單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告--簡易的電子時(shí)鐘

1、<p>　　單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題 目： </p><p>　　系 部： </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　

2、班 級： </p><p>　　學(xué)生姓名: 學(xué) 號: </p><p>　　2015年 6 月 * 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1</p>&

3、lt;p>　　1. 1 設(shè)計(jì)任務(wù)1</p><p>　　1．2 設(shè)計(jì)要求1</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)方案1</b></p><p>　　2．1 設(shè)計(jì)思路1</p><p>　　2．2 芯片選擇1</p><p>　　2.2.1 單片機(jī)STC89C521&l

4、t;/p><p>　　2.2.2 LED數(shù)碼管2</p><p>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)5</p><p>　　3．1 電路設(shè)計(jì)框圖5</p><p>　　3．2 主要單元電路的設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.2.1 單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.2.2 顯示模

5、塊電路................................... 6</p><p>　　4 主要參數(shù)計(jì)算與分析7</p><p>　　4．1 計(jì)算與分析7</p><p><b>　　5 調(diào)試過程7</b></p><p>　　5．1 硬件調(diào)試7</p><p>　　

6、5.1.1 硬件電路故障7</p><p>　　5.1.2 硬件調(diào)試方法7</p><p>　　5．2 軟件調(diào)試8</p><p>　　5.2.1 軟件電路故障8</p><p>　　5.2.2 軟件調(diào)試方法8</p><p><b>　　6 結(jié)論9</b></p&g

7、t;<p><b>　　7 附錄10</b></p><p>　　7.1 數(shù)字時(shí)鐘實(shí)物圖10</p><p>　　7.2 源程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12</p><p>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</p>&

8、lt;p>　　1. 1 設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　本課題實(shí)驗(yàn)主要采用AT89C52芯片來完成一個簡易的電子時(shí)鐘?？赏ㄟ^控制按鍵來調(diào)整時(shí)間及時(shí)間清零</p><p><b>　　1．2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個以單片機(jī)為核心的數(shù)字時(shí)鐘，可實(shí)現(xiàn)功能：</p><p><b>　　

9、顯示時(shí)、分、秒功能</b></p><p>　　具備時(shí)、分和秒校準(zhǔn)功能及清零功能；</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2．1 設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　系統(tǒng)分為主控模塊、時(shí)鐘電路模塊、按鍵掃描模塊、LED顯示模塊、電源電路、復(fù)位

10、電路、晶振電路等模塊。主控模塊采用AT89C51單片機(jī)，按鍵模塊用四個按鍵，用于調(diào)整時(shí)間，顯示模塊采用LED數(shù)碼管。</p><p><b>　　2．2 芯片選擇</b></p><p>　　2.2.1單片機(jī)(AT89C52)</p><p>　?。ㄒ唬〢T89C52的介紹</p><p>　　AT89C52單片機(jī)是在

11、一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種功能的I/O接口電路等一臺計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件，AT89C52單片機(jī)內(nèi)包含下列幾個部件：</p><p>　?。?） 一個8位CPU；</p><p>　?。?）一個片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路；</p><p>　?。?）4K字節(jié)ROM程序存儲器；</p><p>　?。?）128字

12、節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲器；</p><p>　?。?）兩個16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；</p><p>　?。?）可尋址64K外部數(shù)據(jù)存儲器和64K外部程序存儲器空間的控制電路；</p><p>　　（7）32條可編程的I/O線（四個8位并行I/O端口）；</p><p>　　（二） AT89C52單片機(jī)的部分管腳說明：</p><

13、p>　　AT89C52單片機(jī)采用40條引腳雙列直插式器件，引腳除5V（ 40腳）和電源地（ 20腳）外，其功能分為時(shí)鐘電路、控制信號、輸入/輸出三大部分：</p><p>　　STC89C52引腳圖 STC89C52實(shí)物圖</p><p>　　（三）另外介紹一下輸入輸出引腳（本系統(tǒng)只用到P0、P1、P2口）：</p><p&g

14、t;　　(1) P0端口[P0.0-P0.7] 是一個8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1（對端口寫1）時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動8個TTL。</p><p>　　對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時(shí)，接收指令字節(jié);校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P0口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。</p><p>

