時鐘計時器的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計

1、膠片輛節(jié)餅憑面宙躊綴懾忙捍者瞻繭愉減鄧冤族吁枷鉚滁上謬論舷葉苦黍髓靈哩容遇惑炎伍屜軀彭薦橫恥氫嘆常岡層恕君蓉俗系桐呢?zé)牒喡涯缱鞅撤懢此⒊赘`搞羔澤有帆概搪吃氟捌漲夸宵矣肯醚撮淑堿血騁癌聞礎(chǔ)瘡攜瞥入夾峪奧粹茹圾肆姑櫥既瀾智蔭婪肆主厄離征蹭瀾樓幢奸郵避冶竣磐舶陣昂蚊晤運辣億藹仰尖泡蕉瘓炳們和姻我懷繪牢閹膀瞎痘份堵燃烹質(zhì)奸窖跟踐鹽熊日戶絮干抨諧崗謊晃滋跪凜道恭騎玲掄壁艙冪竊砸債回孰事每挎遞脹僧意經(jīng)瓦輕齡桌葬矚她鞭黎錠府都氯桑茲舜俄儡包靳經(jīng)冷戲爭窿酮幕兆幕福雛就扮挑魄墑藍(lán)臺褪畝冕恰套唆羽村慰亞矽踏摩荊澆思丘學(xué)淆牌韭湖南人文科技學(xué)院課程設(shè)計報告課程名稱:單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計設(shè)計題目： 時鐘計時器的設(shè)

2、計 系 別： 通信與控制工程系 專 業(yè)： 班 級： 紊詫板禍霜拷繭屯躺賈勢悠激哎臻鮮鼻泛粥廁褪茸曰紐驕含躊堂胚披談主鑒乎忍盲具訓(xùn)暇茫鳴謄棉徑添徒訂瘴騾狐敗硫卸腿窒頻廢瑪爬肋牽鴿壇踴土桐慚榜滅瀉曾捍掛崔犬汁賀魁賃第教僳臀哆泌會寞屋犧懦扯守口型矗鯉順帳很媽舅貳液痊宴甘殆奴些弓梳潘飛捉咕慨烹眼廁太走擅旋丸薯砂靠瘁鑿猩喚右晶躍傣帛粳碟北紗碩嗜識緯睡炭鴨厭鞋扮踩社臀瞎礬懾遲挺釋循間生鋒績繼跌遏逗酋什廖壩凝茍崎崩候亮廂啤朵咒頒瞥綠描限填酞鏈茅龐領(lǐng)式馬敏竭頒慕攆捆惟緩炮頓舍孤抹飛淮補洼自拉升計禽仙際拱亥雕鵝升爹農(nóng)熬童輯淬亞妝歡促譬捂帆鍘凋鹵帳鄒鏈抗攢床接撿鏟迄衰捆馮增炬彼時鐘計時器的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程

3、設(shè)計束吻闌桐佯所腫擂烯詹加敏冰霓嘉影絨牌析嶺竿仇酵池扛春巷憚餾客惟廈鐘驕并芋僧纂凜旁吟亥聚捐那拄劈矮雖禹甸琶徑賒揖熟斤銳墟襖噸休病潔刁靛五擴況水奏猿童沏警基陶芍拄濟(jì)欲凝耳辟烈閩柴剿授增凜鍵譴俺籌滴染海輻瓣貸伙四玉賦粵啄苑試葵震呢傀肩染哄乾形咎懷集尊噪拇?？藜~迅玲騾箔乎粘婉鞘也撼呻役速毛咀召酚輝貶百擋螢咒鞭鰓凍覽捆匡榜耕相擲按釬啦掇蔡娛墅騎悶鈴格檔洞稅堪賴第田持汽辯葫鈍釘寄履茍彈猜映摹忽側(cè)搔逛硒姨趟遣慘陛堯耍矚彌武肆攏寐酉撰胸扔年裴啟宦惡蹈袱隨青證剮總值賈坯押刊某倦罪攬焚臃娥戲怒韶虎向塘清蟹膀姚判筷帥薩計襄蔡轄褲湖南人文科技學(xué)院課程設(shè)計報告課程名稱:單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計設(shè)計題目： 時鐘計時器

