單片機(jī)電子鐘論文

1、目錄 TOC o 1-6 h z u HYPERLINK l _Toc311201577 第一章設(shè)計(jì)內(nèi)容要求 PAGEREF _Toc311201577 h 2 HYPERLINK l _Toc311201578 第一章、軟件設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc311201578 h 2 HYPERLINK l _Toc311201579 第三章、設(shè)計(jì)內(nèi)容 PAGEREF _Toc311201579 h 2 HYPERLINK l _Toc311201580 （一）、硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc311201580 h 3 HYPERLINK l _Toc311201581 3.1.1.晶振

2、電路及XTAL1,XTAL2的連接 PAGEREF _Toc311201581 h 3 HYPERLINK l _Toc311201582 、復(fù)位電路及復(fù)位引腳RST的連接 PAGEREF _Toc311201582 h 3 HYPERLINK l _Toc311201583 、數(shù)碼管顯示電路 PAGEREF _Toc311201583 h 3 HYPERLINK l _Toc311201584 、蜂鳴器模塊 PAGEREF _Toc311201584 h 5 HYPERLINK l _Toc311201585 、鍵盤(pán)設(shè)計(jì)模塊 PAGEREF _Toc311201585 h 6 HYPERLI

3、NK l _Toc311201586 、電路總圖見(jiàn)附錄一 PAGEREF _Toc311201586 h 7 HYPERLINK l _Toc311201587 （二）軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc311201587 h 7 HYPERLINK l _Toc311201588 、操作使用說(shuō)明 PAGEREF _Toc311201588 h 7 HYPERLINK l _Toc311201589 3.2.2、時(shí)鐘主要程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc311201589 h 7 HYPERLINK l _Toc311201590 、鍵盤(pán)程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc311201590 h

4、7 HYPERLINK l _Toc311201591 、中斷程序 PAGEREF _Toc311201591 h 8 HYPERLINK l _Toc311201592 、總程序清單見(jiàn)附錄二 PAGEREF _Toc311201592 h 10 HYPERLINK l _Toc311201593 第四章、調(diào)試過(guò)程與結(jié)果分析 PAGEREF _Toc311201593 h 10 HYPERLINK l _Toc311201594 第五章、總結(jié)與體會(huì) PAGEREF _Toc311201594 h 11 HYPERLINK l _Toc311201595 第六章、附錄 PAGEREF _Toc3

5、11201595 h 12 HYPERLINK l _Toc311201596 附錄一 電路原理總圖 PAGEREF _Toc311201596 h 12 HYPERLINK l _Toc311201597 附錄二 程序 PAGEREF _Toc311201597 h 12第一章設(shè)計(jì)內(nèi)容要求1.電子鐘 顯示時(shí)、分、秒。2.具有定時(shí)報(bào)警功能；每天可設(shè)置4個(gè)報(bào)警時(shí)間(時(shí)、分)。3.能借助鍵盤(pán)，設(shè)置時(shí)鐘及報(bào)警時(shí)間。4.報(bào)警時(shí)，蜂鳴器鳴響1秒，然后停止。5.具有秒表功能，可以儲(chǔ)存五個(gè)數(shù)據(jù)，并且讀出數(shù)據(jù)。第一章、軟件設(shè)計(jì)要求1.簡(jiǎn)單的用戶使用說(shuō)明書(shū)。2.根據(jù)項(xiàng)目要求，設(shè)計(jì)軟件整體規(guī)劃，人機(jī)對(duì)話，各模塊的

6、關(guān)聯(lián)，底層驅(qū)動(dòng)模塊。3.程序在必要的地方進(jìn)行注釋。4.每個(gè)函數(shù)的出入口要有輸入輸出參數(shù)的說(shuō)明。5.程序必須具有良好的可讀性，可重用，容易調(diào)試和維護(hù)。6.使用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，允許中間加插匯編。第三章、設(shè)計(jì)內(nèi)容（一）、硬件設(shè)計(jì)3.1.1.晶振電路及XTAL1,XTAL2的連接 如右圖1圖1晶振電路模塊X1,X2分別是系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)Fosc的輸入、輸出端。一般的晶振的負(fù)載電容為15p或12.5p ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。本課程設(shè)計(jì)使用的開(kāi)發(fā)板是電子科技協(xié)會(huì)制作8051C單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，該開(kāi)發(fā)板的使用的是石英晶體振蕩器，晶振頻率為fo=1

