【正文】 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)Tianjin University of Technology and Education課 程 設(shè) 計(jì)專業(yè)班級：應(yīng)電 0814學(xué)生姓名：蘇鵬 姚金偉 張勁松指導(dǎo)教師：潘靜 講師 劉新月 講師系 別：電子工程學(xué)院目 錄一、數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)與制作 3 3 3 3方案一：使用專用時(shí)鐘芯片。 4方案二：采用MCU內(nèi)部定時(shí)器。 4 5 5 6 11 12 12 12 33 33二、出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)與制作 35 35 35 35 37 37 37 42 43 43 58 58 59三、個(gè)人總結(jié) 61天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)課程設(shè)計(jì)一、數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)與制作 設(shè)計(jì)和制作一個(gè)顯示時(shí)、分、秒的數(shù)字時(shí)鐘，具有校時(shí)功能，可對小時(shí)和分單獨(dú)校時(shí)，對分校時(shí)的時(shí)候，停止向小時(shí)的進(jìn)位。校時(shí)時(shí)鐘可以手動(dòng)輸入或借用電路中的時(shí)鐘；實(shí)現(xiàn)秒表功能；省電狀態(tài)（不顯示）；顯示年、月、日、學(xué)號。在實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘功能的同時(shí)，設(shè)計(jì)和制作一個(gè)溫度顯示器，可用鍵盤設(shè)置溫度的上限和下限，測量的溫度高于低于設(shè)置的溫度時(shí)，溫度顯示器報(bào)警。⑴ 單片機(jī)的選擇：方案一：采用型號為AT89S52的51單片機(jī)芯片。51內(nèi)核具有豐富的指令集和32個(gè)通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算術(shù)邏輯單元(ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。AT89S52有如下特點(diǎn):8K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即(RWW)，512 字節(jié)EEPROM，1K字節(jié)SRAM，32個(gè)通用I/O口線，32個(gè)通用工作寄存器，用于邊界掃描的JTAG 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器(T/C),片內(nèi)/外中斷，可編程串行USART，有起始條件檢測器的通用串行接口，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè)SPI串行端口，以及六個(gè)可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模式。 工作于空閑模式時(shí)CPU停止工作，而USART、兩線接口、SRAM、T/C、SPI 端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時(shí)晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行，允許用戶保持一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)；Standby模式下只有晶體或諧振振蕩器運(yùn)行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時(shí)具有快速啟動(dòng)能力；擴(kuò)展Standby模式下則允許振蕩器和異步定時(shí)器繼續(xù)工作。本芯片是以Atmel高密度非易失性存儲器技術(shù)生產(chǎn)的。片內(nèi)ISP Flash允許程序存儲器通過ISP串行接口，或者通用編程器進(jìn)行編程，也可以通過運(yùn)行于AVR 內(nèi)核之中的引導(dǎo)程序進(jìn)行編程。引導(dǎo)程序可以使用任意接口將應(yīng)用程序下載到應(yīng)用Flash存儲區(qū)(Application Flash Memory)。在更新應(yīng)用Flash存儲區(qū)時(shí)引導(dǎo)Flash區(qū)(Boot Flash Memory)的程序繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了RWW操作。 通過將8位RISC CPU與系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash集成在一個(gè)芯片內(nèi)，ATmega16 成為一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而低成本的解決方案。方案二：選用其他單片機(jī)。無論從單片機(jī)的資源，還是執(zhí)行速度進(jìn)行比較，51單片機(jī)都要比其他單片機(jī)性價(jià)比高。