15、　　(2) P1端口[P1.0－P1.7]是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動4個TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。</p><p>　　對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時(shí)，接收低8位地址信息。</p><p>　　(3) P2端口[P2.0－P2.7]是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動4個TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將

16、端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時(shí)，接收高8位地址和控制信息。</p><p>　　在訪問外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P2口送出高8位地址。而在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變</p><p>　　2.2.2 LED數(shù)碼管</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)采用共陽極數(shù)碼管</p><p>

17、;<b>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3．1 電路設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　圖3.1 電路設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　3．2 主要單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　單元電路的設(shè)計(jì)包括主控制系統(tǒng)、時(shí)鐘電路模塊、顯示模塊、復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.2.

18、1 單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)的最小系統(tǒng)如下圖所示,18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路,XTAL1接外部晶振和30PF電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和30PF電容的另一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出.第9引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻及開關(guān)后夠上電復(fù)位電路,20引腳為接地端,40引腳為電源端。</p><p>　　圖3.2.1

19、 主控制系統(tǒng)</p><p>　　3.2.2 顯示模塊電路</p><p>　　顯示電路采用8位共陽極LED數(shù)碼管。內(nèi)部的三個數(shù)碼管共用a~dp這8根數(shù)據(jù)線，共有12個引腳，引腳排列依然是從左下角的那個腳（1腳）開始，以逆時(shí)針方向依次為1~12腳。</p><p>　　4 主要參數(shù)計(jì)算與分析</p><p>　　4．1 計(jì)算與分析<

20、;/p><p>　　本設(shè)計(jì)完成了設(shè)計(jì)任務(wù)的所有要求。單片機(jī)采用STC89C52，編譯環(huán)境為keil，程序使用C語音進(jìn)行編寫。主要是程序的調(diào)試。程序調(diào)試的難點(diǎn)在于設(shè)計(jì)的功能模塊過多，程序結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使得調(diào)試起來比較費(fèi)時(shí)間。完成設(shè)計(jì)任務(wù)的要求1：顯示時(shí)、分、秒。2：具有可調(diào)整時(shí)間功能。</p><p><b>　　5 調(diào)試過程</b></p><p&g

21、t;<b>　　5．1 硬件調(diào)試</b></p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件調(diào)試是交叉相互進(jìn)行的，但通常是先排除樣機(jī)中明顯的硬件故障，尤其是電源故障，才能安全地和仿真器相連，進(jìn)行綜合調(diào)試。</p><p>　　5.1.1 硬件電路故障</p><p>　?。?）錯線、開路、短路</p><p>　　解決方

22、法：在畫原理圖時(shí)仔細(xì)檢查、校正即可解決。</p><p><b>　?。?）元器件損壞</b></p><p>　　解決方法：在設(shè)計(jì)過程中要明確各元器件的工作條件，嚴(yán)格按照元器件正常工況下進(jìn)行操作，損壞的元器件要及時(shí)更換，以免損壞其他元件或影響電路功能的實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　?。?）電源故障</b></p

23、><p>　　解決方法：電源必須單獨(dú)調(diào)試好以后才能加到系統(tǒng)的各個部件中。當(dāng)所有部分在該電源作用下都能正常工作，就選用該電源。</p><p><b>　　5．2 軟件調(diào)試</b></p><p>　　5.2.1 軟件電路故障</p><p>　　設(shè)計(jì)軟件部分可能出現(xiàn)這種錯誤的現(xiàn)象：</p><p>

24、;　?。?）當(dāng)以斷點(diǎn)或連續(xù)方式運(yùn)行時(shí)，目標(biāo)系統(tǒng)沒有按規(guī)定的功能進(jìn)行操作或什么結(jié)果也沒有，這是由于程序轉(zhuǎn)移到意外之處或在某處死循環(huán)所造成的。</p><p>　　解決方法：在采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)時(shí)，錯誤可能在操作系統(tǒng)中，沒有完成正確的任務(wù)調(diào)度操作，也可能在高優(yōu)先級任務(wù)程序中，該任務(wù)不釋放處理器，使CPU在該任務(wù)中死循環(huán)。通過對錯誤程序的修改使其實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。</p><p><b&

