè)比較清晰的思路，并且很容易找到頭緒，不至于在設(shè)想一個(gè)程序時(shí)感覺到無從下手。 </p><p>　　3. 在設(shè)計(jì)程序時(shí),不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好,"反復(fù)修改,不斷改進(jìn)"是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路。程序剛開始編好時(shí)，一般情況下會(huì)存在很多錯(cuò)誤，要不斷地修改，不斷的改進(jìn)才能達(dá)到預(yù)期的目的，編寫程序的時(shí)間并不是很

25、長(zhǎng)，主要是修改程序會(huì)花很多時(shí)間。 </p><p>　　4. 要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣,一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能,而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路,這樣也為資料的保存和交流提供了方便。剛開始我在編寫程序時(shí)，很不習(xí)慣于寫注釋，感覺很麻煩，而且沒用，但是在修改的過程中我就遇到了較大的麻煩，以至于不得不重新的作了注釋，以增加程序的易讀性，從而使修改過程變得容易一些。 </p&g

26、t;<p>　　總之，通過這次課程設(shè)計(jì)不僅使我鞏固了本課程所學(xué)的基本知識(shí)，還使我具有了撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告的初步訓(xùn)練能力，我相信這些能力在我以后的工作或者是再學(xué)習(xí)中一定會(huì)起到不小的作用，看到自己幾周的小成果，感覺一切的辛苦和艱難都是值得的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　余發(fā)山著.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)江蘇:中國礦業(yè)大學(xué)出版社

27、. 2003</p><p>　　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>　　廖常初.現(xiàn)場(chǎng)總線概述［J］.電工技術(shù)，1999. </p><p>　　劉國鈞，陳紹業(yè)，王鳳翥.圖書館目錄.北京：高等教育出版社 </p><p>　　康華光.數(shù)字電子技術(shù). 

28、60;       北京： 高等教育出版社，2003</p><p>　　吳金戌.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用. 北京:  清華大學(xué)出版社，2003 </p><p>　　樓然苗.51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例. 北京:  北京航空航天出版社，2004&

29、lt;/p><p>　　黃仁欣.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).  北京： 清華大學(xué)出版社， 2005 </p><p>　　何立民. 單片機(jī)高級(jí)教程． 第1版．北京：北京航空航天大學(xué)</p><p>　　李廣第． 單片機(jī)基礎(chǔ)． 第1版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，</p>