基于sst89e516微控制器的電子鬧鐘設(shè)計與仿真

1、目錄摘要IIIAbstractIV第一章緒論 .11.1課題背景 .11.2課題目的和意義 .11.3電子設(shè)計自動化 .11.4本文設(shè)計結(jié)構(gòu) .2第二章方案選擇 .32.1電子時鐘典型結(jié)構(gòu) .32.2單片機選型 .32.3顯示方式 .32.4按鍵方式 .4第三章主要器件及簡介 .53.1SST89E516RD 單片機.53.2EDA 仿真Proteus .53.3集成開發(fā)環(huán)境 Keil .63.4Keil 和 Proteus 聯(lián)合仿真的搭建.7第四章系統(tǒng)總體設(shè)計 .94.1電子鬧鐘的工作原理 .94.2總體設(shè)計.94.3總體設(shè)計框圖 .94.4各模塊的功能104.4.1硬件模塊104.4.2模

2、塊10第五章詳細設(shè)計125.1硬件部分的設(shè)計.25.1.3按鍵模塊12蜂鳴器驅(qū)動電路12硬件總體設(shè)計13部分的設(shè)計.35.2.4中斷定時器 T013中斷定時器 T114數(shù)據(jù)顯示函數(shù)15按鍵掃描16第六章系統(tǒng)調(diào)試與仿真176.1系統(tǒng)調(diào)試176.1.1計時調(diào)試17系統(tǒng)仿真結(jié)果196.2第七章設(shè)計總結(jié)21參考文獻22附錄一電子鬧鐘原理圖23附錄二源程序代碼24致謝27基于 SST89E516 微控制器的電子鬧鐘設(shè)計與仿真摘要隨著半導體制造技術(shù)的飛躍發(fā)展，微控制器（國內(nèi)稱之為單片機）的性能得到不斷，而價格卻不斷下降。它的應(yīng)用及其廣泛，已滲入人類社

3、會生活的方方面面，小到電子玩具，大到航空航天設(shè)備都有其身影出現(xiàn)?；谖⒖刂破鞯碾娮赢a(chǎn)品不僅具有智能化的特征，而且功能易于擴展。本設(shè)計就是以 SST89E516 微控制器為，實現(xiàn)一個具有計時、校時、鬧鐘等多種功能為一體的電子時鐘。它使用 6 位 LED 數(shù)碼管顯示，能同時顯示時、分、秒，具有顯示清晰直觀、走時準確、使用方便等優(yōu)點，有著非常廣泛的用途。由于該電子時鐘采用微控制器作主要，因此其功能易于擴展和改變，通過的方式可在該時鐘電路的基礎(chǔ)上實現(xiàn)諸如多鬧鐘、多區(qū)域計時、跑表等多種實用功能，而這些是傳統(tǒng)電子鐘所不具備的。設(shè)計中通過借助集成開發(fā)環(huán)境Keil 和EDAProteus 對電子鬧鐘的軟硬件進

4、行聯(lián)合仿真調(diào)試，在減少設(shè)備、成本投入的同時，還大大縮短了開發(fā)的周期，使得從概念到產(chǎn)品成為可能，為產(chǎn)品的快速上市贏得先機。關(guān)鍵字：電子鬧鐘；SST89E516；仿真；EDADesign And Simulation Of Electronic Alarm Clock Based On SST89E516 MCUAbstractWiththeradevelopmentofsemiconductormanufacturingtechnology,micro-controller (MCU domestic calls) in increased performance, while priare d

5、eclining.Its application and its broad, have infiltrated every aspect of human sol life, smallelectronic toys, large aerospace has its presence there. Microcontroller-basedelectronic products not only has the characteristics and features easy to expand.elligentThis design is to SST89E516 microcontro

6、ller as the core, to achieve a time, school,alarm clock and other functions as one of the electronic clock. It uses 6-bit LED digitaldisplay, can display hours, minutes and seconds, wiclear anduitive display, accuratetime and ease of use, has a very wide range of uses. As the electronic clock the mi

