微機課設(shè)論文樣本

1、武漢理工大學電工電子綜合課程設(shè)計說明基于AT89S52數(shù)字鐘的設(shè)計摘 要隨著電子技術(shù)的發(fā)展，單片機因其具有體積小、集程度高、可靠性好、性價比高等突出優(yōu)點已在工業(yè)控制、智能儀表、數(shù)控擁未、數(shù)據(jù)采集處理、通訊及各種智能家電和玩具等方面得到了廣泛應用。本課程設(shè)計是基于89S52單片機的簡單應用，具有24小時制時、分、秒顯示，銨鍵校時，整點報時，鬧鐘功能。能方便的置任意時間和任意鬧鈴時間，當?shù)綌?shù)字鐘計時到整點前十秒時，蜂鳴器發(fā)出整點報時信號，通過兩個按鍵即可實現(xiàn)校時功能。目錄前言 第一章 數(shù)字鐘的設(shè)計要求與設(shè)計方案1.1 方案的論證與比較1.2 數(shù)字鐘的功能與要求1.3 設(shè)計方案的確定第二章 數(shù)字鐘的

2、硬件設(shè)計2.1 數(shù)字鐘的硬件框圖2.2 時鐘電路設(shè)計2.3 復位電路設(shè)計2.4 按鍵電路設(shè)計2.5 顯示電路設(shè)計2.6 鬧鈴與報時電路設(shè)計2.7 系統(tǒng)電源原理圖第三章 數(shù)字鐘的軟件設(shè)計3.1 主程序流程圖3.2 顯示模塊程序設(shè)計 3.3 校時模塊當前編輯位閃爍功能程序設(shè)計3.4 走時程序設(shè)計第四章 數(shù)字鐘的安裝與調(diào)試4.1 硬件調(diào)試4.2 軟件調(diào)試4.3 調(diào)試過程第五章 設(shè)計體會與小結(jié)第六章 附錄6.1 系統(tǒng)硬件原理圖6.2 部分源程序與參考文獻前言電子課程設(shè)計是電子技術(shù)學習中非常重要的一個環(huán)節(jié)，是將理論知識和實踐能力相統(tǒng)一的一個環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學生能力的一個環(huán)節(jié)。數(shù)字鐘具有走時準,顯示直觀,

3、款式新穎,附加功能多等優(yōu)點受到人們的歡迎，在很多場合得到了廣泛的應用。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對.時,分,秒.數(shù)字顯示的計時裝置,廣泛用于個人家庭,車站, 碼頭辦公室等公共場所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?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用,使得數(shù)字鐘的精度,遠遠超過老式鐘表, 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應用，有著非常現(xiàn)實的意義。第

4、一章 數(shù)字鐘的設(shè)計要求與設(shè)計方案1.1 方案的論證與比較 數(shù)字鐘的實現(xiàn)方法1）用555定時器構(gòu)成時基發(fā)生電路，經(jīng)過分頻可得到秒脈沖信號，雖然方法簡單，但是得到頻率的精度不高。2）利用石英鐘專用芯片實現(xiàn)，這種方法具有實現(xiàn)簡單、計時精度高的優(yōu)點。3）利用單片機的智能性來實現(xiàn)，由于微處理器里集成了時鐘振蕩系統(tǒng)，綜合利用處理器中的定時器計數(shù)器，可方便地實現(xiàn)電子時鐘功能，因為處理器的智能性，通過程序容易實現(xiàn)其他輔助功能。 通過比較，本課程設(shè)計采用單片機來實現(xiàn)數(shù)字鐘，利用軟硬件結(jié)合的方法，可實現(xiàn)電子鐘的許多功能。1.2 數(shù)字鐘的功能與要求1） 能任意設(shè)定走時起始時間，即具有校時功能。2） 能設(shè)置鬧鐘時間，

5、即具有鬧鈴功能。3） 具有整點報時功能。1.3 設(shè)計方案的確定1）處理器的選擇由于ATMEL的AT89S52具有體積小，市場貨源充足，成本低以用軟硬件仿真調(diào)試資源豐富的特點，因此選擇AT89S52單片機。2）顯示電路 顯示可通過液晶和數(shù)碼管來實現(xiàn)。對于普通的液晶顯示器，需要專門的驅(qū)動電路，另外液晶顯示可視性較差。而數(shù)碼管具有顯示亮度高，使用壽命長，價格便宜等優(yōu)點，驅(qū)動電路也比較簡單，因此選用數(shù)碼管顯示。3） 時間設(shè)置電路 通過軟件控制，只需兩個按鍵可實現(xiàn)時間設(shè)置功能，一個作為功能選擇鍵另一個為加“1”鍵。而且兩個按鍵有很好的人機交互界面。第二章 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計2.1 數(shù)字鐘的硬件框圖框圖如下

6、：AT89S52鬧鈴電路系統(tǒng)復位等輔助電路六位數(shù)碼管卡顯示電路按鍵電路圖1-數(shù)字鐘硬件框圖2.2 時鐘電路設(shè)計圖2-時鐘產(chǎn)生電路8051內(nèi)部有一個由反相器構(gòu)成的振蕩器，可以由它來產(chǎn)生時鐘，只要在XTAL1和XTAL2端外接在英晶體作定時元件，內(nèi)部反相放大器自激振蕩，產(chǎn)生時鐘。圖中的C1和C2電容起著系統(tǒng)時鐘頻率微調(diào)和穩(wěn)定的作用。在本系統(tǒng)中選用12MHz晶振。2.3 復位電路設(shè)計 單片機復位方式有上電自動復位和手動復位兩種。本系統(tǒng)采用手動方式。圖3- 復位電路2.4 按鍵電路設(shè)計按鍵電路主要考慮的是按鍵去抖問題，可采用硬件去抖和軟件去抖兩種方式，硬件去抖可用觸發(fā)器或者去抖專用接口芯片來實現(xiàn)，在本

