【正文】 一、總設(shè)計(jì)思路電子時鐘是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷囊环N鐘表，由于它結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、時間精度比較準(zhǔn)、等優(yōu)點(diǎn)，使得廣泛應(yīng)用，在未來肯定有很大的市場。這次課程設(shè)計(jì)我的目的就是嘗試著做一個電子時鐘。系統(tǒng)功能顯示時間、聲音提示、調(diào)整時間、設(shè)置鬧鐘的功能。功能硬件實(shí)現(xiàn)方案時間顯示：時間的顯示我選用的是六位七段數(shù)碼管，由于數(shù)碼管控制簡單，而且顯示效果好，所以選用它。由于靜態(tài)顯示方式比較占資源，而且電路比較復(fù)雜，所以我們選擇了動態(tài)顯示方式，電路簡單，效果挺好。時間調(diào)整和鬧鐘設(shè)置：是通過外部兩個按鍵觸發(fā)單片機(jī)中斷進(jìn)而控制時間的調(diào)整。其中一個按鍵是模式選擇按鍵通過觸發(fā)外部中斷0來選擇功能，功能主要是選擇要調(diào)時、調(diào)分、調(diào)秒、鬧鐘調(diào)時、鬧鐘調(diào)分、鬧鐘調(diào)秒六種模式。第二個按鍵通過觸發(fā)外部中斷1來在相應(yīng)的模式下對時間的大小做調(diào)整。聲音提示：通過利用蜂鳴器來作為發(fā)生裝置，有整點(diǎn)提示功能和鬧鈴功能。時間發(fā)生：利用單片機(jī)自帶定時器0做定時，通過軟件控制來產(chǎn)生時、分、秒。 功能軟件實(shí)現(xiàn)方案由于單片機(jī)C語言已經(jīng)全面普及，它的程序容易理解、簡單易寫、可移植性好，所以我們選擇用單片機(jī)C語言來寫。 開發(fā)環(huán)境操作系統(tǒng)：window 7旗艦版64位程序編輯編譯軟件：KEIL μVision 仿真軟件。Proteus Version 時鐘復(fù)位電路按鍵調(diào)時模塊 STC 89C52RC蜂鳴器發(fā)聲裝置6位七段數(shù)碼管顯示時、分、秒 5.、總設(shè)計(jì)原理框圖 硬件設(shè)計(jì)定時和程序執(zhí)行及控制模塊：我們選擇的是宏晶科技生產(chǎn)的STC89C52RC芯片，它在很多硬件資源上比8051提升了不少，所以在后期我們可以做更多擴(kuò)展和維護(hù)。時間顯示模塊:：采用六個七段帶小數(shù)點(diǎn)的共陰極數(shù)碼管。聲音提示模塊：采用簡單蜂鳴器做聲音提示。調(diào)時模塊：通過兩個簡單按鍵來觸發(fā)中斷調(diào)時。時鐘復(fù)位模塊：，提供單片機(jī)工作頻率。 設(shè)計(jì)原理圖 芯片解說STC89C52：是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁 有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16 位定時器/計(jì)數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。 另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬 件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。74HC573：8數(shù)據(jù)鎖存器。主要用于數(shù)碼管、按鍵等等的控制原理：74LS573的八個鎖存器都是透明的D型鎖存器，當(dāng)使能（G）為高時，Q輸出將隨數(shù)據(jù)（D）輸入而變。當(dāng)使能為低時，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的內(nèi)部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時，新的數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅(qū)動大電容或低阻抗負(fù)載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅(qū)動總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器，I/O通道，雙向總線驅(qū)動器和工作寄存器。真值表：輸出enable LatchENABLE啟用 D 輸出OL H H HL H L LL L X QOH X X ZH=高電平 L=低電平 =不定 Z=高阻態(tài)QO=建立穩(wěn)態(tài)輸入條件前Q的電平數(shù)碼管顯示原理：我們最常用的是七段式和八段式LED數(shù)碼管，八段比七段多了一個小數(shù)點(diǎn)，其他的基本相同。所謂的八段就是指數(shù)碼管里有八個小LED發(fā)光二極管，通過控制不同的LED的亮滅來顯示出不同的字形。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種類型，其實(shí)共陰極就是將八個LED的陰極連在一起，讓其接地，這樣給任何一個LED的另一端高電平，它便能點(diǎn)亮。而共陽極就是將八個LED的陽極連在一起。其原理圖如下。