7、crocontroller as the main component, so its function is easy to extend and change the way software is available on the clock on the basis of the circuit such as multi-alarm clock, multi-zone time, stopwatch, and other functional, but These are the traditional clock do nothave.The design ofegrated de

8、velopment environment by using Keil and Proteus EDAsoftware for electronic hardware and software co-simulation clock debugging, reducingequipment cost of inputs, while also grey reducing the development cycle, from concept toproduct makes itsible for product The warket opportunities.Keywords：Electro

9、nic Alarm Clock，SST89E516，Simulation，EDA第一章緒論1.1課題背景隨著生活水平的提高，人們越來越追求人性化的事物，傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的需求?，F(xiàn)代的時鐘不僅需要模擬電路技術(shù)而且需要數(shù)字電路技術(shù)和單片機技術(shù)，增加時鐘的功能。電子鬧鐘可利用編程盡量做到硬件電路簡單穩(wěn)定，減少電磁干擾和其他環(huán)境干擾，減少因元器件精度不夠引起的誤差。盡管如此電子鐘還是可以改進和提高，比如選用更精密的元器件。但與機械式時鐘相比已經(jīng)具有更高的準確性和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用，因此得到了廣泛的使用。1.2課題目的和意義現(xiàn)代的快節(jié)奏生活給人們的精神上帶來了很大壓力。如何排解

10、或緩解這些壓力已經(jīng)成為很多人關(guān)心。單片機電子鬧鐘是具有發(fā)展前景鬧鐘創(chuàng)新性的系統(tǒng)，它代表了時代的發(fā)展趨勢。2011 年，無論從國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展趨勢，還是從鬧鐘市場準入的要求來看，節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)新都已家電企業(yè)無法回避的大問題。在原材料價格不斷上漲、下游商實力膨脹、價格戰(zhàn)越來越激烈、行業(yè)利潤日趨微薄的背景下，日前，中國的電子鬧鐘在節(jié)能化、環(huán)保化、創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變過程中，正進行新一輪鬧鐘賽跑。目前，國內(nèi)專業(yè) 51 電子鬧鐘廠家的數(shù)量正在迅速增長。51 電子鬧鐘市場在未來的三五年內(nèi)會高速增長，新技術(shù)、新產(chǎn)品也會不斷出現(xiàn)并投入應(yīng)用。電子鬧鐘在科學技術(shù)高度發(fā)展的今天,千家萬戶都少不了它,所以很多家庭個人都需要有一個

11、電子鬧鐘，為人們提供報時方便,但普通電子鬧鐘不夠方便實用。本文給出了一種以 51電子鬧鐘設(shè)計方法，從而給人們帶來更為方便的工作與生活。1.3電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化（EDA:Electronic Design automation）是將計算機技術(shù)應(yīng)用于電子設(shè)計過程中而形成的一門新技術(shù)，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電子電路的設(shè)計和仿真，集成電路的版圖設(shè)計、印刷電路板（PCB）的設(shè)計和可編程器件的編程等各項工作中。20 世紀 90 年代，國際上電子和計算機技術(shù)較先進的國家，一直在積極探索新的電子電路設(shè)計方法，并在設(shè)計方法、工具等方面進行了徹底的，取得了巨大成功。EDA 技術(shù)就是以計算機為工具，設(shè)計者在

12、EDA上，用硬件描述語言 VHDL完成設(shè)計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標的適配編譯、邏輯和編程等工作。EDA技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了電路設(shè)計的效率和可操作性，減輕了設(shè)計者的勞動強度。利用 EDA 工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)計出 IC 版圖或 PCB版圖的整個過程的計算機上自動處理完成?，F(xiàn)在對 EDA 的概念或范疇用得很寬。包括在機械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學、軍事等各個領(lǐng)域，都有 EDA 的應(yīng)用。目前 EDA

