【正文】 .105 系統(tǒng)調(diào)試...............................................................................................................................14 軟件調(diào)試 ........................................................................................................................14 硬件調(diào)試 ........................................................................................................................15總 結(jié).......................................................................................................................................16參考文獻(xiàn)...................................................................................................................................17致 謝...................................................................................................................................18附 錄.......................................................................................................................................19附錄 1：程序清單 ................................................................................................................19附錄 2：原理圖 ....................................................................................................................28附錄 3：Proteus 仿真圖 .......................................................................................................29附錄 4：實(shí)物圖 ....................................................................................................................30附錄 5：PCB 圖 ...................................................................................................................31附錄 6：元器件目錄表 ........................................................................................................32數(shù)字電子鐘的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)01 概述 課題研究的背景及意義 由于單片機(jī)有著獨(dú)一無二的性能，所以在各行各業(yè)都有著廣泛的運(yùn)用。單片機(jī)在控制、檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用具有以下特點(diǎn)： 1）體積小、靈活性高、易于產(chǎn)品化。 2) 可靠性好，所能適應(yīng)的溫度范圍比較寬。 3）有可拓展的功能，可以根據(jù)需要來設(shè)計各種規(guī)模的系統(tǒng)。 現(xiàn)如今，我們生活中的各個領(lǐng)域都出現(xiàn)了單片機(jī)，其所涉及到的已經(jīng)不僅僅是電子方面了。數(shù)字電子鐘的時、分、秒都是用更加直觀的數(shù)字來表示的，與傳統(tǒng)的指針式的鐘表相比，它不僅走時準(zhǔn)確、顯示直觀，而且它不需要用安裝機(jī)械傳動裝置，故在許多方面都得到了廣泛應(yīng)用。伴隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高，在相當(dāng)一部分地方都要用到數(shù)字電子鐘。而就目前國內(nèi)市場而言，絕大多數(shù)的電子鐘都是采用全硬件電路來實(shí)現(xiàn)，這種方法不僅使電路的結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，而且會損耗很大的功率。因此有必要對數(shù)字電子鐘進(jìn)行改進(jìn)。自電子計數(shù)器誕生以來，就已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪兴夭豢缮俚墓ぞ?，但隨著人們對科學(xué)技術(shù)的不斷追求，對時間計量精度的要求也越來越嚴(yán)格，對其應(yīng)用領(lǐng)域的需求也越來越廣泛。那么本著以人為本的精神，我們怎樣才能做到讓數(shù)字電子鐘更好的服務(wù)于大眾呢？這就需要人們不斷去探索創(chuàng)新，研發(fā)出新型的、更有精準(zhǔn)的時鐘?，F(xiàn)如今，基本上所有精度高的計時工具都是采用的石英晶體振蕩器，由于數(shù)字電子鐘，石英表，石英鐘等都是采用的石英技術(shù)，因此使用起來就比較方便，走勢也比較穩(wěn)定，走時精度相當(dāng)?shù)母撸簿蜎]必要經(jīng)常校時了 [1]。數(shù)字電子鐘是采用集成電路來進(jìn)行計時的，用譯碼技術(shù)來代替普通的機(jī)械式傳動，用數(shù)碼管顯示時間來代替指針顯示時間，用這種技術(shù)不僅減小了計時誤差，而且這種表具有秒、分、時的時間顯示功能，甚至還可以對時鐘和分鐘進(jìn)行調(diào)節(jié)，片選性能非常好 [2]。