而且51單片機(jī)的價(jià)格比其他單片機(jī)便宜。⑵計(jì)時(shí)控制方案方案一：使用專用時(shí)鐘芯片。使用微控制器控制專用時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)控制，這種方案有著計(jì)時(shí)精度高、控制簡單的優(yōu)點(diǎn)，而且更易于實(shí)現(xiàn)日期/時(shí)間顯示、定時(shí)烹調(diào)等計(jì)時(shí)擴(kuò)展功能。方案二：采用MCU內(nèi)部定時(shí)器。AT89S52內(nèi)部含有2個(gè)定時(shí)器，可以利用一個(gè)定時(shí)器與程序計(jì)數(shù)器相結(jié)合的方式，在系統(tǒng)晶振的驅(qū)動(dòng)下，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘頻率。⑶顯示方案選擇方案一：數(shù)碼管顯示工作原理簡單，軟件編程簡單，但考慮到本電路功能多所需數(shù)碼管多，組合使用電路焊接難度加大，故不宜使用。方案二：液晶顯示工作原理較復(fù)雜，切編程難度大，但外圍電路簡單，能顯示多種字符，能夠同時(shí)顯示多位字符，焊接也比較容易。⑴ 單片機(jī)的選擇：根據(jù)以上的兩種方案的比較，本電路設(shè)計(jì)時(shí)最終采用的是AT89S52芯片。⑵計(jì)時(shí)控制方案根據(jù)以上的兩種方案的比較,本電路設(shè)計(jì)時(shí)最終采用的是實(shí)用專用的時(shí)鐘芯片。⑶顯示方案選擇 根據(jù)以上的兩種方案的比較,考慮到方案二比較適合本電路，切可用軟件實(shí)現(xiàn)多位顯示，綜上所述，故選擇方案二。選擇最常用的顯示器1602。系統(tǒng)組成框圖如下圖11所示:圖11（1） 復(fù)位電路如圖12所示：圖12（2）晶振電路如圖13所示:圖13（3）顯示電路如圖14所示:圖14 液晶顯示器用的是HS1602芯片，共有16個(gè)管腳，三個(gè)控制口，七個(gè)數(shù)據(jù)口，是一種低功能CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的LCD模塊。液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。1602B可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0D7，和RS、R/W、EN三個(gè)控制端口，工作電壓為5V，并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)和背光。該模塊也可以只用D4D7作為四位數(shù)據(jù)分兩次傳送。1602B外觀如圖15所示：圖151602引腳說明如表21所示：編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2雙向數(shù)據(jù)口2VDD電源正極10D3雙向數(shù)據(jù)口3VL對比度調(diào)節(jié)11D4雙向數(shù)據(jù)口4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5雙向數(shù)據(jù)口5R/W讀/寫選擇13D6雙向數(shù)據(jù)口6E模塊使能端14D7雙向數(shù)據(jù)口7D0雙向數(shù)據(jù)口15BLK背光源地8D1雙向數(shù)據(jù)口16BLA背光源正極 表211602的基本操作時(shí)序?yàn)椋鹤x狀態(tài)：輸入： RS=0，RW=1，E=1 輸出：D0~D7=狀態(tài)字寫指令：輸入： RS=0，RW=0，D0~D7=指令碼，E=高脈沖 輸出：無讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=1，RW=1， 輸出：D0~D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=1，RW=0，D0~D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖 輸出：無（4） 時(shí)鐘信號產(chǎn)生電路：本單元電路采用時(shí)鐘芯片DS1302來實(shí)現(xiàn)日期、時(shí)間的顯示功能。DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31 字節(jié)靜態(tài)RAM 通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒分時(shí)日日期月年的信息每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整時(shí)鐘操作可通過AM/PM 指示決定采用24 或12 小時(shí)格式DS1302 與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個(gè)口線（1） RES（復(fù)位）（2） I/O 數(shù)據(jù)線（3）SCLK（串行時(shí)鐘）時(shí)鐘/RAM 的讀/寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信DS1302 工作時(shí)功耗很低保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于1mW。