13、技術(shù)已在各大公司、企事業(yè)和科研教學部門廣泛使用。例如在飛機制造過程中，從設(shè)計、性能測試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到 EDA 技術(shù)1.4本文設(shè)計結(jié)構(gòu)本文通過基于 SST89E516 微控制器的電子鬧鐘的設(shè)計與仿真。第一章：緒論（本章闡述了課題的背景，課題研究的目標和意義，電子設(shè)計自動化以及本文的設(shè)計結(jié)構(gòu)。）第二章：方案的選擇（本章簡單介紹了電子時鐘的典型結(jié)構(gòu)以及本次設(shè)計中單片機選型，按鍵方式和顯示方式）第三章：主要器件及簡介（本章主要介紹本次設(shè)計器件 SST89E516RD 單片機，EDA 仿真搭建。）Proteus，集成開發(fā)環(huán)境 Keil 以及 Keil 和 Proteus 聯(lián)合仿真的

14、第四章：系統(tǒng)總體設(shè)計（本章主要介紹電路原理和設(shè)計）第五章：詳細設(shè)計（本章是這次設(shè)計的部分。系統(tǒng)的介紹了該電子鬧鐘的工硬件設(shè)計和設(shè)計。）第六章：系統(tǒng)調(diào)試與仿真（本章主要介紹 Keil 與 Proteus 調(diào)試過程以及仿真結(jié)果。）第七章：設(shè)計總結(jié)（總結(jié)本次設(shè)計的心得）第二章方案選擇2.1電子時鐘典型結(jié)構(gòu)典型的電子時鐘由微處理器，顯示 LD 和按鍵部分組成。其結(jié)構(gòu)圖如圖 2.1。圖 2.1 電子時鐘結(jié)構(gòu)圖各部分功能如下：MCU:通過適當?shù)木幊?，即可實現(xiàn)要眾多普通數(shù)字集成電路或其他元器件才能實現(xiàn)的邏輯功能。且當對程序進行適當?shù)男薷暮?，電路邏輯功能即可增加或改變。顯示 LD：清晰直觀，準確的顯示時間。按

15、鍵：能簡單明了的進行時間校準，時間定時設(shè)置。2.2單片機選型通過對多種單片機型號性能的分析，最終認為 SST89E516 是最理想的電子鬧鐘開發(fā)。SST89E516RD 單片機可靠性高，價格低廉，軟硬件全兼容 8051/52 系列單片機。原有資源均可使用。最高工作頻率可達 40MHz，具K+8KB 的 FALSH ROM 存儲器，可反復讀寫上萬次，數(shù)據(jù)保存超過十年。在應(yīng)用中基本無需再擴展程序器。此外數(shù)據(jù) RAM 達 1K 字節(jié)，能滿足大多數(shù)應(yīng)用，比標準 51 機的 RAM 大 8 倍。與現(xiàn)行的 80C52 列單片機硬件 P好的選擇。O-PIN 完全兼容，、開發(fā)工具也完全兼容，是最2.3顯示方式

16、顯示器是將一定的電子文件通過特定的傳輸設(shè)備顯示到屏幕上再反射到人眼的一種顯示工具。常用的顯示器有 CRT 顯示器，LCD 顯示器，LED 顯示器等。CRT 顯示器：是一種使用陰極射線管（Cathode Ray Tube）的顯示器它是目前應(yīng)用最廣泛的顯示器之一，CRT顯示器具有可視角度大、無壞點、色彩還原度高、色度均勻、可調(diào)節(jié)的多分辨率模式、響應(yīng)時間極短等 LCD 顯示器難以超過的優(yōu)點。LCD 顯示器：是 Liquid Crystal Display 的簡稱，LCD 顯示器即液晶顯示屏,優(yōu)點是機身薄，占地小，輻射小，給人以一種健康產(chǎn)品的形象。LED 顯示器：LED 顯示屏就是 light emi

17、tting diode，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱LED。它是一種通過控制半導體發(fā)光二極管的顯示方式，集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理于一體，以其色彩鮮艷、動態(tài)范圍廣、亮度高、長、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，成為最具優(yōu)勢的新一代顯示。LED 顯示器通過發(fā)光二極管的適當連接（包括串聯(lián)和并聯(lián)）和適當?shù)墓鈱W結(jié)構(gòu)，可發(fā)光顯示器的發(fā)光段或發(fā)光點。由這些發(fā)光段或發(fā)光點可以組成數(shù)碼管、符號管、米字管、矩陣管、電平顯示器管等等。就鬧鐘而言，通?？刹捎靡壕э@示或數(shù)碼管顯示。由于一般的段式液晶屏，需要專門的驅(qū)動電路，而且液晶顯示作為一種顯示，可視性相對較差；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

