畢業(yè)設(shè)計（論文）基于單片機(jī)的電子時鐘設(shè)計1

1、電子時鐘設(shè)計 作者：楊榮 指導(dǎo)教師：胡國華 摘摘 要要：電子時鐘設(shè)計主要以 el-mut-iii 型單片機(jī)實驗箱為平臺，并運用 80c51 匯編語言編程 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計開發(fā)。80c51 匯編語言具有執(zhí)行速度快、占用內(nèi)存小等優(yōu)點。el-mut-iii 型單片 機(jī)實驗箱采用模塊化結(jié)構(gòu)，通過對不同模塊的靈活組合，可完成從單元到系統(tǒng)，從基礎(chǔ)到尖端 的不同層面、不同復(fù)雜程度的實驗。使用 el-mut-iii 型單片機(jī)實驗箱留給了學(xué)生足夠的思維發(fā) 展空間，可讓學(xué)生充分的發(fā)揮個人的能動性。 該實驗是由時間模塊、日期模塊、秒表模塊、溫度模塊四部分組成。模塊間可以通過按鍵 切換，在各模塊中實現(xiàn)了對時間和日期的正確

2、顯示與修改，秒表的計時、暫停和清零，led 數(shù)碼 管和 lcd 液晶顯示屏同步顯示，自動檢測外界溫度并顯示等基本功能。本設(shè)計運行穩(wěn)定、不易 出錯，外型美觀、操作簡便，對 80c51 的綜合編程有較高的指導(dǎo)意義。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：單片機(jī) lcd led 電子時鐘 1 1 引言引言 1.11.1 開發(fā)背景及研究意義開發(fā)背景及研究意義 在高科技發(fā)展的今天，電器產(chǎn)品在市場上飛速涌現(xiàn)，并給人們帶來了生產(chǎn)和生 活的巨大飛躍。電器產(chǎn)品能迅速發(fā)展關(guān)鍵在于其芯片技術(shù)更新，而芯片的更新卻依 賴于單片機(jī)開發(fā)的技術(shù)含量。無論在航天、軍事、數(shù)控機(jī)床上還是洗衣機(jī)、電風(fēng)扇， 都離不開對單片機(jī)的研究和開發(fā)。高校對單片機(jī)人才的

3、培養(yǎng)是通過硬件實驗來實現(xiàn)， 所以說硬件實驗質(zhì)量的高低直接影響著我國電器產(chǎn)品的更新速度。 相對而言，我國的硬件水平與發(fā)達(dá)國家還有很大的差距。在電腦硬件人才的培 養(yǎng)和硬件科研開發(fā)方面還有很多的不足，關(guān)于硬件開發(fā)方面的參考資料、文獻(xiàn)和相 關(guān)系統(tǒng)還很少。一個國家軍事強(qiáng)大與否，關(guān)鍵在于是否具有高科技含量武器裝備， 一個企業(yè)經(jīng)濟(jì)騰飛與否，關(guān)鍵在于是否具有高科技含量的產(chǎn)品生產(chǎn)。因此對單片機(jī) 人才的培養(yǎng)是任何國家發(fā)展的必要課題，也是信息時代的發(fā)展趨勢。 高校硬件實驗教學(xué)是單片機(jī)人才培養(yǎng)中很重要的一部分，而提高未來單片機(jī)人 才的設(shè)計能力、動手能力又是高校硬件實驗教學(xué)的首要任務(wù)。因為當(dāng)學(xué)生走上工作 崗位后，會接觸

4、到多種多樣的設(shè)計任務(wù)。其中絕大部分是教學(xué)實驗案例中沒有的。 如何讓學(xué)生通過實驗中提高動手能力和設(shè)計能力，掌握一定的設(shè)計方法和操作 技巧。我認(rèn)為設(shè)計性實驗的引入是搞好硬件實驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目標(biāo)不局限于讓學(xué)生 完成每個實驗，而是要讓學(xué)生在實驗中掌握匯編程序，知道如何進(jìn)行硬件設(shè)計步驟， 能在原實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和擴(kuò)展。電子時鐘設(shè)計屬于設(shè)計性實驗，在實驗過程中 我深深地體會到該實驗給我?guī)淼囊嫣帯?電子時鐘的分析、設(shè)計和開發(fā)，促進(jìn)對所學(xué)計算機(jī)知識的綜合應(yīng)用；深入理解 和掌握有關(guān)單片機(jī)方面的相關(guān)知識；培養(yǎng)了對單片機(jī)實驗和匯編語言編程產(chǎn)生濃厚 的興趣；為以后的學(xué)習(xí)、工作打下堅實的理論基礎(chǔ)；積累豐富的實踐經(jīng)驗

