【正文】 聊城職業(yè)技術學院畢業(yè)設計任務書系 別 計算機系 班 級 06電子信息 姓 名 劉麗娜 學 號 20061206017 畢業(yè)設計寫作指導須知一、 畢業(yè)設計選題要符合專業(yè)培養(yǎng)目標的要求。論文（任務書）寫作要做到論點明確、論據充分，說明透徹，語言準確恰當，書面整潔、字跡工整，圖紙應清晰、工整，符合設計要求，符合國家有關標準和部分標準。字數、圖紙數量符合學院的有關要求。并在規(guī)定的時間內完成。二、 答辯過程中學生要嚴肅認真，文明禮貌，謙虛謹慎，認真回答答辯主持人、委員等提出的問題。三、 填報有關表格時，應按項目要求逐項填實、填全、填清。學號20061206017姓名劉麗娜學 制三年專業(yè)電子信息工程技術年級06電子信息教學班負責人楊清虎地市山東省聊城市聊城職業(yè)技術學院教學班06電子信息設計題目單片機多功能電子時鐘指導教師姓名楊清虎職務或職稱助教一、 畢業(yè)設計的任務和具體要求：在智能化儀器儀表中，控制核心均為微處理器，而單片機以其高性能、高速度、體積小、價格低廉、穩(wěn)定可靠而得到廣泛應用，是設計智能化儀器儀表的首選微控制器，單片機結合簡單的接口電路即可構成電子鐘，它可廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、日常生活等領域，與傳統(tǒng)鐘表相比較，它具有高精度、高可靠性、操作方便、價格便宜、智能化等特點，是鐘表的一個發(fā)展方向，具有一定的實用價值。：設計一個具有特定功能的電子鐘，系統(tǒng)以AT89S5１單片機為控制核心，結合外部電路完成電子鐘的功能。該電子鐘上電或按鍵復位后能自動顯示系統(tǒng)提示符“00：00：00”， 進入時鐘準備狀態(tài)；按下電子鐘啟動鍵，電子鐘從0時0分0秒開始運行，進入時鐘運行狀態(tài)；按下電子鐘調整鍵，則電子鐘進入時鐘調整狀態(tài)，此時可利用各調整鍵調整時間，調整結束后可按啟動鍵再次進入時鐘運行狀態(tài)本課題要求如下：（1）在AT89S5１的P1口和P2口外接由六個LED數碼管(LED5～LED0)構成的顯示器，用P1口作LED的段碼輸出口（～～g），～（～～LED0），P3口外接四個按鍵A、B、C、D（～）。（2）、利用六個LED顯示當前時間。（3）、四個按鍵的功能：D鍵用于電子鐘啟動；A鍵用于調時,范圍023,0為24點,每按一次時加1；B鍵用于調分,范圍059，0 為60分,每按一次分加1；C鍵用于調秒, 范圍059，0為60秒,每按一次秒加1。（4）、單片機采用AT89S52，fosc=12MHZ。（5）、電子鐘供電電源電路的設計。（6）、電子鐘時鐘電路，復位電路的設計。（7）、編寫系統(tǒng)監(jiān)控程序、鍵掃子程序、顯示子程序及其它所需子程序、功能程序和中斷服務程序。（8）、計算機輸出課程設計說明書一份。 （9）、設計時間：二周（10）、制作電子鐘實物。二、 畢業(yè)設計說明書應包含的內容：課程設計說明書封面；課程設計任務書封面及課程設計任務書；前言；課程設計說明書目錄；電子鐘功能說明及總體方案介紹；詳細介紹電子鐘的工作原理；繪制電子鐘整機電路框圖、整機電路原理圖、電源電路原理圖及PCB圖各1份；列出電子鐘元器件清單；詳細介紹電子鐘單元電路工作原理（包括電源電路、時鐘電路、復位電路、鍵盤/顯示接口電路及所用主要芯片）；單片機硬件資源的使用分配情況；1畫出電子鐘軟件系統(tǒng)監(jiān)控程序、各子程序、中斷服務程序及各功能程序的流程框圖；1列出電子鐘軟件系統(tǒng)程序清單；1寫出電子鐘的使用說明；1設計體會，談談本設計的重點、難點及精妙之處，是否存在不足之點及改進意見；1提出《單片機技術》課程教學建議；1參考資料。