18、般多采用并行接口，對微處理器的接口要求較高，占用資源多。數(shù)碼管作為一種主動顯示器件，具有亮度高、價格便宜等優(yōu)點，而且市場上也有專門的時鐘顯示組合數(shù)碼管。用數(shù)碼管作為顯示器。數(shù)碼管的驅(qū)動電路簡單，使用方便。2.4按鍵方式按照鍵盤與 CPU 的連接方式可分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。獨立式鍵盤是各個按鍵相互獨立，每個按鍵占用一個 I/O 口線，每根 I/O 口線上的按鍵不會影響其他 I/O 口上按鍵工作狀態(tài)。獨立式鍵盤電路配置靈活，結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 口，在按鍵數(shù)量較多時，I/O 口線浪費較大，且電路結(jié)構(gòu)復雜。矩陣式鍵盤適合按鍵較多時使用。由于本設(shè)計的電子鐘需要 4 個按鍵，若

19、采用矩陣式鍵盤時會有按鍵浪費，故采用的是獨立式鍵盤。第三章主要器件及簡介3.1SST89E516RD 單片機SST89E516RD 單片機可靠性高，價格低廉，軟硬件全兼容 8051/52 系列單片機, 原有資源均可使用。最高工作頻率可達 40MHz，具K+8KB 的 FALSH ROM器，可反復讀寫上萬次，數(shù)據(jù)保存超過十年。在應(yīng)用中基本無需再擴展程序器。此外數(shù)據(jù) RAM 達 1K 字節(jié)，能滿足大多數(shù)應(yīng)用，比標準 51 機的 RAM 大 8 倍。最重要的是該型單片機，支持在應(yīng)用可編程（IAP），和在系統(tǒng)可編程（ISP），可實現(xiàn)升級，而不用編程器。SST 公司專門為該型單片機開發(fā)了 SoftIof

20、tware InCircuit Emulator）。它是 SST 公司為方便 SST 用戶使用、調(diào)試的仿真器SST 單片機所開發(fā)的開發(fā)工具。1SST89E516 微控制器實物圖如圖 3.1。圖 3.1 SST89E516RD 實物3.2EDA 仿真ProteusProteus是一款在國內(nèi)開始廣泛流行的 EDA，該具有模擬電路仿真，數(shù)字電路仿真，單片機及電路組成的系統(tǒng)仿真，RS-232 動態(tài)仿真，12C 調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)的仿真，以及各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。該目前支持的單片機類型有：68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12系列、

21、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列、ARM 以及各種。該還支持大量的器和，總之，該是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真，功能極其強大。2Proteus 主要由兩大部分組成：ISIS原理圖設(shè)計、仿真系統(tǒng)。它主要用于電路原理圖的設(shè)計以及互式仿真。ARES印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)。它主要用于印刷電路板的設(shè)計，產(chǎn)生最終的 PCB 文件。Proteus 主要特點：具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。支持主流

22、單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各種。提供調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào) 試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)；同時支持第的編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil 等。具有強大的原理圖繪制功能。3在本系統(tǒng)中，Proteus的用途首先是畫出硬件原理圖，其次是將加載進去，進行模擬仿真，在仿真的過程中對硬件進行完善，最后完成整個硬件與系統(tǒng)。3.3集成開發(fā)環(huán)境 KeilKeil C51 是德國 Keil Software 公司的 51

23、 系列兼容單片機 C 語言集成開發(fā)環(huán)境(IDE)。Keil C51提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。4Keil C51 可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)可用IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。5然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標準的 Hex 文件，以供