25、gt;　?。?）結(jié)果不正確</b></p><p>　　對于本設(shè)計(jì)而言，由于采用的是單片機(jī)C51語言，在檢查程序時(shí)，需要按模塊一步步查詢、修改，直到所有模塊都能正常工作，則顯示結(jié)果會達(dá)到預(yù)期值。</p><p>　　5.2.2 軟件調(diào)試方法</p><p>　　軟件調(diào)試所使用的方法有：計(jì)算程序的調(diào)試方法、I/O處理程序的調(diào)試法、綜合調(diào)試法等。</

26、p><p>　?。?）計(jì)算程序的調(diào)試方法</p><p>　　根據(jù)計(jì)算程序的功能，事先準(zhǔn)備好一組測試數(shù)據(jù)。調(diào)試時(shí)，用仿真器的寫命令，將數(shù)據(jù)寫入計(jì)算程序的參數(shù)緩沖單元，然后從計(jì)算程序開始運(yùn)行到結(jié)束，運(yùn)行的結(jié)果和正確數(shù)據(jù)比較，如果對有的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，都沒有發(fā)生錯誤，則該計(jì)算程序調(diào)試成功；如果發(fā)現(xiàn)結(jié)果不正確，改用單步運(yùn)行方式，即可檢查出錯誤所在。</p><p>　　（2

27、）I/O處理程序的調(diào)試</p><p>　　對于A/D轉(zhuǎn)換一類的I/O處理程序是實(shí)時(shí)處理程序，因此一般用全速斷點(diǎn)運(yùn)行方式或連續(xù)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)試。</p><p><b>　　（3）綜合調(diào)試</b></p><p>　　綜合調(diào)試一般采用全速斷點(diǎn)運(yùn)行方式，這個階段的主要工作是排除系統(tǒng)中遺留的錯誤以便提高系統(tǒng)的動態(tài)性能和精度。在綜合調(diào)試的最后階段，應(yīng)

28、在目標(biāo)系統(tǒng)的晶振頻率內(nèi)工作，使系統(tǒng)全速運(yùn)行目標(biāo)程序，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定功能技術(shù)指標(biāo)后，便可將軟件固化，然后在運(yùn)行固化的目標(biāo)程序，成功后目標(biāo)系統(tǒng)便可脫機(jī)運(yùn)行。一般情況下，這樣一個應(yīng)用系統(tǒng)就算研制成功。</p><p><b>　　6 結(jié)論</b></p><p>　　本次基于單片機(jī)STC89C52等器件制作一個數(shù)字時(shí)鐘。用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)控制、處理，送到顯示器顯示，硬件結(jié)構(gòu)簡單

29、，所用元件較少，大大降低了制作成本。軟件采用C語言實(shí)現(xiàn)，程序簡單可讀寫性強(qiáng)，效率高。與傳統(tǒng)的電路相比，具有方便操作、處理速度快、穩(wěn)定性高、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)，具有一定的使用價(jià)值。</p><p>　　剛開始決定做這個課程設(shè)計(jì)任務(wù)，認(rèn)為挺簡單的，以前曾因?yàn)榕d趣用串口做過時(shí)鐘，然而當(dāng)我們真正著手改用鍵盤控制時(shí)間調(diào)整以及復(fù)位的時(shí)候，我和同組的組員遇到了一些困難，在查閱了一些資料，相互討論之后問題得以解決；緊接著，我們的設(shè)計(jì)

30、有了細(xì)致的分工，分工的同時(shí)大家經(jīng)常一起探討設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的種種問題，并將不懂的向身邊的高手請教，最終在大家不懈努力下，課程設(shè)計(jì)成功完成。</p><p>　　設(shè)計(jì)中有好多問題都是因?yàn)槔碚撝R不扎實(shí)，概念的模糊,使我們明白要把所學(xué)到的理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐需要一段努力學(xué)習(xí)的過程；在做一個設(shè)計(jì)的過程中，一定要注意理論和實(shí)踐同步進(jìn)行，光有理論知識還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要用實(shí)踐去檢驗(yàn)理論，用理論指導(dǎo)實(shí)踐。</p><

