單片機(jī)電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

PAGE1目錄單片機(jī)的個性化電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告作者：黃淀鈞吳耿彬09電信3班設(shè)計(jì)背景2作品簡介2設(shè)計(jì)目的與意義3設(shè)計(jì)要求3總體方案設(shè)計(jì)35.1硬件設(shè)計(jì)35.1.1總原理圖35.1.2各模塊設(shè)計(jì)45.1.3器件清單75.2軟件設(shè)計(jì)75.2.1硬件框圖85.2.2程序流程圖95.2.3源程序代碼六、遇到的困難和解決辦法18七、參考文獻(xiàn)18八、附錄18一、設(shè)計(jì)背景電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時、自動報(bào)時及自動控制等各個領(lǐng)域。盡管目前市場上已有現(xiàn)成的數(shù)字鐘集成電路芯片出售，價(jià)格便宜、使用也方便，但鑒于單片機(jī)的定時器功能也可以完成數(shù)字鐘電路的設(shè)計(jì)，因此進(jìn)行數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)是必要的。在這里我們將已學(xué)過的比較零散的數(shù)字電路的知識有機(jī)的、系統(tǒng)的聯(lián)系起來用于實(shí)際，來培養(yǎng)我們的綜合分析和設(shè)計(jì)電路，寫程序、調(diào)試電路的能力。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)可靠性高、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，不僅已成為工業(yè)測控領(lǐng)域普遍采用的智能化控制工具，而且已滲入到人們工作和和生活的各個角落，有力地推動了各行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，應(yīng)用前景廣闊。二、作品介紹該作品是個性化電子鐘設(shè)計(jì)，技術(shù)上主要用單片機(jī)（AT89c52）主控，8位LED數(shù)碼顯示，分別顯示“小時-分鐘-秒”。該作品主要用于24小時計(jì)時顯示,能調(diào)整顯示時間,能調(diào)整鬧鐘時間,能做秒表使用，能定時鬧鈴1分鐘，鬧鐘響的時候可以手動按停。使用方法:開機(jī)后時鐘在00:00:00起開始計(jì)時。按K1進(jìn)入調(diào)時狀態(tài):按K2加1,按K3減1.再按K1進(jìn)入分調(diào)整狀態(tài),加減調(diào)整同調(diào)時一樣.再按K1進(jìn)入秒調(diào)整狀態(tài)。之后再按K1分別進(jìn)入鬧鐘的時分秒調(diào)整狀態(tài)。最后一次按K1，則返回顯示狀態(tài)。三、設(shè)計(jì)目的及意義（1）熟悉protues、keil-c軟件的應(yīng)用。（2）鞏固、加深和擴(kuò)大51系列單片機(jī)應(yīng)用的知識面，提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決工業(yè)控制的能力；（3）培養(yǎng)針對課題需要，選擇和查閱有關(guān)手冊、圖表及文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動手能力；（4）對課題設(shè)計(jì)方案的分析、選擇、比較、熟悉用51單片機(jī)做系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容及步驟。四、設(shè)計(jì)要求（1）上電以后自動進(jìn)入計(jì)時狀態(tài)，起始于00:00:00。（2）設(shè)計(jì)鍵盤調(diào)整時間，完成時間設(shè)計(jì)，并設(shè)置鬧鐘。（3）定時時間為1/100秒，采用定時器實(shí)現(xiàn)。（4）采用LED數(shù)碼管顯示，時、分，秒采用數(shù)字顯示。（5）采用24小時制，具有方便的時間調(diào)校功能。五、總體方案設(shè)計(jì)5.1硬件設(shè)計(jì)5.1.1總原理圖如原理圖所示，硬件系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)、LED數(shù)碼管顯示模塊、電源模塊、晶振模塊、按鍵模塊等組成。電子鐘原理圖5.1.2各個模塊設(shè)計(jì)1.單片機(jī)最小系統(tǒng)AT89S52AT89c52概述：是一款非常適合單片機(jī)初學(xué)者學(xué)習(xí)的單片機(jī)，它完全兼容傳統(tǒng)的8051，8031的指令系統(tǒng)，他的運(yùn)行速度要比8051快最高支持達(dá)33MHz的晶體震蕩器，在此系統(tǒng)中使用12MHz的晶振。AT89c52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計(jì)數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止……詳述：AT89c52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計(jì)數(shù)器。