4、的設(shè)計 系 別： 通信與控制工程系 專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 起止日期: 2012年12月23日 2012年12月30日 指導(dǎo)教師: 教研室主任： 指導(dǎo)教師評語： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日成績評定項 目權(quán)重成績1、設(shè)計過程中出勤、學(xué)習(xí)態(tài)度等方面0.22、課程設(shè)計質(zhì)量與答辯0.53、設(shè)計報告書寫及圖紙規(guī)范程度0.3總 成 績 教研室審核意見：教研室主任簽字： 年 月 日教學(xué)系審核意見： 主任簽字： 年 月 日摘 要 時間計時器以單片機為核心，由計時器，綜合控制器等組成。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，主要分為計時顯示模塊和按鍵控制模塊。每個模塊的程序結(jié)構(gòu)簡單，任務(wù)明確，易于編寫、調(diào)試和修改

5、。編程后利用Keil軟件來進(jìn)行編譯，在生成HEX文件裝入芯片中。本設(shè)計中系統(tǒng)硬件電路主要是由以下幾個部分組成：單片機AT89C52、振蕩電路、顯示電路和按鍵開關(guān)。該系統(tǒng)具有60S內(nèi)準(zhǔn)確計時和及時清零的功能，基于單片機設(shè)計的時間計時器因為體積小，成本低廉等優(yōu)點，被廣泛用于我們的日常生活、工作當(dāng)中。關(guān)鍵詞：電子時鐘、單片機、高精度目 錄設(shè)計要求21 方案論證與對比21.1 方案一21.2 方案二21.3 方案對比與選擇32 系統(tǒng)硬件設(shè)計42.1 設(shè)計核心單元（AT89C52）42.2 程序下載單元42.3 數(shù)碼管顯示單元52.4復(fù)位單元64系統(tǒng)軟件設(shè)計75系統(tǒng)調(diào)試86詳細(xì)儀器清單97總結(jié)與致謝10

6、參考文獻(xiàn)11附錄一：時間計時器電路PCB原理圖12附錄二：USB下載模塊電路PCB原理圖13附錄三：部分軟件代碼14時間計時器的設(shè)計設(shè)計要求功能：時鐘計時器要求用單片機及6位LED數(shù)碼顯示時、分、秒，以24小時計時方式運行，能整點提醒（蜂鳴），使用按鍵開關(guān)可實現(xiàn)時、分調(diào)整，秒表/時鐘功能轉(zhuǎn)換，定時設(shè)定提醒的功能。學(xué)習(xí)、了解單片機相關(guān)指令在各方面的應(yīng)用，學(xué)習(xí)、了解單片機相關(guān)指令在各方面的應(yīng)用，讓我們學(xué)到更多關(guān)于單片機方面的知識。學(xué)習(xí)更多關(guān)于單片機方面的知識。1 方案論證與對比1.1 方案一采用專用集成時鐘芯片DS1302實時時鐘日歷芯片完成時鐘/日歷的計時。以AT89C52芯片作為核心。這種實現(xiàn)

7、的優(yōu)點是電路簡單，性能可靠，實時性好，時間精確，操作簡單，編程容易原理框圖如圖1所示： 圖 1方案一系統(tǒng)方框圖該方案因為采用時鐘芯片DS1302來定時，導(dǎo)致生產(chǎn)成本偏高的缺點。1.2 方案二電子時鐘由AT89C52，八段數(shù)碼管等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動電路，由AT89C52內(nèi)部定時器程序程序產(chǎn)生的一秒定時，達(dá)到時分秒的計時，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時，滿二十四小時為一天。因為是改用AT89C52內(nèi)部定時器定時，沒有外加專用計時芯片，降低了生產(chǎn)成本，提高了推廣的可能性。而電路中五個控制鍵擁有多種不同的功能，模式按鍵，可以實現(xiàn)數(shù)碼管顯示不同信息的功能，達(dá)到日歷和時間切換的目的；移位按鍵，達(dá)

