基于單片機(jī)的多功能電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)論文(已修改)

　

【正文】 機(jī) 電 工 程 系課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告題目: 數(shù)字時(shí)鐘課程設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè)： 通信技術(shù) 班 級(jí)： 07通信 學(xué) 號(hào)： 0706090111 姓 名： 指導(dǎo)老師： 時(shí) 間：2010年1月10日目錄一、 設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)題目……………………………………………3二、 設(shè)計(jì)任務(wù)、功能描述……………………………….……………3三、 硬件原理分析…………………………………………………….3四、 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………….71 地址空間分配……………………………………………………….72 軟件整體架構(gòu)分析………………………………………………….8：設(shè)計(jì)思路………………………………………..主程序流程圖………………………..各程序流程圖………..9五、 程序清單……………………………..…………………………….12一、 設(shè)計(jì)題目：數(shù)字時(shí)鐘。設(shè)計(jì)的時(shí)鐘能夠?qū)崿F(xiàn)日常的時(shí)鐘顯示，同時(shí)具有時(shí)鐘調(diào)整、兩個(gè)鬧鐘及正點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。二、 設(shè)計(jì)任務(wù)、功能描述整體設(shè)計(jì)任務(wù)：本電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)首要的工作是結(jié)合以往所學(xué)的單片機(jī)程序編寫(xiě)理論和編寫(xiě)規(guī)則來(lái)編寫(xiě)電子時(shí)鐘的軟件部分，編寫(xiě)時(shí)要結(jié)合所配的AT89S52芯片的管腳功能和其他硬件電路，該部分運(yùn)用keil單片機(jī)軟件來(lái)完成。，并調(diào)試。待這一切工作做好后再利用已焊接好的小系統(tǒng)板硬件電路來(lái)實(shí)踐實(shí)現(xiàn)軟件功能與硬件的結(jié)合。此步驟要用progisp單片機(jī)燒寫(xiě)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在硬件設(shè)計(jì)上：（1）用四個(gè)電位按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電子時(shí)鐘的調(diào)試工作，當(dāng)按第一下總控鍵時(shí)進(jìn)入時(shí)鐘的調(diào)整狀態(tài)，有兩個(gè)電位按鍵分別來(lái)調(diào)整時(shí)鐘的分和時(shí)，在調(diào)整時(shí)秒正常運(yùn)行；當(dāng)按第二下總控鍵時(shí)時(shí)鐘進(jìn)入鬧鐘一設(shè)置，有兩個(gè)電位按鍵分別來(lái)調(diào)整時(shí)鐘的分和時(shí)的設(shè)定，另外有一個(gè)時(shí)鐘控鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)鬧鐘是否開(kāi)啟；當(dāng)按第三下總控鍵時(shí)時(shí)鐘進(jìn)入鬧鐘二設(shè)置，其余操作同鬧鐘一設(shè)置操作，當(dāng)按第四下總控鍵時(shí)時(shí)鐘退出調(diào)整模式進(jìn)入正常時(shí)鐘走勢(shì)。（2）用兩個(gè)四位數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的顯示部分，其演示模式是： 時(shí)時(shí)分分秒秒 該數(shù)碼管組合的功能管腳是八個(gè)位選擇連接芯片的p2引腳，八個(gè)顯示管位并聯(lián)再接入到芯片p0引腳。從而在功能上區(qū)分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的顯示功能。 （3）用一個(gè)led燈和電阻組成的簡(jiǎn)易電路結(jié)合設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)正點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能，當(dāng)時(shí)鐘走到正點(diǎn)時(shí)，該led燈便能夠閃爍五秒剛好是五下，之后進(jìn)入暗的狀態(tài)，等到下一個(gè)整點(diǎn)到來(lái)。 （4）用一個(gè)喇叭和三極管等配件組成一個(gè)鬧鐘電路。當(dāng)時(shí)鐘到設(shè)定的報(bào)時(shí)點(diǎn)時(shí)便會(huì)發(fā)出“嘟嘟嘟嘟….‘的聲音來(lái)實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能。 （5）用一個(gè)按鍵和其他部件組成的復(fù)位電路與芯片連接來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)程序及硬件的重新復(fù)位功能。三、 硬件原理分析電路設(shè)計(jì)分析電路原理設(shè)計(jì)是基于小系統(tǒng)包括電源電路、復(fù)位電路、按鍵電路、時(shí)鐘電路、數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)電路、輸出控制電路。電源部分是用電池來(lái)提供的3v5v，晶體振蕩器采用的是12MHz的石英晶體振蕩器。總體硬件設(shè)計(jì)框圖如下：主 控制器AT89S52系列單片機(jī)芯片電源復(fù)位電路按鍵電路時(shí)鐘振蕩電路七段數(shù)碼管數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)電路輸出控制電路 本次設(shè)計(jì)采用按鍵電平復(fù)位，按鍵電平復(fù)位相當(dāng)于按復(fù)位鍵后，復(fù)位端通過(guò)電阻與Vcc電源接通； 80C51系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，但要形成時(shí)鐘，外部還需附加電路。XTAL1引腳為反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端，XTAL2引腳為反相放大器的輸出端。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器實(shí)質(zhì)是個(gè)2分頻的觸發(fā)其輸入來(lái)自振蕩器的fosc，輸出為2相時(shí)鐘信號(hào)，即節(jié)拍信號(hào)PP2，器頻率為fosc\2。2個(gè)節(jié)拍為1個(gè)狀態(tài)時(shí)鐘S。狀態(tài)時(shí)鐘再3分頻后為ALE信號(hào)，其頻率為fosc\6，狀態(tài)時(shí)鐘6分頻后為機(jī)器周期信號(hào)，器頻率為fosc\12。特殊功能寄存器PCON的PD位可以控制振蕩器的工作，當(dāng)PD=0時(shí)，振蕩器停止工作，單片機(jī)進(jìn)入低功耗工作狀態(tài)，復(fù)位后，PD=0，振蕩器正常工作。 本次設(shè)計(jì)采用常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式接法：通過(guò)在引腳XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體或陶瓷諧振器，再利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路，如圖所示，外接晶振時(shí)，C5和C6的值通常選擇為2030pf。CC6對(duì)頻率有微調(diào)作用，影響振蕩的穩(wěn)定性和起振速度。所采用的晶體或陶瓷諧振器得頻率選擇024\33MHz。為了減小寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作，諧振器和電容贏盡可能與單片機(jī)芯片靠近安裝。 因?yàn)樵撾娐匪桦妷簽?5v，可直接用電池供應(yīng)或也可以用直流電源供應(yīng)，但需經(jīng)過(guò)變壓才行。 采用LED共陽(yáng)極數(shù)碼管的發(fā)光二極管接到高電平（電壓為5V），用LED動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，在單片機(jī)電路里，芯片的驅(qū)動(dòng)電流很小，一般為微安級(jí)別的，要通過(guò)三極管（可驅(qū)動(dòng)電流為毫安級(jí)別，甚至更大）來(lái)驅(qū)動(dòng)LED（正常工作電流為幾十毫安）發(fā)光，本設(shè)計(jì)由P2端口掃描數(shù)碼管的選通，P0口送數(shù)據(jù)顯示。