單片機課程設計--led數(shù)字顯示電子時鐘

1、<p>　　《單片機原理及應用》</p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　專 業(yè)： 通信工程 </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名：

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

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

4、83;···2</p><p>　　關鍵詞····························

5、3;·················2</p><p>　　一、設計題目：··············&

6、#183;························2</p><p>　　二、設計目的 ······

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

8、設計要求 ····································

9、;···2</p><p>　　四、方案設計與論證····························

10、······2</p><p>　　五、軟件設計與流程圖·························

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

12、83;··6</p><p>　　七、安裝與調試·····························

13、·········7</p><p>　　八、性能測試······················

14、3;·················7</p><p>　　九、結論與心得··············&

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

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

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

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

19、采用LED 數(shù)碼管能夠準確顯示時間（顯示格式為：時，分，秒），可隨時進行時間調整，時間采用24 小時制顯示。</p><p>　　關鍵詞：單片機 ；數(shù)字電子鐘 ；數(shù)碼管 ；AT89S51</p><p><b>　　一、設計題目：</b></p><p>　　LED數(shù)字顯示電子時鐘</p><p

20、><b>　　二、設計目的 </b></p><p>　　1、鞏固和加深對單片機原理知識的理解和運用。 </p><p>　　2、進一步提高綜合運用所學知識的能力。 </p><p>　　3、培養(yǎng)綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。</p><p><b>　　三、設計要求 </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，設計PCB圖（或用萬能電路實驗板搭線）。</p><p>　　3、繪制程序流程圖，編寫C語言源程序。</p><p>　　4、安裝調試，實現(xiàn)數(shù)字時鐘的基本功能，即能正確顯示時、分、秒；可調整時間；秒閃功能。 </p><p>&l

22、t;b>　　四、方案設計與論證</b></p><p>　　圖1 系統(tǒng)整體框圖</p><p>　　整個系統(tǒng)用單片機作為中央控制器，由單片機執(zhí)行采集芯片內部時鐘信號，時鐘信號通過單片機I/O口傳給單片機，單片機模塊控制驅動模塊驅動顯示模塊，通過顯示模塊來實現(xiàn)信號的輸出、LED的顯示及相關的控制功能。系統(tǒng)設有按鍵模塊用于對時間進行調整及擴展多個小鍵盤。 </p>

23、;<p>　　1、單片機芯片選擇方案</p><p>　　方案一：AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器。主要性能有：與MCS-51單片機產品兼容、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz、 三級加密程序存儲器、32個可編程I/O口線、三個16位定時器/計數(shù)器、八個中斷

24、源、全雙工UART串行通道、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符、易編程。</p><p>　　方案二：AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）。主要性能有：兼容MCS51指令系統(tǒng)、32個雙向I/O口、256x8bit內部RAM、3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷、時鐘頻率0-24MHz、2個串行中斷、可

25、編程UART串行通道、2個外部中斷源、6個中斷源、2個讀寫中斷口線、3級加密位、低功耗空閑和掉電模式、軟件設置睡眠和喚醒功能。</p><p>　　從單片機芯片主要性能角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘單片機芯片選擇設計采用方案一。</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，即當顯示器顯示某一字符時，相應的發(fā)光二極管恒定導通或截

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

27、點亮時間及間隔時間的比例有關。調整參數(shù)可以實現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(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)碼管顯示選擇設計采用方案二。</p><p>　　3、數(shù)碼管驅動選擇方案</p><p>　　方案一：上拉電阻驅動方式。數(shù)碼管段碼與接有上拉電阻的單片機芯片I/O口相連，通過編程，單片機芯

28、片即控制段碼電平的高低。該方式經費低，但實物制作較復雜。</p><p>　　方案二：7407芯片驅動方式。數(shù)碼管段碼與7407芯片B口相連，7407芯片A口與單片機芯片I/O口，通過編程，單片機芯片即可控制段碼電平的高低。該方式實物制作簡單，增強驅動數(shù)碼管段碼能力。</p><p>　　從實物制作簡易程度與驅動數(shù)碼管段碼能力角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘數(shù)碼管驅動選擇設計采用方案二。</p