一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口及時鐘電路。另外，AT89c52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止.2、顯示模塊LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，亦稱半導(dǎo)體數(shù)碼管。將條狀發(fā)光二極管按照共陰極(負(fù)極)或共陽極(正極)的方法連接，組成“8”字，再把發(fā)光二極管另一電極作筆段電極，就構(gòu)成了LED數(shù)碼管。若按規(guī)定使某些筆段上的發(fā)光二極管發(fā)光，就能顯示從0～9的…系列數(shù)字。同熒光數(shù)碼管(VFD)、輝光數(shù)碼管(NRT)相比，它具有：體積小、功耗低、耐震動、壽命長、亮度高、單色性好、發(fā)光響應(yīng)的時間短，能與TTL、CMOS電路兼容等的數(shù)顯器件。+、-分別表示公共陽極和公共陰極。a～g是7個筆段電極，DP為小數(shù)點(diǎn)。另有一種字高為7．6mm的超小型LED數(shù)碼管，管腳從左右兩排引出，小數(shù)點(diǎn)則是獨(dú)立的。本系統(tǒng)利用6位LED數(shù)碼管顯示時間，共陰極結(jié)構(gòu)。LED數(shù)碼管由7段發(fā)光二極管組成，當(dāng)要顯示某個數(shù)字時只要將數(shù)字所對應(yīng)的引腳送入低電平。表一LED數(shù)碼管真值表3.按鍵模塊本設(shè)計(jì)中主要有三個控制按鍵，按鍵功能為：（1）P0.0為調(diào)時間模式，按P0.0進(jìn)入調(diào)分狀態(tài):按P0.1加1,按P0.2減1.再按P0.0進(jìn)入分調(diào)整狀態(tài),,加減調(diào)整同調(diào)時.按P0.0進(jìn)入秒調(diào)整狀態(tài)。（2）再按P0.0進(jìn)入設(shè)定鬧時狀態(tài),可進(jìn)行時設(shè)定,按P0.1時加1,按P0.2時減1，再按P0.0為分調(diào)整,按P0.1分加1,按P0.0進(jìn)入秒調(diào)整，再按P0.0調(diào)鬧鐘結(jié)束.在鬧鈴時可按P0.1或P0.2停鬧,不按鬧鈴1分鐘。4．晶振模塊下圖所示為時鐘電路原理圖，在AT89c51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。而在芯片內(nèi)部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后，才成為單片機(jī)的時鐘脈沖信號。晶振電路 5.1.3器件清單表二元件清單與封裝元件名封裝名型號CRYSTALXTAL-1VOLTREGTO-220MC7805TTRANS4FLY410TO1VSINCAPRB.2/.4CAPACITORPOLCAPRAD-0.1CAPTRANSISTORTO18PNPTRANSISITORTO92ANPNSPEAKERSIP-2LEDDIODE-0.4SW-PBRES2AXIAL0.3-1.0DPY_7-SEG_DPDIP8單片機(jī)AT89S525.2軟件設(shè)計(jì)5.2.1硬件框圖根據(jù)以上的電子鐘的設(shè)計(jì)要求可以分為以下的幾個硬件電路模塊：單片機(jī)模塊、數(shù)碼顯示模塊、晶振模塊、電源模塊與按鍵模塊等，模塊之間的關(guān)系圖如下面得方框電路圖所示。5.2.2程序流程圖（1）總體流程圖（2）時鐘調(diào)整模式開始開始初始化函數(shù)初始化函數(shù)是否有按鍵按下是否有按鍵按下顯示時間顯示時間否是調(diào)整顯示時間，調(diào)整鬧鐘時間調(diào)整顯示時間，調(diào)整鬧鐘時間YYYNN開始顯示時間鬧鐘是否啟動蜂鳴器響K2=0orK3=0?退出（3）鬧鐘模式5.2.3源程序代碼#include<reg51.h>#defineucharunsignedcharuchartime,hour,min,sec;ucharhhs,mms,sss;ucharhhg,mmg,ssg;ucharkey1num;ucharnaomiao,naofen,naoshi;ucharnaomiaog,naomiaos,naofeng,naofens,naoshig,naoshis;ucharled[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6};uchartable[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};sbitkey1=P0^0;sbitkey2=P0^1;sbitkey3=P0^2;sbitkeynaozhong=P2^0;voiddelay(intz){intx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}voiddisplay0(ucharhhs,ucharmms,ucharsss,ucharhhg,ucharmmg,ucharssg){ 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