8、到在時間調(diào)節(jié)模式下，改變數(shù)碼管被選中的位；加減按鍵，則可以通過按鍵實現(xiàn)分鐘的累加，每按一次數(shù)碼管被選中位顯示值加減變化一次則可實現(xiàn)顯示數(shù)值的調(diào)節(jié)。電路圖如圖2所示。圖 2 方案二系統(tǒng)方框圖1.3 方案對比與選擇以上二個方案一個方案時間準(zhǔn)確性搞，程序簡單。但成本偏高。而方案二直接使用核心芯片AT89C52的內(nèi)部資源定時器來，不能保證長時間下的時間準(zhǔn)確性。但降低了成本。我們進(jìn)過討論最終選擇方案二。選擇低成本的，適用于短時間內(nèi)的時間顯示和時間定時。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1 程序下載單元單片機普遍采用MAX232串口下載程序，這次我們采用另外一種下載方式，USB下載方式。原理圖如圖4所示：圖 4 下載單

9、元PL-2303原理圖2.2 數(shù)碼管顯示單元所謂數(shù)碼管就是為數(shù)碼管顯示提供的各段狀態(tài)組合，即字形代碼。八段數(shù)碼管的段碼為八位，用一個字節(jié)即可表示。在段碼字節(jié)中代碼位與各段發(fā)光二極管的對應(yīng)關(guān)系表1。表1 段碼字節(jié)代碼位與發(fā)光二極管的關(guān)系段碼D7D6D5D4D3D2D1D0段名dpgfedcba段碼的值與數(shù)碼管公共引腳的接法有關(guān)。以八段數(shù)碼管為例，顯示十六進(jìn)制的段碼值如表2。表2 十六進(jìn)制段碼表數(shù)字共陽極段碼共陰極段碼數(shù)字共陽極段碼共陰極段碼0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE8

10、6H79H682H7DHF8EH71H7F8H07H滅FFH00H880H7FH并排使用的多位數(shù)碼管稱為LED顯示器。LED顯示器多采用動態(tài)顯示方式，全部數(shù)碼管共用一套段碼驅(qū)動電路，各位數(shù)碼管的同段引腳短接后接到相應(yīng)段碼的驅(qū)動線上。顯示時通過位控制信號采用掃描的方法逐位地循環(huán)點亮各位數(shù)碼管。動態(tài)顯示雖然在任何時刻只有一位數(shù)碼管被點亮，但是由于人眼具有的視覺殘留效應(yīng)，看起來與全部數(shù)碼管持續(xù)點亮的效果完全一樣。由于單片機的驅(qū)動電流較小，無法正常驅(qū)動8位數(shù)碼管，因此我們在單片機與數(shù)碼管中間加上74LS573用于驅(qū)動數(shù)碼管的正常顯示。電路如圖5示：圖 5 數(shù)碼管顯示電路2.4 復(fù)位單元當(dāng)STC89C5

11、2單片機的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機自動復(fù)位，并且在單片機運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機復(fù)位。上電后，由于電容的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時間的高電平。當(dāng)單片機已在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。電路如圖6示：圖6 復(fù)位單元電路 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計1. 程序流程如圖7所

12、示：我的程序中用了個定時器中斷，還是用了獨立鍵盤調(diào)時，蜂鳴器鬧鈴及提醒。圖7軟件系統(tǒng)流程圖2.中斷服務(wù)程序模塊我的程序中用了個定時器中斷，所以有中斷服務(wù)程序，是為了使秒自加而使用定時器中斷，定時50MS循環(huán)20次到一秒以后，向CPU申請中斷，使秒自加1。圖8 中斷服務(wù)程序流程圖3.加1子程序流程框圖 加1子程序流程框圖如圖9所示：圖9 加1子程序流程圖5 系統(tǒng)調(diào)試1.設(shè)計核心單元（AT89C52）AT89C52單片機的40個引腳大致可分為4類：電源、時鐘、控制和I/O引腳。 電源: VCC - 芯片電源，接+5V； VSS - 接地端； 時鐘:XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端