7、2MHz,而振蕩電容C1、C2的典型值取值范圍為2033pF，所以這里取22pF的瓷介電容。注意：為減少寄生電容對(duì)振蕩頻率的影響，在印制板上的電容C1和C2應(yīng)盡可能靠近CPU芯片的X1和X2引腳。3、復(fù)位電路及復(fù)位引腳RST的連接如作圖2所示，開(kāi)發(fā)板采用的是RC分立元件構(gòu)成的外部復(fù)位電路。掉電復(fù)位。當(dāng)正常工作時(shí)，二極管D801反偏，圖2 復(fù)位電路斷電后，VCC下降，當(dāng)VCC=0時(shí)，VCC與地GND等電位，電容C801通過(guò)D801放電，保證再上電時(shí)，RST引腳為高電平，CPU可靠復(fù)位。D801的作用是給電容C801提供放電通路。按鍵復(fù)位。但按下按鈕PB801時(shí)，電容C801通過(guò)R802放電，當(dāng)電

8、容C801放電結(jié)束后，RET引腳電位由R802和R803分壓比決定，由于R8020.7V,PN結(jié)導(dǎo)通，三極管飽和導(dǎo)通，從而驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管DB0。圖3 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)數(shù)碼管中各段發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管類(lèi)似，只是正向壓較大，正向電阻也大，在一定范圍內(nèi)，其正向電流也發(fā)光亮度成正比。由于常規(guī)的數(shù)碼管起輝電流只有1-2mA,最大極限電流也只有10-30mA,最大不超過(guò)50mA,所以它的輸入端在5V電源的電路信號(hào)相接時(shí)，一定要串加限流電阻，以免損壞元件。void sfmbj() s1=s/10; s2=s%10; display(7,s1); display(6,s2); display(2,1

9、7); f1=f/10; f2=f%10; display(4,f1); display(3,f2); display(5,17); m1=m/10; m2=m%10; display(1,m1); display(0,m2);void sfmpb() ps1=ps/10; ps2=ps%10; display(7,ps1); display(6,ps2); display(2,17); pf1=pf/10; pf2=pf%10; display(4,pf1); display(3,pf2); display(5,17); display(1,pm); display(0,17);void s

10、fm() shi1=shi/10; shi2=shi%10; display(7,shi1); display(6,shi2); display(2,17); fen1=fen/10; fen2=fen%10; display(4,fen1); display(3,fen2); display(5,17); miao1=miao/10; miao2=miao%10; display(1,miao1); display(0,miao2); 3、蜂鳴器模塊圖4 蜂鳴器模塊電路如圖所示，三極管的基極接單片機(jī)的P3.2口，當(dāng)P3.2口輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器可以發(fā)出聲音。其基極的限流電阻R14

11、01=10K，當(dāng)VCC=5V時(shí)，Ib=（VCC-0.7）/10K0.43mA,PNP三極管 8550的放大系數(shù)約為100，則最大集電極電流Ic大約43mA,足以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作。此時(shí)集極的限流電阻Rc的經(jīng)典值為10。 if(12=shi&0=fen&0=miao) beep=0; if(12=shi&0=fen&5=miao) beep=1; if(kai=1) if(s=shi&f=fen&m=miao) beep=0; if(s=shi&f=fen&m+1=miao) beep=1;f=f+1; 3.1.5、鍵盤(pán)設(shè)計(jì)模塊本設(shè)計(jì)使用的開(kāi)發(fā)板，原來(lái)的設(shè)計(jì)4x4矩陣鍵盤(pán)，如圖5所示。2C占據(jù)了，從

12、而導(dǎo)致P2.5，P2.6列鍵無(wú)法使用。因此只能使用P2.4列鍵,即只有四個(gè)按鍵可以使用，其等效電路圖如圖5右圖所示。 3.1.6、電路總圖見(jiàn)附錄一（二）軟件設(shè)計(jì)3.2.1、操作使用說(shuō)明 打開(kāi)開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)時(shí)鐘，單片機(jī)將從I2C中讀取數(shù)據(jù)，時(shí)鐘開(kāi)始工作。8位數(shù)碼管分別顯示“時(shí)-分-秒”，在設(shè)計(jì)鬧鐘狀態(tài)下時(shí)，顯示“時(shí)-分-秒”。當(dāng)按一下KEY3鍵，時(shí)鐘進(jìn)入調(diào)時(shí)狀態(tài)；按key6鍵，時(shí)+；按key2鍵，時(shí)-；按key4鍵，分+；按key5鍵，分-；按key7置0；按key1，換回計(jì)數(shù)。此時(shí)數(shù)碼管顯示用戶設(shè)置的時(shí)間。設(shè)置結(jié)束，按下KEY4鍵作為確認(rèn)，系統(tǒng)將把該數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到I2C，以掉電保護(hù)，并以設(shè)置好的時(shí)間進(jìn)