在計算機(jī)系統(tǒng)中，電子計時器電路有著不可替代的地位，并且能夠確保系統(tǒng)正常工作。在一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時鐘包括兩層意思：第一，是指為了確保系統(tǒng)能夠正常工作的基本振蕩信號，主要由晶振和相關(guān)實(shí)現(xiàn)電路構(gòu)成，振蕩頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)的工作效率；第二，是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時時鐘，也就是定時時間 [4]，它主要有兩種實(shí)現(xiàn)的方法：一是用軟件實(shí)現(xiàn)，也就是說用單片機(jī)內(nèi)部自帶的定時/計數(shù)器來實(shí)現(xiàn)，但使用此種方法時誤差相對來說比較大，因此該方法主要用在針對時間精度要求不高的場合；二是用專門的時鐘芯片實(shí)現(xiàn)，采用這種方法通常是在對時間精度要求很高的情況下，典型的時鐘芯片有：DS1302，DS12887，X1203 等。 [6]本次設(shè)計主要采用單片機(jī)內(nèi)部的定時/計數(shù)器來實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子鐘的方法，以單片機(jī)STC89C51 芯片和數(shù)碼管為核心，加上相關(guān)的實(shí)現(xiàn)電路，從而構(gòu)成了一個單片機(jī)電子計時器。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（2022）1 課題設(shè)計內(nèi)容微處理器的設(shè)計選擇 STC89C51；顯示電路的設(shè)計選用數(shù)碼顯示，將數(shù)碼顯示與驅(qū)動集成在一塊芯片上；調(diào)整時間的電路設(shè)計，則通過 3 個按鈕來實(shí)現(xiàn)，SP1 按鈕用于選擇調(diào)時、調(diào)分還是調(diào)鬧鐘，SP2 使數(shù)值加一，SP3 使數(shù)值減一；硬件方面，同樣需要用到一個按鈕來設(shè)置鬧鈴時間以及停鬧鈴；還有一些其他控制電路如復(fù)位電路、時鐘電路等。通過這些控制電路的連接構(gòu)成了完整的電路[3]。本設(shè)計是制作一個具有現(xiàn)實(shí)時間和鬧鈴功能的數(shù)字電子鐘，用數(shù)碼管來顯示時間，通過對多個按鈕進(jìn)行相關(guān)的操作，就可以對時、分進(jìn)行加減一的調(diào)節(jié)，設(shè)鬧鐘以及復(fù)位。 課題預(yù)期效果LED 顯示器可準(zhǔn)確顯示 00：00：00——23：59：59，24 小時制的時間計數(shù)。 并且通過對時、分兩開關(guān)的即“S1” 、 “S2”、 “S3”的調(diào)節(jié)，可分別實(shí)現(xiàn)調(diào)時調(diào)分調(diào)鬧鐘的功能。數(shù)字電子鐘的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)22 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 設(shè)計原理 STC89C518 位數(shù)碼管顯示器數(shù)碼管段碼驅(qū)動3 個獨(dú)立式按鈕按 鈕數(shù)碼管位碼驅(qū)動開關(guān)上電蜂鳴器圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖通過對定時器設(shè)置一個 50ms 的脈沖來用以計數(shù)，設(shè)定一個有計數(shù)功能的單元地址20H，其單元內(nèi)容為 20。通過當(dāng) 20H 中值減為 0 時秒加一。當(dāng)秒、分值為 60 時，該位清零，且高位加一。時、分的調(diào)節(jié)是通過 、 、 口三個按鈕，分別對應(yīng) SS2 、S3 實(shí)現(xiàn)的，S1 為功能選擇鍵：按一下調(diào)節(jié)小時，按兩下調(diào)節(jié)分鐘，按三下調(diào)節(jié)鬧鐘小時，按四下調(diào)節(jié)鬧鐘分鐘，按五下開始工作；S2 為數(shù)值加一按鍵；S3 為數(shù)值減一鍵；初始化鐘表時間為 12:00:00；復(fù)位電路我們采用了上電復(fù)位的形式，設(shè)置了一個開關(guān)按鈕。 具體模塊主控模塊：其控制核心為 STC89C51 單片機(jī)，STC89C51 可以完成待測信號的計數(shù)，譯碼，顯示以及對分頻比的控制。顯示模塊：顯示電路采用 LED1602 數(shù)碼顯示器來動態(tài)顯示，便于觀測。按鍵模塊：該設(shè)計需要校對時間，所以用三個按鍵來實(shí)現(xiàn)。晶振模塊：該模塊給單片機(jī)提供時鐘頻率。鬧鐘模塊：當(dāng)達(dá)到設(shè)定的時間是發(fā)出報警。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（2022）33 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn) 控制模塊 STC89C51 單片機(jī)介紹電子計時器計時應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)原理，由單片機(jī)芯片 STC89C51 作為核心控制器，STC89C51RC 是采用 8051 核的 ISP（In System Programming）在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時鐘頻率為 80MHz，片內(nèi)含 8K Bytes 的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳 結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，具有在系統(tǒng)可編程（ISP）特性，配合 PC 端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，省去了購買通用編程器，而且速度更快。STC89C51 系列單片機(jī)集合了 8051 的內(nèi)核功能，具有機(jī)器周期、單時鐘的功能，是一種運(yùn)行速度快，功率消耗低的新