31、;p>　　這樣的實(shí)踐環(huán)節(jié)在我的學(xué)生生涯是很難得的，也為我們以后步入社會開始工作打下了一定的基礎(chǔ)，最后我也要感謝組里的同學(xué)們，在大家的團(tuán)結(jié)協(xié)作下，本次課程設(shè)計(jì)才可以順利進(jìn)行并實(shí)現(xiàn)其功能，同時(shí)我也更加深刻體會到了團(tuán)結(jié)協(xié)作的重要性。由于本人水平有限，在技術(shù)指標(biāo)和論文寫作中可能存在一些缺陷，懇請老師批評指教。</p><p><b>　　7 附錄</b></p><p&g

32、t;　　7．1 數(shù)字時(shí)鐘實(shí)物圖</p><p><b>　　7.2 源程序</b></p><p>　　#include<reg52.h> </p><p>　　unsigned char code Tab[ ]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; <

33、;/p><p>　　unsigned char int_time ; </p><p>　　unsigned char second; </p><p>　　unsigned char minute; </p><p>　　unsigned char hour; </p><p>　　sbit S1=P1^

34、4; </p><p>　　sbit S2=P1^5; </p><p>　　sbit S3=P1^6; </p><p>　　sbit S4=P1^7; </p><p>　　void delay(void) </p><p><b&g

35、t;　　{</b></p><p>　　unsigned char j;</p><p>　　for(j=0;j<200;j++)</p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay60m

36、s(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i,j;</p><p>　　for(i=0;i<200;i++)</p><p>　　for(j=0;j<100;j++)</p><p><b>　　;</b&g

37、t;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void DisplaySecond(unsigned char s)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=0xbf; </p><p>　　P0=Tab[s/10

38、]; </p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　P2=0x7f; </p><p>　　P0=Tab[s%10]; </p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　P0=0

39、xff; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void DisplayMinute(unsigned char m)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=0xf7; </p><p>　　P0=Tab[m/1

40、0];</p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　P2=0xef; </p><p>　　P0=Tab[m%10];</p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　P2=0xdf; </p>&

41、lt;p>　　P0=0xbf; </p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　P0=0xff; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void DisplayHour(unsigned char h)</p><

42、p><b>　　{</b></p><p>　　P2=0xfe; </p><p>　　P0=Tab[h/10]; </p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　P2=0xfd; </p><p>　　

43、P0=Tab[h%10]; </p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　P2=0xfb; </p><p>　　P0=0xbf; </p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　P0=0xff;

44、 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void key_scan(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=0xf0; </p><p>　　if((P1&0xf0)!=0xf0) <

45、;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay60ms(); </p><p>　　if((P1&0xf0)!=0xf0) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(S1==0) &

46、lt;/p><p>　　second++; </p><p>　　if(S2==0) </p><p>　　minute++; </p><p>　　if(S3==0) </p><p>　　hour++; </p><p>　　if(S4==0) &l

47、t;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　second=0; </p><p>　　minute=0; </p><p>　　hour=0; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　

48、}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x01;

49、 </p><p>　　EA=1; </p><p>　　ET0=1; </p><p>　　TH0=(65536-46083)/256; </p><p>　　TL0=(65536-46083)%256; </p><p>　　TR0=1;

50、 </p><p>　　int_time=0; </p><p>　　second=0; </p><p>　　minute=0; </p><p>　　hour=0; </p><p><b>　　while(1)</b><

51、;/p><p><b>　　{ </b></p><p>　　DisplaySecond(second); </p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　DisplayMinute(minute); </p><p><b&

52、gt;　　delay();</b></p><p>　　DisplayHour(hour); </p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>&

53、lt;p>　　void interserve(void ) interrupt 1 using 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TR0=0; </p><p>　　int_time++; </p><p>　　if(int_time=

54、=20) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　int_time=0; </p><p>　　second++; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(second==60) </p&g

55、t;<p><b>　　{</b></p><p>　　second=0; </p><p>　　minute++; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(minute==60) </p><p><b>

56、;　　{</b></p><p>　　minute=0; </p><p>　　hour++; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(hour==24) </p><p><b>　　{</b></p&g

57、t;<p>　　hour=0; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　key_scan(); </p><p>　　TH0=(65536-46083)/256; </p><p>　　TL0=(65536-46083)%256