單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--led數(shù)字顯示電子時(shí)鐘

1、<p>　　《單片機(jī)原理及應(yīng)用》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　專 業(yè)： 通信工程 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2012年 6 月 3 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要········

3、;····································

4、83;···2</p><p>　　關(guān)鍵詞····························

5、3;·················2</p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目：··············&

6、#183;························2</p><p>　　二、設(shè)計(jì)目的 ······

7、3;································2</p><p>　　三、

8、設(shè)計(jì)要求 ····································

9、;···2</p><p>　　四、方案設(shè)計(jì)與論證····························

10、······2</p><p>　　五、軟件設(shè)計(jì)與流程圖·························

11、·······4</p><p>　　六、總原理電路及元器件清單·······················

12、83;··6</p><p>　　七、安裝與調(diào)試·····························

13、·········7</p><p>　　八、性能測(cè)試······················

14、3;·················7</p><p>　　九、結(jié)論與心得··············&

15、#183;·······················8</p><p>　　十、參考文獻(xiàn)········

16、;································8</p><p>　　附錄&

17、#183;····································

18、;···········8</p><p>　　摘要:本報(bào)告基于單片機(jī)原理技術(shù)介紹了一款于AT89C52芯片作為核心控制器的單片機(jī)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與制作，包括硬件電路原理的實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)、軟件程序編輯的實(shí)現(xiàn)、數(shù)字電子鐘正常工作的流程、原理圖仿真實(shí)現(xiàn)、硬件實(shí)物的安裝制作與硬件實(shí)物的調(diào)試過(guò)程。該單片機(jī)數(shù)字電子鐘

19、采用LED 數(shù)碼管能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)間（顯示格式為：時(shí)，分，秒），可隨時(shí)進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，時(shí)間采用24 小時(shí)制顯示。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) ；數(shù)字電子鐘 ；數(shù)碼管 ；AT89S51</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目：</b></p><p>　　LED數(shù)字顯示電子時(shí)鐘</p><p

20、><b>　　二、設(shè)計(jì)目的 </b></p><p>　　1、鞏固和加深對(duì)單片機(jī)原理知識(shí)的理解和運(yùn)用。 </p><p>　　2、進(jìn)一步提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。 </p><p>　　3、培養(yǎng)綜合分析問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)要求 </b><

21、;/p><p>　　1、方案論證，確定總體電路原理圖。 </p><p>　　2、元器件選擇，設(shè)計(jì)PCB圖（或用萬(wàn)能電路實(shí)驗(yàn)板搭線）。</p><p>　　3、繪制程序流程圖，編寫(xiě)C語(yǔ)言源程序。</p><p>　　4、安裝調(diào)試，實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘的基本功能，即能正確顯示時(shí)、分、秒；可調(diào)整時(shí)間；秒閃功能。 </p><p>&l

22、t;b>　　四、方案設(shè)計(jì)與論證</b></p><p>　　圖1 系統(tǒng)整體框圖</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)用單片機(jī)作為中央控制器，由單片機(jī)執(zhí)行采集芯片內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)單片機(jī)I/O口傳給單片機(jī)，單片機(jī)模塊控制驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)顯示模塊，通過(guò)顯示模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸出、LED的顯示及相關(guān)的控制功能。系統(tǒng)設(shè)有按鍵模塊用于對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整及擴(kuò)展多個(gè)小鍵盤(pán)。 </p>

23、;<p>　　1、單片機(jī)芯片選擇方案</p><p>　　方案一：AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器。主要性能有：與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器、32個(gè)可編程I/O口線、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、八個(gè)中斷

24、源、全雙工UART串行通道、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符、易編程。</p><p>　　方案二：AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）。主要性能有：兼容MCS51指令系統(tǒng)、32個(gè)雙向I/O口、256x8bit內(nèi)部RAM、3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷、時(shí)鐘頻率0-24MHz、2個(gè)串行中斷、可

25、編程UART串行通道、2個(gè)外部中斷源、6個(gè)中斷源、2個(gè)讀寫(xiě)中斷口線、3級(jí)加密位、低功耗空閑和掉電模式、軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能。</p><p>　　從單片機(jī)芯片主要性能角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘單片機(jī)芯片選擇設(shè)計(jì)采用方案一。</p><p>　　2、數(shù)碼管顯示選擇方案</p><p>　　方案一：靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示，即當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或截

26、止。該方式每一位都需要一個(gè)8 位輸出口控制。靜態(tài)顯示時(shí)較小電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。但因當(dāng)所需顯示的位數(shù)較多時(shí)，靜態(tài)顯示所需的I/O口數(shù)較大，造成資源的浪費(fèi)。</p><p>　　方案二：動(dòng)態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)顯示，即各位數(shù)碼管輪流點(diǎn)亮，對(duì)于顯示器各位數(shù)碼管，每隔一段延時(shí)時(shí)間循環(huán)點(diǎn)亮一次。利用人的視覺(jué)暫留功能可以看到整個(gè)顯示，但須保證掃描速度足夠快，人的視覺(jué)暫留功能才可察覺(jué)不到字符閃爍。顯示器的亮度與導(dǎo)通電流、