24、調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。6在本課題中 Keil C51 主要是實現(xiàn)程序的編譯及調(diào)試，以及實現(xiàn)仿真中程序的加載及其控制，在硬件仿真中實現(xiàn)將程序加載到單片機中，實現(xiàn)硬件工作的驅(qū)動。3.4Keil 和Proteus 聯(lián)合仿真的搭建在學習、開發(fā)單片機系統(tǒng)時,常常需要硬件仿真設(shè)備,用于加快學習和開發(fā)的進度,但此類設(shè)備對單片機數(shù)量、種類和固定電路有所限制,并且價格較貴。而聯(lián)合運用仿真Proteus 和單片機開發(fā)下虛擬建立了一個硬件仿真環(huán)境Keil 構(gòu)建單片機虛擬,在沒有硬件實物的

25、環(huán)境，大大擴充實驗靈活性。7下面介紹一下 Keil 和 Proteus聯(lián)合仿真的搭建步驟（Keil 作為調(diào)試界面，Proteus 作為硬件仿真調(diào)試界面）：。首先是安裝 Proteus 和 Keil安裝 vdmagdi.exe 文件到 Keil 安裝目錄。啟動 Keil 編輯、編譯好程序。打開 Keil 中的目標選項操作框。如圖 3.2 進行設(shè)置。圖 3.2Keil 設(shè)置操作流程圖啟動 Proteus，繪制好原理圖。設(shè)置“使用調(diào)試”選項。如圖 3.3 所示。圖 3.3調(diào)試設(shè)置在 Proteus 中清空單片機屬性框中的程序文件。如圖 3.4 所示。圖 3.4Proteus 設(shè)置流程圖同時運行 Ke

26、il 和 Proteus結(jié)果。，在 Keil 中聯(lián)機運行程序，在 Proteus 中觀察運行第四章系統(tǒng)總體設(shè)計4.1電子鬧鐘的工作原理電子鬧鐘是一個將“時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺的計時裝置。它的計時周期為 24 小時，顯示滿刻度為 23 時 59 分 59 秒，另外有校時功能和鬧鐘功能。一個基本的電子鬧鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”，計數(shù)器、校時電路、鬧鐘電路和振蕩器組成。干電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器、“時”，“分”，“秒”計數(shù)器、譯及顯示器、校時電路、鬧鐘電路組成。秒信號產(chǎn)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實現(xiàn)。將標準秒信號

27、送入秒計數(shù)器，秒計數(shù)器采用 60 進制計數(shù)器，每累計 60 秒發(fā)出一個分脈沖信號，該信號將作為分計數(shù)器的時鐘脈沖。分計數(shù)器也采用 60 進制計數(shù)器，每累計 60 分鐘，發(fā)出一個時脈沖信號，該信號將被送到時計數(shù)器。時計數(shù)器采用 24 進制計時器，可實現(xiàn)對一天 24 小時的累計。譯碼顯示電路將“時”，“分”，“秒”計數(shù)器的輸出狀態(tài)送到六段顯示譯譯碼，通過六位 LED 六段顯示器顯示出來。鬧鐘電路時根據(jù)計時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)和所設(shè)定的時間是否一致，蜂鳴器發(fā)出響聲。校時電路時用來對“時”，“分”，“秒”顯示數(shù)字進行校對調(diào)整的。4.2總體設(shè)計基于微控制器的電子產(chǎn)品不僅具有智能化的特征，而且功能易于擴展。本設(shè)

28、計以SST89E516 微控制器為，使用 6 位 LED 數(shù)碼管顯示，能同時顯示時、分、秒。實現(xiàn)一個具有計時、校時、鬧鐘等多種功能為一體的電子時鐘。設(shè)計中通過借助集成開發(fā)環(huán)境 Keil 和 EDAProteus 對電子鬧鐘的軟硬件進行聯(lián)合仿真調(diào)試，在減少設(shè)備、成本投入的同時，大大縮短開發(fā)周期，使得從概念到產(chǎn)品成為可能，為產(chǎn)品的快速上市贏得先機。4.3總體設(shè)計框圖本系統(tǒng)的主是：首先是按鍵經(jīng)過按鍵處理后進入定時單元（即鬧鐘單元）。設(shè)定完定時單元進入計時單元，計時單元通過顯示控制單元在顯示器上顯示出當前時間。其總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 4.1 所示。圖 4.1 總體設(shè)計框圖各模塊的功能硬件模塊系統(tǒng)硬件模塊可