DS1302的管腳配置圖如圖16所示： 圖16管腳描述：XX2: 晶振管腳GND: 地RST: 復(fù)位腳/O: 數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳SCLK: 串行時(shí)鐘Vcc1,Vcc2：電源供電管腳（5）鬧鐘電路如圖17所示：圖17（6）按鍵電路如圖18所示： 圖18總體電路圖如圖19所示：圖19電路仿真圖如下圖110:圖1—10(1) 電路按設(shè)計(jì)圖焊接確保無誤。(2) 軟件編程流程圖：1 按電路設(shè)計(jì)圖，分配各I/O口； 2根據(jù)任務(wù)要求分配各按鍵功能； 3 根據(jù)分配的按鍵功能完成相應(yīng)的編程； 4 根據(jù)各分配的I/O口，完成相應(yīng)的編程； 5完成芯片1602初始化程序； 6 完成主程序的編程。(3) 軟件流程圖如圖111所示開始系統(tǒng)初始化讀取數(shù)據(jù)否是判斷是否有按鍵按下數(shù)據(jù)處理按鍵處理數(shù)據(jù)顯示結(jié)束調(diào)時(shí)、調(diào)分、調(diào)溫度上下限圖111(4)整體編程如下： includeincludeincludeincludeincludedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intsbit buzz = P2^6。sbit lcd_on=P1^4。sbit lcd_rs=P2^4。 sbit lcd_rw=P1^5。sbit lcd_re=P2^5。sbit dq = P3^1。sbit s1 =P2^0。 //總控制端sbit s2 =P2^1。//加一sbit s3 =P2^2。 //減一 sbit s4 =P2^3。 //秒表控制sbit s7=P2^7。 //the controlling of the lcdvoid lcd_writedata(uchar date)。void lcd_write(uchar )。void change(uchar add,uchar date,uchar row)。void delay_ds1820(int num)。uchar readonechar()。 //讀一個(gè)字節(jié)void writeonechar(uchar dat)。 //寫一個(gè)字節(jié)uchar code wendu[]=0123456789。uint readtemp() 。 //讀溫度void displayw() 。 //顯示溫度void key()。void guding()。void ds1302_inputbyte(uchar d)。 uchar ds1302_outputbyte()。uchar read1302(uchar add)。void write1302(uchar add,uchar date)。void get_1302(uchar realtime[])。void xianshi()。void miaobiao_init()。void keys()。void set_alarm()。void read_alarm()。void alarm()。void alarm_sound()。void sheng_set()。void read_sheng()。void sheng()。sbit ds1302_rst=P1^0。 //ds1302腳定義sbit ds1302_clk=P1^1。sbit ds1302_io=P1^2。sbit acc0 = ACC^0。sbit acc7 = ACC^7。uchar C12_24,count=0,up=25,dn=25。uchar num,s1num,s4num,flag,flag1,flag2,flag3。 //定義變量uchar shi,fen,miao,weimiao,t。char time[7],time1[7]。uchar ashi,afen,amiao,anian,ayue,ari。uchar code table_1[]=BY: 21 29 41。uchar code table_2[]=Wele to use!。uchar table_3[]=ST_UP:。uchar table_3_1[]=30。uchar table_4_1[]=20。uchar table_4[]=ST_DN:。uchar code table[]= StopWatch 。uchar code table1[]= 00:00:00:00 。uchar code table4[][3]={Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat,Sun}。void write_xingqi(char xingqi)。void delay(uint z) { uint x,y。 for(x=z。x0。x) for(y=110。y0。y)。 }void lcd_init() //液晶初始化和命令數(shù)據(jù)操作{ lcd_rw=0。lcd_write(0x38)。lcd_write(0x0c)。lcd_write(0x06)。lcd_write(0x01)。lcd_write(0x80)。 } void lcd_write(uchar ){ lcd_rs=0。lcd_re=0。P0=。lcd_re=1。delay(1)。lcd_re=0。}void lcd_writedata(uchar date){ lcd_rs=1。lcd_re=0。 P0=date。lcd_re=1。delay(1)。lcd_re=0。}