5、和培養(yǎng)良 好的實踐能力。 1.21.2 單片機(jī)發(fā)展概述單片機(jī)發(fā)展概述 隨著大規(guī)模繼承電路技術(shù)的不斷發(fā)展，中央 cpu、隨機(jī)存取存儲器 ram、只讀存 儲器 rom、i/o 接口、定時器/計數(shù)器以及串行通信接口等集成在一塊芯片上，構(gòu)成 了一個單片微型計算機(jī)，簡稱單片機(jī)（single-chip microcomputer） 。單片機(jī)的這 種特殊的結(jié)構(gòu)形式，在某些應(yīng)用領(lǐng)域中，它承擔(dān)了大中型計算機(jī)和通用微型計算機(jī) 無法完成的一些工作。因此，單片機(jī)在各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用和迅猛的發(fā)展。 .1 單片機(jī)的特點單片機(jī)的特點 單片機(jī)是在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上，集成了 cpu、存儲器（包括

6、ram/rom） 、i/o 接口、定時器/計數(shù)器、串行通訊接口等電路。片內(nèi)各功能部件通過 內(nèi)部總線相互連接起來。就其組成而言，一塊單片機(jī)芯片就是不帶外部設(shè)備的微型 計算機(jī)。它的特點歸納以下幾個方面： 1、集成度高、體積小、可靠性高。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi) 部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連接，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾 能力。其體積小，對于強(qiáng)磁場環(huán)境易于采用屏蔽措施，適合于在惡劣環(huán)境下工作。 2、有優(yōu)良的性能價格比。單片機(jī)高性能/低價格，是單片機(jī)推廣應(yīng)用的重要因 素，也是各公司競爭的主要策略。 3、控制功能強(qiáng)。單片機(jī)是微型計算機(jī)的一個品種，它的體積雖小，但“五臟具 全”

7、 ，它適用于專門的控制用途。在工業(yè)測控應(yīng)用中，單片機(jī)的邏輯控制功能及運行 速度均高于同一檔次的微型計算機(jī)。 4、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范。單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展容易，易構(gòu)成各種規(guī)模的計算機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng)。 5、低功耗。適用于攜帶式產(chǎn)品和家用電器產(chǎn)品。 .2 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 正是由于單片機(jī)具有上述的特點，它已經(jīng)成為科技領(lǐng)域的智能化工具。在許多 行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。參考達(dá)盛科技的 el-mut-單片機(jī)/微型機(jī)實驗系統(tǒng)指導(dǎo)書， 現(xiàn)將單片機(jī)的應(yīng)用大致歸納為以下幾個方面。 1、單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用。 單片機(jī)具有體積小、功耗小、功能強(qiáng)等特點，故廣泛應(yīng)用于各類儀器儀表中 （包括

8、電壓、頻率、溫度、濕度、流速、元素、位移、壓力等測定） ，引入單片機(jī)使 得儀表儀器數(shù)字化、智能化、微型化，提高測試的自動化程度和精度。例如：微機(jī) 多功能電位分析儀、微機(jī)溫度測控儀、智能電度表、智能流速儀等。 2、單片機(jī)在工業(yè)測控中的應(yīng)用。 單片機(jī)廣泛用于工業(yè)過程監(jiān)測、過程控制、工業(yè)控制器、機(jī)電一體化控制系統(tǒng) 等。例如：mcs-51 單片機(jī)控制電鍍生產(chǎn)線，溫室的溫度自動控制系統(tǒng)、報警系統(tǒng)控 制、工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)等。 3、單片機(jī)在日常生活及家電中的應(yīng)用。 單片機(jī)廣泛用于日常生活中的智能電器產(chǎn)品及家電中。例如：洗衣機(jī)、電冰箱、 彩色電視機(jī)控制、心率監(jiān)護(hù)儀、空調(diào)、微波爐、電飯煲、收音機(jī)、電風(fēng)扇等。

9、 4、單片機(jī)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)中的應(yīng)用。 單片機(jī)的通訊接口，為在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通訊設(shè)備中的應(yīng)用提供了良好的條件。例如： 單片機(jī)控制的自動呼叫應(yīng)答系統(tǒng)、列車無線通信系統(tǒng)、單片機(jī)無線遙控系統(tǒng)等。 5、在其他方面的應(yīng)用。 單片機(jī)除了以上各方面的應(yīng)用外，它還應(yīng)用于辦公自動化領(lǐng)域、汽車自動駕駛 系統(tǒng)、計算機(jī)外部設(shè)備、航空航天器電子系統(tǒng)等。 .3、單片機(jī)的發(fā)展概況、單片機(jī)的發(fā)展概況 單片機(jī)作為微型機(jī)的一個重要分支，應(yīng)用面很廣，發(fā)展很快，它的產(chǎn)生和發(fā)展 和微處理器的產(chǎn)生發(fā)展同步，現(xiàn)以 8 位單片機(jī)為起點，那么，單片機(jī)的發(fā)展歷史大 致可分為 3 個階段。 第一階段（1976 年-1978 年