，用于切換正常走時(shí)、調(diào)時(shí)間、設(shè)定鬧鐘；，用于調(diào)整時(shí)鐘分加一和調(diào)鬧鐘時(shí)間分加一的功能；，用于調(diào)整時(shí)鐘時(shí)加一和調(diào)鬧鐘時(shí)加一的功能；，用于設(shè)定是否開(kāi)啟鬧鐘。 ，用于整點(diǎn)報(bào)時(shí)，和一個(gè)蜂鳴器，用于響?hù)[鈴。四、 軟件設(shè)計(jì)分析地址空間及端口分配30h—37h地址空間分別分配給ledledledledledledled38h地址空間分配給gn，定義38h空間為按鍵次數(shù)讀取的緩存空間。3bh地址空間分配給nk1，定義3bh空間是鬧鐘開(kāi)啟開(kāi)關(guān)按鍵次數(shù)讀取緩存空間。39h地址空間分配給nao1f，用于存儲(chǔ)調(diào)整鬧鐘一分加一按鍵次數(shù)讀取緩存。3ah地址空間分配給nao1s，用于存儲(chǔ)調(diào)整鬧鐘一時(shí)加一按鍵次數(shù)讀取緩存。3dh地址空間分配給nao2f，用于存儲(chǔ)調(diào)整鬧鐘二分加一按鍵次數(shù)讀取緩存。3eh地址空間分配給nao2s，用于存儲(chǔ)調(diào)整鬧鐘二時(shí)加一按鍵次數(shù)讀取緩存。50h地址空間用于存放50ms中斷寄存。51h地址空間用與存放秒的十位和個(gè)位。52h地址空間用與存放分的十位和個(gè)位。53h地址空間用與存放時(shí)的十位和個(gè)位。 ， zdled控制燈的亮暗起到整點(diǎn)報(bào)時(shí)顯示作用。 端口分配給nb， 利來(lái)實(shí)現(xiàn)鬧腫p0端口分配給數(shù)碼管顯示控制p2端口分配給數(shù)碼管選擇顯示控制?？傮w架構(gòu)說(shuō)明該時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)思路如下：（1）、在程序頭將設(shè)計(jì)中的一些固定空間進(jìn)行分配并注釋。（2）、初始化程序，如設(shè)定時(shí)鐘初始顯示00—59—56 以便一開(kāi)始就能進(jìn)入整點(diǎn)報(bào)時(shí)狀態(tài)，顯示該功能。設(shè)定使用定時(shí)器1；將一些未到時(shí)鐘設(shè)計(jì)功能的功能端口關(guān)閉等。（3）開(kāi)始主程序進(jìn)行程序掃描，先掃描拆字子程序，將分配好的時(shí)分秒等高地位的數(shù)字調(diào)入到顯示子程序中?！@示子程序通過(guò)分配的空間對(duì)應(yīng)口將拆字子程序的內(nèi)容在七段數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的時(shí)分秒，再調(diào)用走時(shí)程序使時(shí)鐘進(jìn)行讀秒等工作?！M(jìn)入按鍵掃描，判斷按鍵是否有變動(dòng)，若有就根據(jù)設(shè)計(jì)程序?qū)ο鄳?yīng)的按鍵按入次數(shù)而進(jìn)行實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。如進(jìn)入時(shí)間調(diào)整、鬧鐘一設(shè)置、鬧鐘開(kāi)啟與否等?！M(jìn)入鬧鐘一、二的判斷，在時(shí)分上與設(shè)置的鬧鈴時(shí)間吻合的話(huà)就做相對(duì)應(yīng)的判斷，再依據(jù)是否有開(kāi)啟鬧鐘而進(jìn)行響鈴與否，如果有響鈴則設(shè)置其一直響鈴知道有人為按取消按鍵取消鬧鈴?！M(jìn)入整點(diǎn)報(bào)時(shí)掃描，判斷是否在時(shí)分上都進(jìn)入了整點(diǎn)，如果是就報(bào)時(shí)顯示燈閃爍五下（5s），然后就退出整點(diǎn)報(bào)時(shí)，等到下一個(gè)整點(diǎn)的到來(lái)?！詈蠓祷刂鞒绦蝾^重新依次掃描。顯示過(guò)程設(shè)有消隱，按鍵設(shè)有去斗。（4）、子程序部分。在主程序的調(diào)用下依據(jù)不同的子程序工能而編寫(xiě)子程序，有多級(jí)嵌套。這些子程序包括顯示子程序、拆字子程序、延時(shí)子程序、走時(shí)間子程序、整點(diǎn)報(bào)時(shí)子程序、按鍵處理子程序、調(diào)時(shí)間子程序、鬧鐘設(shè)置子程序、鬧鐘子程序、鬧鐘開(kāi)啟子程序。各子程序功能及出入口地址（1）各子程序功能：