其中引腳圖的兩個COM端連在一起，是公共端，共陰數(shù)碼管要將其接地，共陽數(shù)碼管將其接正5伏電源。一個八段數(shù)碼管稱為一位，多個數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多位數(shù)碼管，它們的段選線（即a,b,c,d,e,f,g,dp）連在一起，而各自的公共端稱為位選線。顯示時，都從段選線送入字符編碼，而選中哪個位選線，那個數(shù)碼管便會被點(diǎn)亮。數(shù)碼管的8段，對應(yīng)一個字節(jié)的8位，a對應(yīng)最低位，dp對應(yīng)最高位。所以如果想讓數(shù)碼管顯示數(shù)字0，那么共陰數(shù)碼管的字符編碼為00111111，即0x3f；共陽數(shù)碼管的字符編碼為11000000，即0xc0。可以看出兩個編碼的各位正好相反。如下圖。 軟件設(shè)計(jì)軟件由主函數(shù)、顯示、計(jì)時、調(diào)時四個模塊組成，下面分別詳解。主函數(shù)模塊流程圖： 開始用二極管顯示當(dāng)前操作模式將時分秒通過數(shù)碼管顯示將十進(jìn)制時分秒轉(zhuǎn)換成六位數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù) 調(diào)用定時模塊配置外部中斷0、1為邊沿觸發(fā)方式，并允許中斷配置定時0，并開啟 十進(jìn)制時分秒轉(zhuǎn)化要顯示數(shù)據(jù)流程圖： 開始將十進(jìn)制時位轉(zhuǎn)換成要在兩位數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)將十進(jìn)制分位轉(zhuǎn)換成要在兩位數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)將十進(jìn)制秒位轉(zhuǎn)換成要在兩位數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù) 結(jié)束 進(jìn)入中斷定時模塊流程圖：定時器0中斷流程圖：定時器0賦初值onesec_flag置一清除中斷標(biāo)志 Tmp++Tmp15 結(jié)束中斷 時間處理函數(shù)： 開始 時加一 分清零 分60 分加一 秒清零 秒60 結(jié)束 時清零 時24onesec_flag=1 秒加一調(diào)時模塊流程圖： 進(jìn)入中斷 結(jié)束中斷Mode = 0 Mode 6模式mode加1 外部中斷0： 進(jìn)入中斷 結(jié)束中斷 秒清零 分清零 秒清零 時清零 分清零 時清零鬧鐘時加一 調(diào)時分加一調(diào)時時加一調(diào)時秒加一 60 60 60 24 24 60Mode=5Mode=3Mode=2Mode=1Mode=4Mode=6鬧鐘分加一 鬧鐘秒加一 外部中斷1：將當(dāng)前時間轉(zhuǎn)換成顯示數(shù)據(jù)顯示模塊流程圖： 結(jié)束數(shù)碼管顯示秒的個位數(shù)碼管不顯示 鬧鐘模式 選中第六 個數(shù)碼管 選中第五 個數(shù)碼管 鬧鐘模式數(shù)碼管不顯示數(shù)碼管顯示秒的十位 選中第四 個數(shù)碼管 鬧鐘模式數(shù)碼管不顯示數(shù)碼管顯示分的個位 選中第三 個數(shù)碼管 鬧鐘模式數(shù)碼管不顯示數(shù)碼管顯示分的十位數(shù)碼管顯示時的個位數(shù)碼管不顯示 鬧鐘模式 選中第二 個數(shù)碼管數(shù)碼管不顯示數(shù)碼管顯示時的十位將鬧鐘時間轉(zhuǎn)換成顯示數(shù)據(jù) 鬧鐘模式 選中第一 個數(shù)碼管 鬧鐘模式 開始 軟硬調(diào)試 硬件實(shí)物圖： 軟件程序見附錄一，硬件我們用的是星嵌公司生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)板，具體的程序下載見附錄二。 實(shí)驗(yàn)板采用USB和串口轉(zhuǎn)換芯片來下載程序下載軟件用的是STCISP軟件，很方便的實(shí)現(xiàn)軟硬調(diào)試。 結(jié)論 天才來自于百分之九十九的汗水和百分之一的靈感。這次課程設(shè)計(jì)讓我深刻的理解了項(xiàng)目的整個規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)過程。 參考資料 《單片機(jī)原理與應(yīng)用》 清華大學(xué)出版社附錄一 程序詳單ifndef _REG52_H_define _REG52_H_includedefine uchar unsigned chardefine uint16 unsigned short intendifincludeincludeincludeincludeuchar num_time[3] = {0, 0, 0}。 //當(dāng)前時間存儲空間uchar alarm_time[3] = {12, 0, 0}。 //鬧鐘時間存儲uchar run_time[3] = {0, 0, 0}。 // 跑秒時間存儲uchar char_time[6]。 //在數(shù)碼管上顯示時間的存儲空間uint16 mode = 0。 //工作模式， 0:正常時鐘或計(jì)時 // 1：時鐘調(diào)時 // 2：時鐘調(diào)分