10、）：以 intel 公司的 mcs-48 系列單片機(jī)為代表成為 計算機(jī)發(fā)展史上的里程碑，開始了工業(yè)控制領(lǐng)域的智能化控制時代。 第二階段（1978 年-1983 年）：以 intel 公司的 mcs-51 系列單片機(jī)為代表，結(jié) 構(gòu)和性能在不斷改進(jìn)和發(fā)展。 第三階段（1983 年- 至今）：高檔 8 位單片機(jī)鞏固發(fā)展及 16 位單片機(jī)推出階 段。此階段主要特征是，一方面不斷完善高檔 8 位單片機(jī)，改善其性能結(jié)構(gòu)以滿足 不同用戶的需要；另一方面發(fā)展 16 位單片機(jī)及專用單片機(jī)。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢是：向著大容量、高性能化；小容量低價格和外圍電路內(nèi)裝 化等幾個方面發(fā)展。 2 2 設(shè)計分析設(shè)計分析 開發(fā)電

11、子時鐘設(shè)計的第一步是進(jìn)行設(shè)計分析。設(shè)計分析的好壞直接關(guān)系到設(shè)計 能否實現(xiàn)，有一個好的設(shè)計分析，有利于設(shè)計的進(jìn)一步深入。 2.12.1 設(shè)計要求及分析設(shè)計要求及分析 .1 設(shè)計要求設(shè)計要求 1、能正常顯示時間，由于我們采用 6 個數(shù)碼管，故時間格式為“時，分，秒” 。 2、具備秒表的功能，即可作為一個計時器。 3、可以對小時、分和秒進(jìn)行調(diào)整。 4、在實現(xiàn) 2、3 功能時，需用到鍵盤。 .2 設(shè)計要求分析設(shè)計要求分析 經(jīng)過設(shè)計要求的分析，本設(shè)計由時間模塊和秒表模塊 2 部分組成。需要用到硬 件設(shè)備有 led 數(shù)碼管、鍵盤。設(shè)計中技術(shù)性的要求有 8279 控制 7 段

12、 led 數(shù)碼管顯 示時間和秒表、中斷技術(shù)等。 2.2.2 2 實驗雛形規(guī)劃實驗雛形規(guī)劃 .1 mcs-51mcs-51 單片機(jī)的概述單片機(jī)的概述 mcs-51 單片機(jī)芯片有許多種，其典型產(chǎn)品有 8031、8051、8751 等。它由多個 部件組成，即中央處理器（cpu） 、電路、程序存儲器（rom/eprom） 、數(shù)據(jù)存儲器 （ram） 、并行 i/o 接口（p0-p3 口） 、串行口、定時器/計數(shù)器及中斷系統(tǒng)。它們都 是通過總線連接，并被集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，即為單片微型計算機(jī)（single- chip microcomputer） 。 .2 實驗箱接口分

13、析實驗箱接口分析 el-mut-iii 實驗箱是 mcs-51 單片機(jī)的一種，它是北京達(dá)盛科技有限公司的科 研成果。其實驗系統(tǒng) cpu 插座、lcd 顯示電路、鍵盤輸入電路、系統(tǒng)及用戶 cpld、8279 鍵盤/顯示接口、8255 并行接口、244/273 i/o 電路外擴(kuò)展模塊、簡單 輸入輸出電路等接口組成。系統(tǒng)板結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。 2.3 實驗的實用性分析實驗的實用性分析 基于 80c51cpu 電子時鐘設(shè)計的開發(fā)與實現(xiàn)主要原因有：一、目前，我國關(guān)于 單片機(jī)實驗方面的資料文獻(xiàn)，無論在報刊雜志上、圖書管還是在互聯(lián)網(wǎng)上尋找都非 常困難，同時全國各高校硬件實驗愛好者對這方面資

14、料急切的期待。鑒于此原因我 完成該實驗，希望我的努力能為我國單片機(jī)愛好者們提供一個參考資料。二、一個 國家軍事強(qiáng)大與否，關(guān)鍵在于是否具有高科技含量武器裝備，一個企業(yè)經(jīng)濟(jì)騰飛與 否，關(guān)鍵在于是否具有高科技含量的產(chǎn)品生產(chǎn)。綜上所述，為了我們國家的強(qiáng)大， 為了我們企業(yè)日益騰飛，我努力做好實驗，立志要為我國的單片機(jī)事業(yè)而奮斗。 .4 設(shè)計雛形演化設(shè)計雛形演化 通過對系統(tǒng)設(shè)計要求的分析，本設(shè)計主要由 2 個模塊組成（圖 2.2） 。時間模塊 和秒表模塊。在時間模塊中，實現(xiàn)對時間的正確走時和修改；在秒表模塊中，實現(xiàn) 秒表的計時、暫停、清零功能。顯示模塊是 7 段 led 數(shù)碼管。 2.2.