13、行計(jì)時(shí)，判斷鬧鐘時(shí)間。當(dāng)時(shí)間與某個(gè)鬧鐘相同時(shí)，蜂鳴器將會(huì)鳴叫一秒鐘。3.2.2、時(shí)鐘主要程序設(shè)計(jì) 本課程設(shè)計(jì)利用單片機(jī)芯片的定時(shí)器來(lái)固定時(shí)間，但該方法做出來(lái)的時(shí)鐘不是十分精確，不做長(zhǎng)期保留，僅供學(xué)習(xí)研究。 選用T1計(jì)時(shí)器，產(chǎn)生一個(gè)50ms中斷，循環(huán)20次，即為一秒。則1min為60個(gè)周期，1h為3600個(gè)周期。該開(kāi)發(fā)板采用12MHz晶體振蕩器，初值：TH1=（65536-50000/（12/12）/256=76=0 x4CTL1=（65536-50000/（12/12）%256=03.2.3、鍵盤(pán)程序設(shè)計(jì)按鍵功能：KEY6,2（0 xe7）:調(diào)時(shí);KEY4,5(0 xeb）：調(diào)分；KEY3（0

14、 xed）：進(jìn)入設(shè)置時(shí)時(shí)間，設(shè)置鬧鐘狀態(tài)；9 按鍵定義KEY1（0 xee）:設(shè)置結(jié)束，確認(rèn)圖k=keyscan();if(k=3) ajc=1;if(ajc=1) if(k=8)pb=1; if(pb=0) kai=1; switch(k) case 6:s-;if(s=-1) s=23;break; case 2:s+;if(s=24) s=0;break; case 4:f+;if(f=60)f=0;break; case 5:f-; if(f=-1) f=59;break; case 7:s=0;f=0;m=0;break; case 1:ajc=0;break; sfmbj(); e

15、lse switch(k) case 4:TR0=TR0;flag=1;break; case 1:pb=0;break; sfmpb(); if(k=2) shu0a0+=ps; shu1a1+=pf; shu2a2+=pm; if(a2=6) a0=0;a1=0;a2=0; else switch(k) case 6:shi-;if(shi=-1) shi=23;break; case 2:shi+;if(shi=24) shi=0;break; case 4:fen+;if(fen=60)fen=0;break; case 5:fen-; if(fen=-1) fen=59;break;

16、 case 7:shi=0;fen=0;miao=0;break; case 8:TR0=TR0;flag=1;break; case 1:beep=1;kai=0;break; 3.2.4、中斷程序void t0_int() interrupt 1 TH0=(65536-500)/256; TL0=(65536-500)%256; num+; if(pb=1) pm1+; if(pm1=2) pm+; pm1=0; if(pm=10) pf+; pm=0; if(pf=60) pf=0; ps+; if(ps=60) ps=0; if(num=20) miao+; if(miao=60) m

17、iao=0; fen+; if(fen=60) fen=0; shi+; if(shi=24) shi=0; k=keyscan();if(k=3) ajc=1;if(ajc=1) if(k=8)pb=1; if(pb=0) kai=1; switch(k) case 6:s-;if(s=-1) s=23;break; case 2:s+;if(s=24) s=0;break; case 4:f+;if(f=60)f=0;break; case 5:f-; if(f=-1) f=59;break; case 7:s=0;f=0;m=0;break; case 1:ajc=0;break; sf

18、mbj(); else switch(k) case 4:TR0=TR0;flag=1;break; case 1:pb=0;break; sfmpb(); if(k=2) shu0a0+=ps; shu1a1+=pf; shu2a2+=pm; if(a2=6) a0=0;a1=0;a2=0; else switch(k) case 6:shi-;if(shi=-1) shi=23;break; case 2:shi+;if(shi=24) shi=0;break; case 4:fen+;if(fen=60)fen=0;break; case 5:fen-; if(fen=-1) fen=5

19、9;break; case 7:shi=0;fen=0;miao=0;break; case 8:TR0=TR0;flag=1;break; case 1:beep=1;kai=0;break; sfm(); if(12=shi&0=fen&0=miao) beep=0; if(12=shi&0=fen&5=miao) beep=1; if(kai=1) if(s=shi&f=fen&m=miao) beep=0; if(s=shi&f=fen&m+1=miao) beep=1;f=f+1; 3.2.5、總程序清單見(jiàn)附錄二第四章、調(diào)試過(guò)程與結(jié)果分析秒表功能時(shí)鐘分-返回計(jì)數(shù)界面鬧鐘設(shè)置暫停在本次