27、點(diǎn)亮?xí)r間及間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動(dòng)態(tài)顯示節(jié)省了I/O口，降低了能耗。</p><p>　　從節(jié)省單片機(jī)芯片I/O口和降低能耗角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘數(shù)碼管顯示選擇設(shè)計(jì)采用方案二。</p><p>　　3、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)選擇方案</p><p>　　方案一：上拉電阻驅(qū)動(dòng)方式。數(shù)碼管段碼與接有上拉電阻的單片機(jī)芯片I/O口相連，通過(guò)編程，單片機(jī)芯

28、片即控制段碼電平的高低。該方式經(jīng)費(fèi)低，但實(shí)物制作較復(fù)雜。</p><p>　　方案二：7407芯片驅(qū)動(dòng)方式。數(shù)碼管段碼與7407芯片B口相連，7407芯片A口與單片機(jī)芯片I/O口，通過(guò)編程，單片機(jī)芯片即可控制段碼電平的高低。該方式實(shí)物制作簡(jiǎn)單，增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管段碼能力。</p><p>　　從實(shí)物制作簡(jiǎn)易程度與驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管段碼能力角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)選擇設(shè)計(jì)采用方案二。</p

29、><p>　　五、軟件設(shè)計(jì)與流程圖</p><p>　　1、數(shù)字電子時(shí)鐘主程序流程圖</p><p>　　2、中斷服務(wù)程序流程圖</p><p>　　六、總原理電路及元器件清單</p><p><b>　　1、原理電路圖</b></p><p><b>　　2、元器件

30、清單</b></p><p><b>　　七、安裝與調(diào)試</b></p><p><b>　　1、電路安裝</b></p><p>　　安照電路原理圖把元器件安裝到已打好的銅板對(duì)應(yīng)的位置，把個(gè)元器件固定在銅板后，用導(dǎo)線把對(duì)應(yīng)的元器件的引腳相連接，再用焊錫焊接好即可。</p><p>　　

31、注意事項(xiàng)：（1）元器件的布局應(yīng)盡量集中，且各個(gè)元器件間引腳的連線應(yīng)盡量短、不彎曲，跳線盡量少。（2）各個(gè)元器件引腳的焊接不要虛焊。</p><p><b>　　2、電路調(diào)試</b></p><p>　　把相應(yīng)編譯好的目標(biāo)程序代碼加載到單片機(jī)芯片AT89S51，可接上5V電壓源即開(kāi)始進(jìn)行硬件電路的調(diào)試工作。如果顯示結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求，即檢查電路各連接點(diǎn)是否正確連接，再次

32、進(jìn)行硬件電路的調(diào)試工作，或是檢查代碼程序是否符合硬件電路的設(shè)計(jì)，若有錯(cuò)即進(jìn)行相應(yīng)的修改，編譯后，再進(jìn)行硬件電路的調(diào)試工作。如此反復(fù)操作，直到調(diào)試出正確結(jié)果。</p><p><b>　　3、軟件調(diào)試</b></p><p>　　（1） 在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行程序調(diào)試軟件Keil，進(jìn)行程序調(diào)試。</p><p>　?。?）加載程序代碼到單片機(jī)芯片AT89

33、S51中，進(jìn)行模擬仿真。若出現(xiàn)錯(cuò)誤，查看錯(cuò)誤后進(jìn)行相應(yīng)修改再進(jìn)行調(diào)試與模擬仿真，直到調(diào)試出正確結(jié)果。</p><p><b>　　八、性能測(cè)試</b></p><p>　　系統(tǒng)上電后進(jìn)行功能的測(cè)試，通過(guò)測(cè)試觀察到，系統(tǒng)上電后數(shù)碼管上顯示時(shí)間：00-00-17。</p><p><b>　　實(shí)物圖</b></p>

34、<p>　　通過(guò)測(cè)試，本作品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電子鐘的基本功能，且系統(tǒng)工作穩(wěn)定。</p><p><b>　　九、結(jié)論與心得</b></p><p>　　本單片機(jī)數(shù)字電子鐘系統(tǒng)的功能基本符合顯示格式為：XX：XX：XX， 即</p><p>　　時(shí)：分：秒。時(shí)間采用24 小時(shí)制顯示。經(jīng)過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示, 系統(tǒng)的可靠性已經(jīng)基本能夠達(dá)到實(shí)際

35、電子鐘的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)本單片機(jī)數(shù)字電子鐘系統(tǒng)具有擴(kuò)展性。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn)實(shí)際問(wèn)題、提出實(shí)際問(wèn)題、分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。</p><p>　　在此次數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過(guò)程中, 在學(xué)習(xí)新知識(shí)的同時(shí)，把在課程中學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際作品設(shè)計(jì)、操作中，更進(jìn)一步地熟悉了單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)及