15、52.2.5 設(shè)計雛形演化設(shè)計雛形演化 經(jīng)過幾個月實驗，我不斷地學(xué)習(xí)和總結(jié)，運用所學(xué)知識把實驗室現(xiàn)有設(shè)備充分 的利 用起來，我粗略的估計自己能實現(xiàn) 4 個模塊（圖 2.3） 。各模塊的詳細(xì)功能與規(guī)劃如 圖 2.1 系統(tǒng)板結(jié)構(gòu)圖 圖 2.2 設(shè)計要求模塊關(guān)系圖 下： 1、在設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，我充分利用實驗室有限資源再加上 2 個模塊，分別是 日期模塊和溫度模塊。 2、各模塊間通過按鍵進(jìn)行單向循環(huán)切換。 3、在時間和日期模塊中，可以對六位數(shù)碼管的任意位進(jìn)行修改。并且在修改某 位時，該位的 led 數(shù)碼管閃爍，對應(yīng)的發(fā)光二極管點亮，以指示該位被激活，可以 對該位進(jìn)行修改。 4、在各模塊中，實現(xiàn)在 l

16、ed 數(shù)碼管上和 lcd 液晶顯示器上同步顯示數(shù)據(jù)。 5、在溫度模塊中，實現(xiàn)溫度的自動檢測，顯示屏幕上的數(shù)據(jù)并隨外界溫度變化 而變化。 6、在 lcd 液晶顯示屏幕上，為各模塊配有標(biāo)志型圖案。 圖 2.3 預(yù)計實現(xiàn)模塊關(guān)系圖 3 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 3.3.1 1 實驗連線設(shè)計實驗連線設(shè)計 在單片機(jī)實驗中，實驗連線是一個重要的環(huán)節(jié)。對比較復(fù)雜的實驗，其實驗連 線相當(dāng)復(fù)雜。所以，連線時一般要畫好實驗連線圖，按照圖示進(jìn)行連線，下面就該 實驗連線圖（圖 3.1）和連線方法總結(jié)如下： 1、硬件模塊間連線圖示中，el-mut-實驗箱右側(cè)為輸出設(shè)備，包括：lcd 液晶顯示器、led 數(shù)碼管顯示器

17、、發(fā)光二極管指示燈顯示器；el-mut-實驗箱左 側(cè)為輸入設(shè)備，包括：3x8 鍵盤、ds18b20 溫度感應(yīng)器。 2、按照硬件模塊圖示進(jìn)行實驗連線： （1）cs273 接片選接口 cs1；cs273 的 00-05 依次接 led1-led6。 （2）8279 的 rl0-rl7 依次接鍵盤 rl10-rl17。 （3）8279 的 ka0-ka2 分別接鍵盤的 ka10-ka12。 （4）8255 的 a 口 pa0-pa7 依次接 lcd 的 db0-db7。 （5）busy 接 pc7,req 接 pc0；8255cs 接片選接口 cs0。 （6）ds18b20 溫度傳感器模塊的 dou

18、t 接 8051cpu 中的 p1.0。 3.23.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 .1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 硬件環(huán)境：pc 機(jī)一臺（586 以上 cpu、內(nèi)存 640k、vga、硬盤 2m 以上） ，el- mut-型單片機(jī)實驗箱一臺，8051cpu 模塊和溫度傳感器模塊各一個。 軟件環(huán)境：8051 調(diào)試軟件、windows98 以上操作系統(tǒng)。 .2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境分析系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境分析 自從 windows 2k、windows xp 操作系統(tǒng)上市以后，windows 98 操作系統(tǒng)由于 界面簡單、功能少等缺點逐漸被廣大電腦用戶冷落，但實踐證明該操作系統(tǒng)的穩(wěn)