20、課程設(shè)計(jì)中，我用萬(wàn)利 軟件和STC89C52單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)調(diào)試程序，經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，了解了如何進(jìn)行編譯、連接，還讀懂了單片機(jī)的相關(guān)電路原理圖，但是在下載程序運(yùn)行后并沒(méi)有顯示理想的效果。在檢查了多次之后，還是沒(méi)有找出錯(cuò)誤。接近一星期的日子里，不斷對(duì)程序進(jìn)行分析，拆合，修改，調(diào)試。經(jīng)過(guò)努力，雖然編寫(xiě)的程序比較簡(jiǎn)單，單片機(jī)試驗(yàn)的功能不是出眾，但基本把老師布置的內(nèi)容，按時(shí)完成。下圖為調(diào)試過(guò)程返回計(jì)數(shù)界面設(shè)置鬧鐘暫停置0時(shí)鐘分-時(shí)鐘分+秒表調(diào)試第五章、總結(jié)與體會(huì)接近一個(gè)星期的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了很多很多，不僅鞏固了以前所學(xué)過(guò)的模電，數(shù)電，單片機(jī)及C語(yǔ)言知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)，

21、如,萬(wàn)利的軟件使用等。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題會(huì)很多，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己還有許多不足之處,所學(xué)到的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠, 對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得也不夠深刻，掌握得不夠牢固，以至于還有一些功能要求難以完成，對(duì)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)還有些模糊不清，特別對(duì)中斷?？傊?，這次課程設(shè)計(jì)不但增加和鞏固了我的單片機(jī)方面的知識(shí),包括軟、硬件方面。第六章、附錄附錄一 電路原理總圖附錄二 程序#include#define uint unsigned

22、int#define uchar unsigned charsbit CLK=P34;sbit DIN=P23;sbit key=P10;sbit beep=P12;void sfm();uchar code table=0 x03,0 x9F,0 x25,0 x0D,0 x99,0 x49,0 x41,0 x1F,0 x01,0 x09,0 x11,0 xC1,0 x63,0 x85,0 x61,0 x71,0 xFE ,0 xFD ;/0到F以及小數(shù)點(diǎn)。的代碼uchar num,num1,k,flag,ajc,kai;char shi;miao,miao1,miao2,fen,fen1,f

23、en2,shi1,shi2,s,f,m,s1,s2,f1,f2,m1,m2;char ps,pf,pm,pm1,pb,ps1,ps2,pf1,pf2,pu;uchar a0,a1,a2,b0,b1,b2;uchar shu06,shu16 ,shu26;void delay(int t)/延時(shí)函數(shù)int i,j;for(i=t;i0;i-)for(j=50;j0;j-);void clear164()/將164輸出所以清零char k;for(k=0;k8;k+)DIN=1;CLK=0;CLK=1;uchar keyscan()char i,j;j=0;P0=0 xff; /清除沒(méi)有用到的位顯

24、示DIN=0;for(i=0;i0;n-)/去掉沒(méi)有顯示的位數(shù)CLK=0;CLK=1;DIN=1;CLK=0;CLK=1;P0=tableshu1; /顯示號(hào)碼的位數(shù)delay(1); P0=0XFF;for(m=8-wei1;m0;m-)/去掉剩下的位數(shù)DIN=1;CLK=0;CLK=1;void sfmbj() s1=s/10; s2=s%10; display(7,s1); display(6,s2); display(2,17); f1=f/10; f2=f%10; display(4,f1); display(3,f2); display(5,17); m1=m/10; m2=m%1

25、0; display(1,m1); display(0,m2);void sfmpb() ps1=ps/10; ps2=ps%10; display(7,ps1); display(6,ps2); display(2,17); pf1=pf/10; pf2=pf%10; display(4,pf1); display(3,pf2); display(5,17); display(1,pm); display(0,17);void sfm() shi1=shi/10; shi2=shi%10; display(7,shi1); display(6,shi2); display(2,17); fe

26、n1=fen/10; fen2=fen%10; display(4,fen1); display(3,fen2); display(5,17); miao1=miao/10; miao2=miao%10; display(1,miao1); display(0,miao2);void int_() TMOD=0 x01; TH0=(65536-500)/256; TL0=(65536-500)%256; ET0=1; EA=1; TR0=1; void t0_int() interrupt 1 TH0=(65536-500)/256; TL0=(65536-500)%256; num+; if(pb=1) pm1+; if(pm1=2) pm+; pm1=0; if(pm=10) pf+; pm=0; if(pf=60) pf=0; ps+; if(ps=60) ps=0; if(num=20) miao+; if(miao=60) miao=0; fen+; if(fen=60) fen=0; shi+; if(shi=24) shi=0; k=keyscan();if(k=3) ajc=1;if(ajc=1) if(k=8)pb=1; if(pb=0) kai=1; switch(k) case 6:s-;if(s=-1) s=23;break; case