29、以根據(jù)系統(tǒng)的各個功能，把整個系統(tǒng)劃分成若干個模塊，分別對這些模塊來進行設(shè)計，然后再通過單片機程序來實現(xiàn)對各個硬件模塊功能的調(diào)度。按鍵模塊按鍵模塊設(shè)計的主要功能就是對時間進行校時，并且定時鬧鐘功能。顯示器顯示本次采用的是 LED 數(shù)碼管，主要是準確顯示時間。4.4.2模塊部分主要采用程序結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計，避免一些函數(shù)的不必要的重復書寫，使程序變得簡單易懂。程序在執(zhí)行時，主程序必須要通過調(diào)用子函數(shù)完成相應(yīng)的功能。主程序流程圖如圖 4.2。圖 4.2 主程序流程圖第五章詳細設(shè)計硬件部分的設(shè)計按鍵模塊作為一個按鍵從沒有按下到按下以及是一個完整的過程，也就是說當按下一個按鍵時，總希望某個命令只執(zhí)行一次。

30、而在按下的過程中不要有干擾進來，因為在按下的過程中，一旦有干擾過來可能造成誤觸發(fā)過程，因此在設(shè)計按鍵電路的時候應(yīng)注意不要有干擾進來。一個功能完善的時鐘，還要能對時間進行調(diào)整。這就需要設(shè)置按鍵。在本次設(shè)計中設(shè)置 3 個按鍵。一個 Set 鍵，用于時間調(diào)整選擇；一個 Shift 鍵，用于時間調(diào)整位置選擇；一個 Up 鍵，用于以遞增方式修改時間。具體為，當?shù)谝淮伟聪?Set 鍵時進入鬧鐘模式，再按一次 Set 鍵則進入時間調(diào)整模式。而 Shift 鍵用于對時間位置的選擇依次為從左向右。Up 鍵，用于以遞增方式修改時間。其按鍵設(shè)計電路圖如圖 5.1 所示。圖 5.1 按鍵設(shè)計電路圖5.1.2蜂鳴器驅(qū)動

31、電路發(fā)音部分是通過三極管放大后驅(qū)動蜂鳴器工作，再通過產(chǎn)生等時時間驅(qū)動蜂鳴器發(fā)音。這樣就可以省去硬件振蕩電路，降低成本。蜂鳴器驅(qū)動電路如圖 5.2。圖 5.2 蜂鳴器驅(qū)動電路5.1.3硬件總體設(shè)計根據(jù)電子鬧鐘結(jié)構(gòu)框圖，對各個模塊進行了設(shè)計和分析，最后完成了整個系統(tǒng)硬件電路原理圖如圖 5.3。圖 5.3 電子鬧鐘電路原理圖5.2部分的設(shè)計5.2.1中斷定時器 T0T0 定時源 8 位自動重裝，定時計數(shù)值 256，定時頻率 3600Hz，要產(chǎn)生 1/360s 的動態(tài)顯示定時要求，則對定時中斷的計數(shù)值為 10。產(chǎn)生 2Hz 閃爍顯示效果的中斷計數(shù)值為 900。其中斷服務(wù)流程圖如圖 5.4。圖 5.4

32、T0 中斷服務(wù)流程圖5.2.2中斷定時器 T1T1 定時源 8 位自動重裝，定時計數(shù)值 256，由于單片機主頻為：11.0592MHz，所以定時頻率：11.0592MHz/（12*256）=3600Hz，定時時間間隔 1/3600s。對 T1 定時中斷進行計數(shù)，當計數(shù)值從 0 計數(shù)到 3600 時，時間正好 1 秒；對秒進行計數(shù)，計數(shù)值從 0計數(shù)到 60，時間正好 1 分；對分進行計數(shù)，計數(shù)值從 0 計數(shù)到 60，時間正好 1 小時。當時間計數(shù)到 24 點，又自動回 0。8其中斷服務(wù)流程圖如圖 5.5。圖 5.5 T1 中斷服務(wù)流程圖5.2.3數(shù)據(jù)顯示函數(shù)數(shù)據(jù)顯示主要是通過調(diào)用函數(shù)和數(shù)碼管顯示