19、定 圖 3.1 硬件模塊間連線圖 性、安全性等還是非常值得信賴的。所以我們選擇 windows 98 作為開發(fā)本設(shè)計的系 統(tǒng)平臺。 8051 調(diào)試軟件是北京達(dá)盛科技有限責(zé)任公司單片機(jī)自帶的程序調(diào)試軟件。該軟 件可以對程序進(jìn)行匯編、編譯運行外，還可以單步執(zhí)行程序、執(zhí)行到光標(biāo)處等多種 優(yōu)點，對本實驗開發(fā)非常有利。參考何橋主編的單片機(jī)原理及應(yīng)用，所以我們選擇 該軟件作為本設(shè)計的軟件環(huán)境。 4 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計 4.14.1 系統(tǒng)各模塊設(shè)計系統(tǒng)各模塊設(shè)計 .1 時間模塊設(shè)計時間模塊設(shè)計 由圖 4.1 可以了解到，時間模塊主要由三個功能模塊構(gòu)成，其各個模塊實現(xiàn)的 功能如下：

20、1、顯示并正確走時：該電子時鐘按照預(yù)設(shè)的工作方式不停的走時，以達(dá)到時間 誤差很小。 2、修改：用來對非正確時間進(jìn)行修改，從圖 4.1 中看到修改的方式有 2 種： （1）依次修改：按 led 數(shù)碼管從左到右的順序依次修改時間。 （2）任意位修改：可以移動光標(biāo)到 led 數(shù)碼管的任意位進(jìn)行時間修改。 3、切換到日期模塊：用來切換到日期模塊，以實現(xiàn)多功能的電子時鐘。 .2 日期模塊設(shè)計日期模塊設(shè)計 圖 4.2 以了解到，日期模塊主要由三個功能模塊構(gòu)成，其各個模塊實現(xiàn)的功能 如下： 1、顯示當(dāng)前年月日：由于在一日之內(nèi)，日期顯示不出其動態(tài)變化。在調(diào)試時， 可以改變其工作頻率，以秒當(dāng)日走

21、。這樣看來，日期顯示是否正確，一目了然。 2、修改：用來對非正確日期進(jìn)行修改，從圖 4.2 看到修改的方式有 2 種： （1）依次修改：按 led 數(shù)碼管從左到右的順序依次修改時間。 （2）任意位修改：可以移動光標(biāo)到 led 數(shù)碼管的任意位進(jìn)行時間修改。 3、切換到秒表模塊：用來切換到秒表模塊，以實現(xiàn)電子時鐘的多種功能。 .3 秒表模塊設(shè)計秒表模塊設(shè)計 由圖 4.3 以了解到，秒表模塊主要由三個功能模塊構(gòu)成，其各個模塊實現(xiàn)的功 能如下： 時間模塊 顯示當(dāng)前時分秒 修改 切換到日期模塊 依次修改 任意位修改 圖 4.1 時間模塊功能圖 1、顯示六個零，等待按鍵，從圖 4.3 看到

22、等待按鍵有 2 種情況。 （1）計時鍵開始計時：當(dāng)計時鍵按下時，秒表開始計時。 （2）切換鍵切換到其他模塊：切換鍵按下直接切換到其他模塊。 2、開始計時：用來實現(xiàn)秒表計時，從圖 4.3 看到等待按鍵有 3 種情況。 （1）計時暫停：當(dāng)暫停鍵按下時，秒表立即暫停。 （2）計時清零：當(dāng)清零鍵按下時，秒表立即清零。 （3）切換到溫度模塊：用來切換到溫度模塊，以實現(xiàn)多功能電子時鐘。 3、計時暫停時：用來實現(xiàn)秒表計時完畢，暫停用來查看時間走了多少。從圖 4.3 看到等待按鍵有 3 種情況。 （1）開始計時：當(dāng)計時鍵按下時，秒表繼續(xù)接著計時。 （2）計時清零：當(dāng)清零鍵按下時，秒表立即清零。 （3）切換到溫

23、度模塊：用來切換到溫度模塊，以實現(xiàn)多功能電子時鐘。 4、計時清零：用來實現(xiàn)秒表計時完畢，計劃重新計時，對以前的數(shù)據(jù)進(jìn)行清零。 從圖 4.3 看到等待按鍵有 2 種情況。 （1）開始計時：當(dāng)計時鍵按下時，秒表立即計時。 （2）切換到溫度模塊：用來切換到溫度模塊，以實現(xiàn)多功能電子時鐘。 .4 溫度模塊設(shè)計溫度模塊設(shè)計 由圖 4.4 以了解到，溫度模塊主要由三個功能模塊構(gòu)成，其各個模塊實現(xiàn)的功 能如下： 1、根據(jù)程序設(shè)計，在該模塊中，ds18b20 不斷檢測外界溫度變化，并轉(zhuǎn)化為 數(shù)字信號顯示出來。 2、ds18b20 是一個溫度感應(yīng)器，實驗中我們設(shè)定了 2 種情況。 （1）冰塊接觸