三、 畢業(yè)設計應完成的圖紙：四、其他要求：無五、畢業(yè)設計的期限： 自２００９ 1 月 1 日至 2009 年 2 月 1 日六、畢業(yè)設計（論文）進度計劃：起 至 日 期工 作 內 容備 注~ ~~ ~電子時鐘電源電路設計單片機最小系統(tǒng) 電子時鐘顯示電路電子時鐘按鍵電路原理圖原理圖，實物制作原理圖，實物制作原理圖，實物制作原理圖，實物制作 參考文獻、資料表文獻、資料名稱編 著 者出 版 單 位電子CADProtel電路設計Protel 99SE高級應用單片機實用技術單片機原理與應用技術單片機應用系統(tǒng)設計與實踐MCS51單片機原理與接口技術單片機應用技術[M]劉華東張偉 孫穎 趙晶劉高江力陳景初馬家辰劉守義清華大學出版社人民郵電出版社清華大學出版社清華大學出版社北京航空航天大學出版社。哈爾濱工業(yè)大學出版社。西安電子科技大學出版社此表由學生填寫所參考的文獻、資料前言 電子科技日新月異，人們對現代電子設備的智能化和微型化及其精度提出了更高的要求，而單片機因其具有穩(wěn)定可靠、 體積小、 價格低廉等特點，成為設計智能化儀器儀表的首選微控制器，因此本次我們沒有選用傳統(tǒng)的專用的時鐘芯片，而是采用了AT89S5１芯片，此款單片機可以使用軟件對其進行在線編程，其靈活性和可靠性都相對提高。通過此次實物制作,增強了我們的動手能力,把理論與實踐融合在一起。同時，也進一步加深了對單片機的硬件結構的理解和鞏固，編程能力也得到了提高。在此將電子鐘制作過程中用到的知識進行了一些總結，并記錄了遇到的問題，希望自己今后能注意，并且能夠全方位的提高自己。同時也希望能成為讀者的參考資料，能幫助讀者避免出現相同的問題，并能從中得到一些啟發(fā)。在此要感謝楊老師對我的指導和我同學對我的幫助，感謝同組人的合作及互相鼓勵。由于本人水平有限,書中的錯漏在所難免，懇請讀者批評指正。目 錄1 多功能電子表說明及總體方案介紹 多功能電子表計時方案 多功能電子表鍵盤/顯示方案 2 電子鐘的工作原理 3 多功能電子表原理框圖、原理圖及PCB圖 多功能電子表原理框圖 多功能電子表整機原理圖 多功能電子表電路PCB圖 4 多功能電子表元器件清單 5 多功能電子表單元電路工作原理及芯片 電源電路工作原理 時鐘電路工作原理 復位電路工作原理 鍵盤電路工作原理 顯示器工作原理 AT89S51芯片 74LS244芯片 S8550PNP三極管 四位一體數碼管 6 單片機硬件資源分配 7 程序流程圖 8 電子鐘程序清單 9 誤差分析 10 電子鐘使用說明 11 設計體會 12 教學意見 13 參考資料 1 多功能電子表說明及總體方案介紹本次設計電子鐘系統(tǒng)功能簡單，用單片機的最小系統(tǒng)就能得以實現。而單片機的最小系統(tǒng)設計中實際上最重要的就是對鍵盤/顯示器接口電路的設計，由于系統(tǒng)功能不同所以要求就不同，接口設計也就不同。對一個鍵盤/顯示器接口設計應從整個系統(tǒng)出發(fā)，綜合考慮軟、硬件特點。下面是本人在設計前對各種設計方案的考慮： 多功能電子表計時方案方案一：采用實時時鐘芯片實時時鐘芯片具備年、月、日、時、分、秒計時功能和多點定時功能，計時數據的更新每秒自動進行一次，不需程序干預。計算機可通過中斷或查詢方式讀取計時數據進行顯示，因此計時功能的實現無需占用CPU的時間，程序簡單。