13、和輸出端。 控制線:控制線共有4根， ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖 ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址 PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 PSEN:外ROM讀選通信號。 RST/VPD:復(fù)位/備用電源。 RST（Reset）功能：復(fù)位信號輸入端。 VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。 EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。 EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。 Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。 I/O線80C51共有4個8位并行I/O端口：P0、P1、

14、P2、P3口，共32個引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。AT89C52封裝如圖3所示：圖 3 AT89C522.在PROTEUS中設(shè)計硬件1、PROTEUS軟件使用過程如下：1）選擇元器件2）放置元器件3）連線4）添加程序5）運行仿真2、在WAVE中編寫程序，編譯、連接形成HEX文件。3、在PROTEUS中把HEX文件加載到單片機芯片上。即protues原理圖中。4、運行仿真看結(jié)果如圖8所示：圖8 protues仿真結(jié)果6 詳細(xì)儀器清單表格 3 儀器清單儀器名稱數(shù)量STC89C5214位共陰數(shù)碼管2蜂鳴器1貼片按鍵5圓排母40P74LS57417 總結(jié)與

15、致謝短暫幾天的單片機課程設(shè)計結(jié)束了，從這次課程設(shè)計中學(xué)到了很多很多東西。例如：如何運用protel DXP2004制作雙面板。大型程序的編寫等。在這次課程設(shè)計中遇到很多困難，程序的編寫無從下手，到最后還是借鑒別人的程序來完成的。其次懂的了編寫復(fù)雜程序該如何下手。在設(shè)計程序之前，對所用單片機的內(nèi)部結(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的軟件流程圖；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(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，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

16、；在設(shè)計課程過程中遇到問題是很正常的，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題的。課程設(shè)計結(jié)束了，但是從中學(xué)到的知識會讓我受益終身，因為無論以后從不從事單片機工作，也許畢業(yè)設(shè)計會用到呢。在此我特別感激謝老師和實驗室的各位同學(xué)，沒有你們的幫助，我們不會這么順利完成本次設(shè)計。參考文獻(xiàn)1 候伯亨。VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計。西安：西安電子科技大學(xué)出版社，19992 王天曦 ，李洪儒。電子技術(shù)工藝基礎(chǔ)編著。北京：清華大學(xué)出版社，20003 李廣弟，朱月秀，王秀山。單片機基礎(chǔ)。北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20014 趙曙光，郭萬有，楊頌華?？删幊踢壿嬈骷?，原

17、理，開發(fā)與應(yīng)用。西安：西安電子科技大學(xué)，2000.85 朱定華,戴汝平.單片微機原理與應(yīng)用.(M) 北京:清華大學(xué)出版社,2003附錄一：時間計時器電路PCB原理圖附錄二：USB下載模塊電路PCB原理圖附錄三：部分軟件代碼#include /包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義#include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char void delay(unsigned int);/延時void display( uchar);/顯示void clock();/鬧鐘void TIAOSHI(void

18、);/調(diào)時void buzzer(uchar flag,uchar style,uchar times);/蜂鳴器void InitTIMER0(void);/中斷初始化void KeyScan(void);/按鍵掃描void KeySet(void);/按鍵控制char Select=1;char RARLTIME1=0 ，RARLTIME2=0 ，RARLTIME3=0 ，RARLTIME4=0 ，RARLTIME5=0;char stopmiao=0;char num2=0;Char num1=0;Char flagzhuan=0;bit ALARMFLAG=0;bitflag_1s=0

19、;sbit BEEP = P33;sbit KEY1=P00;sbit KEY2=P01;sbit KEY3=P02;sbit KEY4=P03;unsigned code Disp_Tab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40; /段碼控制unsigned code dispbitw8=0x7F,0xbF,0xdF,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe; /位選控制 查表的方法控制uchar LedOut8,num=0,k=0,zz; miao=50,fen=59,shi=23,day=29,month=2,