24、 ds18b20：溫度立即下降。 （2）打火機(jī)靠近 ds18b20：溫度立即上升。 日期模塊 顯示當(dāng)前年月日 修改 切換到秒表模塊 依次修改 任意位修改 圖 4.2 日期模塊功能圖 4.24.2 程序設(shè)計流程圖程序設(shè)計流程圖 在本設(shè)計時間模塊修改時間時，根據(jù)設(shè)計分析提出了兩點要求：一、為了防止 邏輯性錯誤出現(xiàn)，要對時間各位進(jìn)行修改限制。例如：小時的兩位 ab，高位 a 修 改時，只能選擇 0、1、2 這 3 個數(shù)字，因為 24 小時模式下不可能出現(xiàn) 30 幾小時的 數(shù)字，所以在程序設(shè)計中，我們給語句加了限制。二、可以任意位修改，即對時間 的任意位是有選擇性的修改，也可以按位的順序從左到右依次修

25、改。在本設(shè)計中， 圖 4.3 秒表模塊功能圖 切換到溫度模塊 清零時 開始計時 切換到溫度模塊 等待按鍵 開始計時 切換到溫度模塊 切換到溫度模塊 秒表模塊 開始計時 暫停時 繼續(xù)計時 計時清零 暫停 計時清零 溫度模塊 不斷檢測并顯示外界溫度 ds18b20 切換到時間模塊 冰塊接觸溫度下降 打火機(jī)靠近溫度上升 圖 4.4 溫度模塊功能圖 實現(xiàn)這兩點要求的程序流程圖（如圖 4.5） 圖 4.5 程序設(shè)計及流程圖 5 5 系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試 5.15.1 程序運行程序運行 系統(tǒng)程序一開始運行，就進(jìn)入系統(tǒng)界面（如圖 5.1） 。系統(tǒng)首先進(jìn)入的是時間模 塊并開始計時，系統(tǒng)時間初始值為 12：00：0

26、0，在 led 和 lcd 上同步顯示。 在系統(tǒng)測試中，為了不讓大家對許多名詞感到很陌生，現(xiàn)就圖 5-1 把該實驗箱 中用到的主要硬件介紹如下： 1、led 數(shù)碼管和 lcd 液晶顯示器 位于實驗箱（圖 5.1）左上角的 8 段數(shù)碼管顯示就是 led 數(shù)碼管。如圖 5.2。lcd 液晶顯示器位于實驗箱右中部。如圖 5.3。 2、8051cpu 位于實驗箱右上角如圖 5.4，溫度感應(yīng)模塊是左中部體積教大的板 卡圖 5.5，有三個等點亮。鍵盤位于實驗箱右下腳，很明顯有好多突出的小按鈕圖 圖 5.2 led 數(shù)碼管圖 5.3 lcd 液晶顯示器 圖 5.1 系統(tǒng)界面 5.6。 5.25.2 各模塊調(diào)

27、試各模塊調(diào)試 程序運行后，對本實驗各模塊可以實現(xiàn)的功能分別進(jìn)行檢測。下面就依次對各 模塊進(jìn)行功能測試。 1、在時間模塊中，時鐘不停的走時，lcd 和 led 同時顯示時間，lcd 上 tm 被方 框框住，表明所有顯示都是時間模塊中的數(shù)據(jù)。在本模塊中，對其功能鍵進(jìn)行檢測 如下： （1）a 鍵按下后，應(yīng)該實現(xiàn)的效果是：時鐘中斷，led 停止走時，lcd 液晶顯 示屏靜止，led 數(shù)碼管第一位閃爍，發(fā)光二極管第一個點亮。 經(jīng)檢測效果與預(yù)想的一致，繼續(xù)檢測。 （2）鍵盤上的數(shù)字鍵 0-9 可以修改時間，led 和 lcd 上的數(shù)字同時被修改。修 改時，按鍵已經(jīng)智能限制了邏輯性錯誤修改（比如 78 分，

28、分的高位不可能超過 5） ， 修改完一位后，led 下一位閃爍，發(fā)光二極管下一個點亮。 經(jīng)檢測效果與預(yù)想的一致，繼續(xù)檢測。 （3）step 鍵是個右移一位選擇鍵，它每按一下，led 閃爍向右移一位，發(fā)光二 極管右移循環(huán)點亮。此時數(shù)字鍵修改位應(yīng)該是選擇的該位。 經(jīng)檢測效果與預(yù)想的一致，繼續(xù)檢測。 （4）enter 鍵按下后，恢復(fù)時鐘中斷，繼續(xù)走時，按鍵（除 a 和 last 鍵）屏 蔽。 經(jīng)檢測效果與預(yù)想的一致，繼續(xù)檢測。 （5）last 鍵按下后，切換到日期模塊中，led 和 lcd 顯示當(dāng)前日期，lcd 顯示 圖 5.5 溫度模塊 圖 5.4 8051cpu 圖 5.6 3x8 鍵盤 屏幕上