36、掌握了其工作原理和具體的使用方法與相關(guān)元器件的參數(shù)計(jì)算方法、使用方法，了解了電路的開(kāi)發(fā)和制作及課程設(shè)計(jì)報(bào)告的編寫(xiě)。加深了對(duì)相關(guān)理論知識(shí)及專業(yè)知識(shí)的掌握度，增強(qiáng)自身的動(dòng)手能力，鍛煉及提高了理解問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，更深刻的體會(huì)到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性。</p><p><b>　　十、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙偉軍，《Protel99se教

37、程》，北京，人民郵電出版社. 1996年</p><p>　　[2] 張毅剛, 單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]</p><p><b>　　附源程序代碼：</b></p><p>　　程序：（注 已完全經(jīng)過(guò)調(diào)試，達(dá)到預(yù)期目的）</p><p>　　#include<reg51.h></p><

38、p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　uchar count=0;</p><p>　　sbit LED=P1^0;</p><p>　　uchar tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6

39、d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //顯示數(shù)碼管0,1,3,4,5,6,7,8,9</p><p>　　uchar miao=0,fen=0,hour=0;</p><p>　　void delay(uint i) //延遲函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b&

40、gt;　　uint j;</b></p><p>　　for(;i>0;i--)</p><p>　　for(j=124;j>0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init()</p><p><b>　　{<

41、/b></p><p>　　ET0=1; </p><p>　　TMOD=0x51; //選定定時(shí)器0,1和中斷0,1</p><p>　　TH0=(65536-25000)/256; </p><p>　　TL0=(65536-25000)%256; //設(shè)定時(shí)器0時(shí)間為250ms一次</p>

42、<p>　　ET1=1; </p><p><b>　　TH1=0xff;</b></p><p>　　TL1=0xff; //定時(shí)器1為中斷</p><p><b>　　EX0=1;</b></p><p>　　IT0=1; //中斷0開(kāi)</p>&l

43、t;p><b>　　EX1=1;</b></p><p>　　IT1=1; //中斷1開(kāi)</p><p>　　TR0=1; //定時(shí)器0開(kāi)</p><p>　　TR1=1; //定時(shí)器1開(kāi)</p><p>　　EA=1; //總中斷開(kāi)</p><p><b>　　}<

44、;/b></p><p>　　void display() //時(shí)鐘顯示函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P0=tab[hour/10%10];</p><p><b>　　P2=0xfe;</b></p><p><b>　

45、　delay(1);</b></p><p>　　P0=tab[hour%10];</p><p><b>　　P2=0xfd;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　P0=tab[fen/10%10];</p><p&g

46、t;<b>　　P2=0xfb;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　P0=tab[fen%10];</p><p><b>　　P2=0xf7;</b></p><p><b>　　delay(1);</b>

47、;</p><p>　　P0=tab[miao/10%10];</p><p><b>　　P2=0xef;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　P0=tab[miao%10];</p><p><b>　　P2=0x

48、df;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void main() //主函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b&g

49、t;　　init();</b></p><p><b>　　LED=0;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　display();</p><p><

50、b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void T0_int() interrupt 1 //定時(shí)器0函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=(65536-25000)/256;</p&

51、gt;<p>　　TL0=(65536-25000)%256;</p><p><b>　　count++;</b></p><p>　　if(count==20)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　count=0;</b><

52、;/p><p>　　miao= miao +1;</p><p><b>　　LED=~LED;</b></p><p>　　if(sec==60)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　miao=0;</b></p&g

53、t;<p>　　fen= fen +1;</p><p>　　if(fen ==60)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　fen =0;</b></p><p>　　hour=hour+1;</p><p>　　if(hour=

54、=24)</p><p><b>　　hour=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</

55、b></p><p>　　void T1_int() interrupt 3 //定時(shí)器1函數(shù)控制秒針加1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TH1=0xff;</b></p><p><b>　　TL1=0xff;</b></p

56、><p>　　miao=miao+1;</p><p>　　if(miao ==60)</p><p><b>　　miao =0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void I1_int() interrupt 2 //中斷1函數(shù)控制按鍵分

57、針加1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EX0=0;</b></p><p>　　fen= fen +1;</p><p>　　if(fen ==60)</p><p><b>　　fen =0;</b></p&

58、gt;<p><b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void I0_int() interrupt 0 //中斷函數(shù)0控制按鍵時(shí)針加1</p><p><b>　　{ </b></p><p><b

59、>　　EX1=0;</b></p><p>　　hour=hour+1;</p><p>　　if(hour==24)</p><p><b>　　hour=0;</b></p><p><b>　　EX1=1;</b></p><p>　　}