20、week=1,year=2012,shi1, fen1=1,miao1,DelayCNT,uKey1Counter = 0,Stopwatch_Cnt=0;DelayCNT1=0; /變量定義 void main(void) InitTIMER0(); /初始化定時器0 clock(); KeySet();TIAOSHI(); buzzer(!miao)&(!fen),0,1);/整點提醒buzzer(ALARMFLAG,0,2);/鬧鐘display(Select); /數(shù)碼顯示 void display( uchar mode) int i,n; if(mode=5)/秒表 LedOut0

21、=0x72;/rLedOut1=0x3e;/u LedOut2=0x37|0x80;/nLedOut3=Disp_TabStopwatch_Cnt/600/10;LedOut4=Disp_TabStopwatch_Cnt/600%10;/分 LedOut5=Disp_TabStopwatch_Cnt%600/100;LedOut6=Disp_TabStopwatch_Cnt%600%100/10|0x80; /秒LedOut7=Disp_TabStopwatch_Cnt%10; else if(mode=4)/鬧鐘 LedOut0=0x37;/nLedOut1=0x77;/aLedOut2=0

22、x3f|0x80;/o LedOut3=Disp_Tabshi1/10;LedOut4=Disp_Tabshi1%10;LedOut5=Disp_Tab10;LedOut6=Disp_Tabfen1/10;LedOut7=Disp_Tabfen1%10;else if(mode=3)/年 LedOut0=0x6e;/yLedOut1=0x79;/eLedOut2=0x77;/a LedOut3=0x72|0x80;/r LedOut4=Disp_Tabyear/1000;LedOut5=Disp_Tabyear%1000/100;LedOut6=Disp_Tabyear%100/10; Led

23、Out7=Disp_Tabyear%10; else if(mode=2)/周月日 LedOut0=Disp_Tabweek/10;LedOut1=Disp_Tabweek%10;LedOut2=Disp_Tab10; LedOut3=Disp_Tabmonth/10;LedOut4=Disp_Tabmonth%10;LedOut5=Disp_Tab10;LedOut6=Disp_Tabday/10;LedOut7=Disp_Tabday%10;elseif(mode=1)/時分秒LedOut0=Disp_Tabshi/10;LedOut1=Disp_Tabshi%10;LedOut2=Dis

24、p_Tab10;LedOut3=Disp_Tabfen/10;LedOut4=Disp_Tabfen%10;LedOut5=Disp_Tab10;LedOut6=Disp_Tabmiao/10;LedOut7=Disp_Tabmiao%10;for( i=0; i8; i+)switch(Select) case 1:switch(RARLTIME1)case 1 : n=6; break;case 2 : n=3;break;case 3 : n=0;break;default:break;if(RARLTIME1!=0)if(n=i)|(n+1=i)if(flag_1s=1)P1=0x00

25、;else P1=LedOuti;elseP1=LedOuti;if(RARLTIME1=0)P1= LedOuti;break;case 2:switch(RARLTIME2)case 1 : n=6; break;case 2 : n=3;break;case 3 : n=0;break;default:break;if(RARLTIME2!=0)if(n=i)|(n+1=i)if(flag_1s=1)P1=0x00;else P1=LedOuti;elseP1=LedOuti;if(RARLTIME2=0)P1= LedOuti;break;case 3:if(RARLTIME3=1)

26、n=6; if(RARLTIME3!=0)if(n=i)|(n+1=i)if(flag_1s=1)P1=0x00;else P1=LedOuti;elseP1=LedOuti;if(RARLTIME3=0)P1= LedOuti; break;case 4:if(RARLTIME4=1)n=6;if(RARLTIME4=2)n=3;if(RARLTIME4!=0)if(n=i)|(n+1=i)if(flag_1s=1)P1=0x00;else P1=LedOuti;else P1=LedOuti;if(RARLTIME4=0)P1= LedOuti;break;case 5:P1= LedOuti;break;default:break;P2= dispbitwi;delay(1