29、 dt 被框住表明在日期模塊，lcd 屏幕左下腳有個日歷本的圖案。 經(jīng)檢測效果與預(yù)想的一致，本模塊檢測完畢。 2、在日期模塊中，時鐘中斷一直不停的進(jìn)行，其對檢測與在時間模塊中方法一 樣，只是在日期修改時，對年月日的修改限制不一樣，這里大家都很清楚，我這里 不再贅述。 經(jīng)檢測效果與預(yù)想的一致，本模塊檢測完畢。 3、在秒表模塊中，檢測方法如下： （1）lcd 和 led 顯示六個零，lcd 上 sw 被方框選種，表明正在顯示秒表模塊中 的數(shù)據(jù)，lcd 左下腳有秒表圖案顯示。 經(jīng)檢測效果與預(yù)想的一致，繼續(xù)檢測。 （2）c 鍵按下后，秒表開始計時；d 鍵按下后，秒表暫停；e 鍵按下后，秒表 清零。 經(jīng)

30、檢測效果與預(yù)想的一致，繼續(xù)檢測。 （3）last 鍵按下后，切換到溫度模塊中，led 和 lcd 顯示當(dāng)前溫度，lcd 顯示 屏幕上 te 被方框選中表明在溫度模塊，lcd 屏幕左下腳有個攝氏度的圖案。 經(jīng)檢測效果與預(yù)想的一致，本模塊檢測完畢。 4、在溫度模塊中，沒有任何按鍵操作，lcd 和 led 數(shù)據(jù)顯示一致。當(dāng)打火機(jī)靠 近 ds18b20 時，溫度急劇上升；當(dāng)冰塊靠近 ds18b20 時，溫度有所下降。 經(jīng)檢測效果與預(yù)想的一致，本模塊檢測完畢。 6 6 實驗操作說明及結(jié)果分析實驗操作說明及結(jié)果分析 6.6.1 1 操作說明操作說明 .1 功能鍵介紹功能鍵介紹 1、時鐘程序

31、和秒表切換鍵-last 2、時鐘程序和溫度切換鍵-last 3、時鐘程序和日期切換鍵- last 4、時鐘程序以及日期程序調(diào)整鍵-a 5、時鐘程序以及日期程序調(diào)整確定鍵-enter 6、秒表開始計時鍵-c 7、秒表暫停鍵-d 8、秒表清零鍵-e 9、調(diào)整時間或日期位移動鍵-step .2 功能鍵使用說明功能鍵使用說明 1、按照連線接好設(shè)備，運行程序 dzsz.asm。首先進(jìn)入的是時鐘模塊。在時 鐘模塊和日期模塊中，led 和 lcd 顯示對應(yīng)初值分別為 12：00：00 和 06：01：01，詳細(xì)的按鍵操作以及操作所對應(yīng)的功能如下： a 鍵：時鐘或日期暫停，默認(rèn)的 led 第一

32、位閃爍，發(fā)光二極管 l1 點亮。閃爍位 和點亮位意味著該位已經(jīng)激活，等待按鍵修改。 0-9 數(shù)字鍵：可以修改所激活的位。 step 鍵：可以移位到所要修改的那個 led 數(shù)碼管，修改位閃爍，同時對應(yīng)的發(fā) 光二極管亮。 enter 鍵：重新記時開始，發(fā)光二極管滅。 last 鍵：分別切換到日期和秒表模塊。 2、在秒表模塊中初始值為 000000。通過某些按鍵來使用秒表，該模塊中詳 細(xì)的按鍵操作以及操作所對應(yīng)的功能如下： c 鍵：秒表記時開始。 d 鍵：暫停。 e 鍵：秒表記時清零。 last 鍵：切換到溫度顯示模塊。 3、在溫度顯示模塊中沒有設(shè)定初始值。溫度是通過其感應(yīng)器（bs18b20）不 斷

33、地檢測外界溫度并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號顯示出來。該模塊中詳細(xì)的按鍵操作以及操作 所對應(yīng)的功能如下： bs18b20：觸摸時溫度會接近人體溫度，打火機(jī)靠近時，溫度會不斷上升。 last 鍵：切換到時間顯示模塊。 6.6.2 2 設(shè)計的特點設(shè)計的特點及與其他設(shè)計的比較及與其他設(shè)計的比較 .1 本設(shè)計與其他同類設(shè)計之比較本設(shè)計與其他同類設(shè)計之比較 1、各模塊數(shù)據(jù)在 led 和 lcd 上同步顯示。 2、各模塊在 led 上顯示時，第二位和第四位使用點區(qū)分顯示。 3、各模塊在 lcd 上顯示時，第二位和第四位后分別使用短橫杠區(qū)分顯示。 4、在 lcd 顯示各個模塊時，有相應(yīng)的圖標(biāo)與之對應(yīng)顯示。