33、，其工作流程圖如圖 5.6。圖 5.6 數(shù)據(jù)顯示工作流程圖5.2.4按鍵掃描此部分主要是判斷是否有按鍵按下以及對應(yīng)按鍵的操作，其相關(guān)流程圖如圖 5.7。圖 5.7 按鍵掃描流程圖第六章系統(tǒng)調(diào)試與仿真6.1系統(tǒng)調(diào)試在本次設(shè)計中，最主要的調(diào)試有三點：計時調(diào)試，顯示調(diào)試和按鍵調(diào)試。6.1.1計時調(diào)試計時調(diào)試，首先在 keil 中加載主程序。然后在設(shè)置斷點，全速運行程序，當程序運行到斷點處時停止。秒定時為全速運行一次則秒加一。秒起始值為 0。全速運行后秒自動加 1。與預期結(jié)果一致。9調(diào)試成功。調(diào)試圖如圖 6.1 所示。圖 6.1 計時調(diào)試過程6.1.2顯示調(diào)試顯示調(diào)試同計時調(diào)試也是采用斷點調(diào)試。首先在

34、 Keil 中加載主程序。然后在設(shè)置斷點，在監(jiān)視框中加載程序如圖 6.2 所示。圖 6.2 顯示調(diào)試過程然后全速運行程序。在 Protues 中觀察運行的結(jié)果。在 Keil 監(jiān)視框中可以看到CurrentSeg 為 0 x04 也就是說觀察顯示最后一位。而 DispBuff 最后一位顯示應(yīng)該為 6，同時在 Protues 觀察結(jié)果如圖 6.3 所示。圖 6.3Proteus 中同步顯示調(diào)試過程由于仿真存在延時滯后現(xiàn)象，故在觀察中會看到前邊一位也同時顯示，但在實際中是不存在這種現(xiàn)象的。調(diào)試成功。6.1.3按鍵調(diào)試按鍵調(diào)試同樣采用斷點調(diào)試。首先設(shè)置斷點如圖 6.4 所示。圖 6.4 按鍵調(diào)試過程圖

35、全速運行，會發(fā)現(xiàn)當程序運行到設(shè)定的斷點處時并不停止，這是因為并沒有進行按鍵操作。當在 Proteus 中進行按鍵操作后發(fā)現(xiàn)程序到斷點處停止。說明按鍵模塊成功。調(diào)試成功。在電子鬧鐘的設(shè)計中當然不止這些調(diào)試，還有其它調(diào)試，但都采用同樣的方法進行調(diào)試。在實際調(diào)試中也都調(diào)試成功，在此處僅選取最主要的三點調(diào)試進行講解10。6.2系統(tǒng)仿真結(jié)果此電子鬧鐘設(shè)計是利用 KeiC51 與 Proteus 聯(lián)合進行仿真，基本實現(xiàn)此次設(shè)計要求實現(xiàn)的功能。仿真運行結(jié)果如圖 6.5 所示。圖 6.5 系統(tǒng)仿真運行結(jié)果圖另外，鬧鈴電路有音樂鬧鐘的擴展功能（可以將蜂鳴器換成揚聲器再加一段音樂程序即可實現(xiàn)）。因為時間有限，擴展

36、功能還未實現(xiàn)。第七章設(shè)計總結(jié)通過自己的不屑努力，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書上的任務(wù)要求。功能上基本達標：時鐘的顯示，調(diào)時功能、校時功能、鬧鈴功能。其精確度完全可以滿足日常生活顯示時間的需要。調(diào)時功能，方便快捷。校時功能保證了時鐘的準確和可靠性。鬧鐘響鈴還有擴展成音樂鬧鐘的余地。硬件設(shè)計符合要求，設(shè)計可以配合硬件實現(xiàn)要求的功能。通過這次設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)。這次的設(shè)計還讓我學會了如何去培養(yǎng)的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，自己。更重要的是，我在這一設(shè)計過程中，學會了堅持不懈，不