7、系統(tǒng)中因為實現(xiàn)的功能較簡單，所以采取軟件去抖方式。圖見原理圖中的S1和S2，其中S1是功能選擇鍵，S2是加“1”鍵，當按下功能鍵以后每按一次S2則相應的位加1，從而實現(xiàn)校時功能。2.5 顯示電路設(shè)計圖3-顯示電路采用六段數(shù)碼管顯示時間，利用鎖存器74HC573的鎖存和驅(qū)動功能，可使數(shù)碼管亮度更高，占用I/O口較少，方便拓展其它功能，比如溫度顯示和日歷顯示。2.6 鬧鈴與報時電路設(shè)計圖4-整點報時電路當距整點10秒種時，揚聲器每隔一秒發(fā)出一定頻率的報時聲音，同時發(fā)光二極管閃爍。2.7 系統(tǒng)電源原理圖圖5系統(tǒng)電源電路本數(shù)字鐘使用六節(jié)1.5V干電池，通過7805三端集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后為系統(tǒng)提供電源。需

8、要注意的是，必須保證7805的輸入電壓Vi和輸出電壓的壓差大于2.5V，否則7805會失去穩(wěn)壓能力，但電壓差不能太大，如果太大，穩(wěn)壓器消耗功率過大，散熱效果不好，第三章 數(shù)字鐘的軟件設(shè)計 軟件的設(shè)計的重點在秒脈沖信號的產(chǎn)生，顯示和按鍵調(diào)時的實現(xiàn)。秒脈沖產(chǎn)生利用中斷來實現(xiàn)，采用動態(tài)顯示。3.1 主程序流程圖CPU系統(tǒng)初始為化CP定時器初始化14繼續(xù)設(shè)置時間設(shè)置完后啟動走時NY時間設(shè)置完否啟動調(diào)時程序 停止走時刷新顯示NY判斷設(shè)置時間否啟動走時圖6-主程序流程圖3.2 顯示模塊程序設(shè)計基本顯示模塊設(shè)計的重點是由顯示代碼取得相應的段碼，通過鎖存器控制輸出給相應的數(shù)碼管顯示。延時動態(tài)顯示送各位段碼和位

9、碼提取時分秒數(shù)據(jù)的十位和個位圖7-顯示模塊程序流程圖3.3 校時模塊程序設(shè)計校時模塊的關(guān)鍵是去按鍵去抖和功能選擇鍵的編程，利用軟件去抖實際上是延時，若檢測到一按鍵電平變化后延時一段時間，如果再檢測變化電平還存在，則作為按鍵處理，否則視為抖動。功能鍵按下嗎N Y時間設(shè)置模塊初始化刷新顯示結(jié)束設(shè)置時間加1處理加1鍵按下嗎下移一位N閃爍標志為真嗎當前編輯的是分個位嗎功能鍵按下嗎Y刷新顯示YN顯示暗代碼YN圖8-校時模塊程序流程圖3.3 走時程序設(shè)計YY中斷到20次了嗎時變回0，Y中斷返回N到24時了嗎中斷返回到60分了嗎分變回0，時加1Y中斷返回NNY到60分了嗎YN中斷返回秒變回0，分加1到60秒

10、了嗎秒加1YN中斷返回走時程序是利用了定時器0的溢出中斷，單片機的時鐘頻率為12MHz，設(shè)定溢出時間為50ms，發(fā)生20次中斷即為s。第四章 數(shù)字鐘的安裝與調(diào)試4.1 硬件調(diào)試 斷電調(diào)試為了安全，首先進行斷電調(diào)試，用萬用表檢測系統(tǒng)是否有短路現(xiàn)象，再檢查嚴原理是否正確。經(jīng)檢測，原理正確也沒有短路現(xiàn)象。4.1.2 通電調(diào)試第一，檢查系統(tǒng)時鐘是否正常工作，用萬用表直流電壓檔測量XTAL1與AXTAL2兩端間的電壓，檢測到電壓若為2.5V左右，則視為正常工作。第二，檢查復位電路是否正常工作。第三，檢查數(shù)碼顯示是否亂碼。 4.2 軟件調(diào)試 將寫好的源程序在仿真軟件上仿真以后，直接燒錄到單片機里，觀察現(xiàn)象。經(jīng)過多次調(diào)試后達到了設(shè)計要求。4.2 調(diào)試過程硬件調(diào)試的時候，AT89C51不工作，檢查發(fā)現(xiàn)晶體振蕩器不能正常工作，換一個晶振后系統(tǒng)正常工作。軟件調(diào)試時，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管亂碼，檢查發(fā)現(xiàn)有幾個引腳虛焊，改進后系統(tǒng)正常穩(wěn)定的工作。第五章 設(shè)計體會與小結(jié)通過本次課程設(shè)計，使自己的動手實踐能力有了很大的提高，讓我認識到實踐的重要性，但同時要實際應用過和當中，也發(fā)現(xiàn)理