34、 5、修改時鐘和日期時，led 的對應(yīng)位閃爍，同時對應(yīng)位的發(fā)光二極管點亮。 6、 在 lcd 顯示各個模塊功能時，當(dāng)方框選中某個模塊時，lcd 顯示此模塊功 能。 .2 本設(shè)計特點本設(shè)計特點 1、增加了 led 和 lcd 同步顯示。 2、數(shù)據(jù)顯示時，清晰易懂，一目了然。 3、操作簡便、使用方便。 4、程序結(jié)構(gòu)合理，不易出錯。 6.36.3 實驗意義實驗意義 根據(jù)對全國各高校硬件教學(xué)的調(diào)查，我發(fā)現(xiàn)高校學(xué)生對硬件實驗的感覺是：枯 燥、難理解。學(xué)生對實驗不感興趣，狀態(tài)普遍低迷。多數(shù)教育者們面對這種現(xiàn)狀， 頗感無奈。經(jīng)分析這種現(xiàn)狀產(chǎn)生的原因如下： 1、硬件人才缺乏沒有引起全社會的重視

35、?？蒲薪?jīng)費不足，導(dǎo)致硬件開發(fā)進(jìn)展緩 慢。 2、我國現(xiàn)有的實驗案例、教材十分貧乏。僅有的教材卻枯燥乏味，令學(xué)生不感 興趣。 本實驗的成功開發(fā)為我國的硬件事業(yè)獻(xiàn)出一份“薄禮” ，為各高校硬件教學(xué)提供 了一個生動的教學(xué)案例。同時也大膽地開辟了我院硬件實驗的先河，彌補(bǔ)了我院在 計算機(jī)硬件實驗上的空白，極大地縮小了與其他院校硬件實驗的差距，也積極地響 應(yīng)了我院的 07 年本科院校教學(xué)評估。 7 7 結(jié)束語結(jié)束語 本設(shè)計是以北京理工大學(xué)舉辦的大學(xué)生單片機(jī)作品大賽為初衷，以北京達(dá)盛科 技 el-mut-實驗箱為平臺，運用 8051 匯編語言開發(fā)的一個電子時鐘設(shè)計。經(jīng)過幾 個月的設(shè)計和開發(fā)，該電子時鐘設(shè)計基本

36、完畢。其功能在很大程度上超越了比賽的 要求，并接受了專家的驗收。 雖然實驗已經(jīng)結(jié)束，但由于時間倉促，本人能力有限，設(shè)計中許多問題還有待 于改進(jìn)。比如：在日期模塊中，年份只限制在 2000-2099 年之間有效。 面對這個問題，我要實現(xiàn)萬年歷。關(guān)于萬年歷在本設(shè)計中的實現(xiàn)，目前我還沒 有想出好的解決方法，真誠的希望得到老師批評指正，有待于本設(shè)計的進(jìn)一步完善。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 何橋.單片機(jī)原理及應(yīng)用m.中國鐵道出版社,2002 年 2 達(dá)盛科技.el-mut-單片機(jī)/微型機(jī)實驗系統(tǒng)指導(dǎo)書m.達(dá)盛科技 3 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用m.高等教育出版社主編,2000 年第 2 版 4 陳斌.51 單

37、片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實例m.中國電力出版社,2004 年 5 王志強(qiáng).mcs-51 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)子程序m.人民郵電出版社,2005 年 6 趙小俠.8051 單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口擴(kuò)展技術(shù)m.人民郵電出版社,2001 年 7 徐愛鈞.單片機(jī)高級語言 c51 windows 環(huán)境編程與應(yīng)用m.北京：電子工業(yè)出 版社. 2002 年 12 月 8 analog device corp. data-acquisition data bookm.1991 9 intel.microcontroller handbookm.1988 年 10 崔如春.mcs51 系列單片機(jī)雙機(jī)并行互連的實現(xiàn)方法eb/ol

38、.http:/www.2008 m the design of electronic clock abstract: the design of electronic clock mainly uses the technology of 80c51 compilation language to design and develop, which uses el-mut- single-chip computer experiment container as a platform. the advantages of 80c51 compilation language are operating quickly、occupying little inter-space and so on. el-mut- single-chip computer experiment container adopts the structure of model, it can complete various e