37、輕言放棄。設(shè)計過程，常有一些不如意，但畢竟這是第一次做，難免會遇到各種各樣。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。雖然這個設(shè)計做的不是很滿意，但是在設(shè)計過程中所學到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和。由于學習 Proteus 和 KeilC51 時間不是很長，系統(tǒng)在設(shè)計過程中，難免存在之處。在程序結(jié)構(gòu)上系統(tǒng)設(shè)計得還不夠緊密，對一些問題，還不是很好的能解決。雖然畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲，但這個設(shè)計不會因為畢業(yè)設(shè)計的結(jié)束而停止，在今后的學習中，再就這些問題進行完善。技術(shù)在不斷進步，機械式時鐘已經(jīng)慢慢被淘汰，取而代之的是具有高度準確性和直觀性，具有更長的使用等優(yōu)點

38、的電子時鐘。電子鬧鐘更具有人性化，更能提高人們的生活質(zhì)量，更受人們歡迎。最后，要做好一個課程設(shè)計，就必須做到：在設(shè)計程序之前，對所用單片機的結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內(nèi)有哪些資源；要有一個清晰的思路和一個完整的流程圖；在設(shè)計程序時，不能妄想一次就將整個程序設(shè)計好，反復修改、不斷改進是程序設(shè)計的必經(jīng)；要養(yǎng)成注釋程序的好，一個程序的完美與否不僅僅是實現(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；在設(shè)計課程過程中遇到問題是很正常的，但應(yīng)該將每次遇到下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣。參考文獻1234SST單片機應(yīng)用文庫DB/OL.proteus Proteus

39、與電路設(shè)計 中文資料CP/DK.文庫DB/OL.，沈，等.單片機實驗與實踐-2版.：航空航天大學，2006.5-10.56789凡等.51單片機C語言開發(fā)詳解M.文庫DB/OL.：電子工業(yè)，2008.95-121.C51Keil和proteus之間的通信設(shè)置文庫DB/OL，.單片機課程設(shè)計指導M.：航空航天大學，2007.14-17.：高等教育，等.MCS-51系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用-2版M.明，2004.234-245.10單片機C語言編程與實例 中文資料CP/DK.附錄一電子鬧鐘原理圖附錄二源程序代碼源程序代碼：定時器初始化void INIT_TMR(void)TMOD=0 x22;/設(shè)定

40、定時器工作方式字，定時器 0 和 1，8 位自動重裝TH1=0;/裝載計數(shù)值 256 到定時器 1TL1=0;TH0=0;/裝載計數(shù)值 256 到定時器 0TL0=0;PT1=1;/為保障定時精度，設(shè)定定時器 1 高優(yōu)先級中斷ET1=1;/開定時器 1 中斷ET0=1;/開定時器 0 中斷EA=1;/開總中斷TR1=1;/啟動定時器 1TR0=1;/啟動定時器 0定時器 1 中斷程序：void TMR1_SRV(void)errupt3Timer1Counter+;/定時中斷計數(shù)if (Timer1Counter=3600)/定時中斷計數(shù)值到達 3600Timer1Counter=0;/清除定

41、時中斷計數(shù)值if (!KeySetFlag)/設(shè)置時間時暫停計時NowTime.Second+;/秒計數(shù)值加 1if (NowTime.Second=60)NowTime.Minute+;NowTime.Second=0;/每 60 秒，分加一if (NowTime.Minute=60)NowTime.Hour+;NowTime.Minute=0;/每 60 分，時加一if (NowTime.Hour=24)NowTime.Hour=0;/24 小時后，自動回 0定時器 0 中斷程序：void TMR0_SRV(void)errupt1Timer0Counter+;if (Timer0Counter=450)Timer0Counter=0;OutSelectSeg=SelectSeg;/以 4Hz 平率將調(diào)整時間選擇為閃爍顯示SendDispBuff();/以 8Hz 平率將當前