此外，實時時鐘芯片多數帶有鋰電池做后備電源，具備永不停止的計時功能；具有可編程方波輸出功能，可用做實時測控系統(tǒng)的采樣信號等；有的實時時鐘芯片內部還帶有非易失性RAM，可用來存放需長期保存但有時也需變更的數據。由于功能完善，精度高，軟件程序設計相對簡單，且計時不占用CPU時間，因此，在工業(yè)實時測控系統(tǒng)中多采用這一類專用芯片來實現實時時鐘功能。方案二: 軟件控制。利用單片機內部的定時/計數器進行中斷定時，配合軟件延時實現時、分、秒的計時及秒表計時。該方案節(jié)省硬件成本，且能使設計者對單片機的指令系統(tǒng)能有更深入的了解，從而掌握單片機應用技術MCS51匯編語言程序設計方法，因此，本系統(tǒng)設計采用此種軟件控制方法來實現計時。而由于ATMEL公司的AT89S51單片機是低功耗的具有4KB在線可編程Flash存儲器的單片機。它與通用80C51系列單片機的指令系和引腳兼容。片內的Flash可允許在線重新編程，也可使用通用非易失性存儲器編程。它將通用CPU和在線可編程Flash集成在一個芯片上，形成了功能強大、使用靈活和具有較高性能價格比的微控制器。它的功能強大，而且也較容易購買，故本設計中所選的單片機為AT89S51單片機。 多功能電子表鍵盤/顯示方案方案一: 8279擴展。，8279是一種可編程的鍵盤/顯示接口專用芯片，它含有鍵盤輸入和顯示輸出兩種功能，鍵掃描程序和動態(tài)顯示程序全由8279硬件自動完成，此種方案能以比較簡單的硬件 電路和較少的軟件開銷實現單片機與鍵盤、LED顯示器的接口。方案二: 8155擴展，LED動態(tài)顯示。 ，8155是一塊可編程的接口芯片，與單片機的接口非常簡單，它的鍵盤、顯示共用一個接口電路，可節(jié)省I/O口。但動態(tài)掃描方式需占用CPU較多的時間，在單片機沒有太多實時測控任務的情況下可以采用。方案三: 串口擴展，LED靜態(tài)顯示。，獨立式鍵盤配置靈活，軟件結構簡單，按鍵較多時不宜采用。靜態(tài)顯示占用口資源少，采用串口傳輸實現靜態(tài)顯示， LED數碼管與單片機之間通過6個移位寄存器相連，顯示亮度有保證，但此方案的硬件開銷大，電路復雜，信息刷新速度慢，比較適用于并行口資源較少的場合。方案四: 獨立式按鍵，LED動態(tài)顯示。 ，獨立式按鍵直接與單片機I/O口相連構成鍵盤，每個按鍵不會相互影響，因本系統(tǒng)用到的按鍵比較少，采用獨立式鍵盤不會浪費I/O口線，所以本系統(tǒng)采用獨立式鍵盤。動態(tài)顯示的亮度雖然不如靜態(tài)顯示，但其硬件電路較簡單，可節(jié)省硬件成本，雖然動態(tài)掃描需占用CPU較多的時間，但本系統(tǒng)中的單片機沒有很多實時測控任務，因此，本系統(tǒng)采用此種方案。 2 多功能電子表的工作原理本設計中的電子鐘的核心是AT89S5２單片機，其內部帶有4KB在線可編程Flash存儲器的單片機，無須外擴程序存儲器，硬件電路主要由四部分構成：時鐘電路，復位電路，鍵盤以及顯示電路。時鐘電路是電子表硬件電路的核心，沒有時鐘電路，電子表將無法正常工作計時。本系統(tǒng)時鐘電路采用的晶振的頻率為12MHz，定時器采用的是定時器0工作在方式1定時，用于實現時、分、秒的計時。復位電路可使電子表恢復到初始狀態(tài)。鍵盤可對電子表進行開啟、停止，還能實現時、分、秒的顯示及設定等操作。顯示電路由兩個共陽級4位一體LED數碼管構成，它的段控端和位控端通過74LS244及其S8550PNP型號三極管與AT89S51單片機的I/O口相連，顯示器可使電子表顯示出時、分、秒。 多功能電子表的計時原理為：上電后，按下A鍵后，電子表從00：00：00開始計時。，定時