29、><p>　　五、軟件設計與流程圖</p><p>　　1、數(shù)字電子時鐘主程序流程圖</p><p>　　2、中斷服務程序流程圖</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應的位置，把個元器件固定在銅板后，用導線把對應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：（1）元器件的布局應盡量集中，且各個元器件間引腳的連線應盡量短、不彎曲，跳線盡量少。（2）各個元器件引腳的焊接不要虛焊。</p><p><b>　　2、電路調試</b></p><p>　　把相應編譯好的目標程序代碼加載到單片機芯片AT89S51，可接上5V電壓源即開始進行硬件電路的調試工作。如果顯示結果不符合設計要求，即檢查電路各連接點是否正確連接，再次

32、進行硬件電路的調試工作，或是檢查代碼程序是否符合硬件電路的設計，若有錯即進行相應的修改，編譯后，再進行硬件電路的調試工作。如此反復操作，直到調試出正確結果。</p><p><b>　　3、軟件調試</b></p><p>　?。?） 在計算機上運行程序調試軟件Keil，進行程序調試。</p><p>　?。?）加載程序代碼到單片機芯片AT89

33、S51中，進行模擬仿真。若出現(xiàn)錯誤，查看錯誤后進行相應修改再進行調試與模擬仿真，直到調試出正確結果。</p><p><b>　　八、性能測試</b></p><p>　　系統(tǒng)上電后進行功能的測試，通過測試觀察到，系統(tǒng)上電后數(shù)碼管上顯示時間：00-00-17。</p><p><b>　　實物圖</b></p>

34、<p>　　通過測試，本作品設計實現(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、結論與心得</b></p><p>　　本單片機數(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：分：秒。時間采用24 小時制顯示。經過測試數(shù)據(jù)顯示, 系統(tǒng)的可靠性已經基本能夠達到實際

35、電子鐘的設計要求，同時本單片機數(shù)字電子鐘系統(tǒng)具有擴展性。</p><p>　　課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn)實際問題、提出實際問題、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際學習能力、動手能力的具體訓練和考察過程。</p><p>　　在此次數(shù)字鐘設計過程中, 在學習新知識的同時，把在課程中學到的理論知識運用到實際作品設計、操作中，更進一步地熟悉了單片機芯片的結構及

36、掌握了其工作原理和具體的使用方法與相關元器件的參數(shù)計算方法、使用方法，了解了電路的開發(fā)和制作及課程設計報告的編寫。加深了對相關理論知識及專業(yè)知識的掌握度，增強自身的動手能力，鍛煉及提高了理解問題、分析問題、解決問題的能力，更深刻的體會到了理論聯(lián)系實際的重要性。</p><p><b>　　十、參考文獻</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, 單片機原理及接口技術[M]</p><p><b>　　附源程序代碼：</b></p><p>　　程序：（注 已完全經過調試，達到預期目的）</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; //選定定時器0,1和中斷0,1</p><p>　　TH0=(65536-25000)/256; </p><p>　　TL0=(65536-25000)%256; //設定時器0時間為250ms一次</p>

42、<p>　　ET1=1; </p><p><b>　　TH1=0xff;</b></p><p>　　TL1=0xff; //定時器1為中斷</p><p><b>　　EX0=1;</b></p><p>　　IT0=1; //中斷0開</p>&l

43、t;p><b>　　EX1=1;</b></p><p>　　IT1=1; //中斷1開</p><p>　　TR0=1; //定時器0開</p><p>　　TR1=1; //定時器1開</p><p>　　EA=1; //總中斷開</p><p><b>　　}<

44、;/b></p><p>　　void display() //時鐘顯示函數(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>　　}