【正文】 聊城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書系 別 計(jì)算機(jī)系 班 級 06電子信息 姓 名 劉麗娜 學(xué) 號 20061206017 畢業(yè)設(shè)計(jì)寫作指導(dǎo)須知一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求。論文（任務(wù)書）寫作要做到論點(diǎn)明確、論據(jù)充分，說明透徹，語言準(zhǔn)確恰當(dāng)，書面整潔、字跡工整，圖紙應(yīng)清晰、工整，符合設(shè)計(jì)要求，符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和部分標(biāo)準(zhǔn)。字?jǐn)?shù)、圖紙數(shù)量符合學(xué)院的有關(guān)要求。并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。二、 答辯過程中學(xué)生要嚴(yán)肅認(rèn)真，文明禮貌，謙虛謹(jǐn)慎，認(rèn)真回答答辯主持人、委員等提出的問題。三、 填報(bào)有關(guān)表格時(shí)，應(yīng)按項(xiàng)目要求逐項(xiàng)填實(shí)、填全、填清。學(xué)號20061206017姓名劉麗娜學(xué) 制三年專業(yè)電子信息工程技術(shù)年級06電子信息教學(xué)班負(fù)責(zé)人楊清虎地市山東省聊城市聊城職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)班06電子信息設(shè)計(jì)題目單片機(jī)多功能電子時(shí)鐘指導(dǎo)教師姓名楊清虎職務(wù)或職稱助教一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)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(jī)以其高性能、高速度、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠而得到廣泛應(yīng)用，是設(shè)計(jì)智能化儀器儀表的首選微控制器，單片機(jī)結(jié)合簡單的接口電路即可構(gòu)成電子鐘，它可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活等領(lǐng)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(jià)格便宜、智能化等特點(diǎn)，是鐘表的一個(gè)發(fā)展方向，具有一定的實(shí)用價(jià)值。：設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的電子鐘，系統(tǒng)以AT89S5１單片機(jī)為控制核心，結(jié)合外部電路完成電子鐘的功能。該電子鐘上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“00：00：00”， 進(jìn)入時(shí)鐘準(zhǔn)備狀態(tài)；按下電子鐘啟動(dòng)鍵，電子鐘從0時(shí)0分0秒開始運(yùn)行，進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)；按下電子鐘調(diào)整鍵，則電子鐘進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整狀態(tài)，此時(shí)可利用各調(diào)整鍵調(diào)整時(shí)間，調(diào)整結(jié)束后可按啟動(dòng)鍵再次進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)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(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器，用P1口作LED的段碼輸出口（～～g），～（～～LED0），P3口外接四個(gè)按鍵A、B、C、D（～）。（2）、利用六個(gè)LED顯示當(dāng)前時(shí)間。（3）、四個(gè)按鍵的功能：D鍵用于電子鐘啟動(dòng)；A鍵用于調(diào)時(shí),范圍023,0為24點(diǎn),每按一次時(shí)加1；B鍵用于調(diào)分,范圍059，0 為60分,每按一次分加1；C鍵用于調(diào)秒, 范圍059，0為60秒,每按一次秒加1。（4）、單片機(jī)采用AT89S52，fosc=12MHZ。（5）、電子鐘供電電源電路的設(shè)計(jì)。（6）、電子鐘時(shí)鐘電路，復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。（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(wù)程序。（8）、計(jì)算機(jī)輸出課程設(shè)計(jì)說明書一份。 （9）、設(shè)計(jì)時(shí)間：二周（10）、制作電子鐘實(shí)物。二、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書應(yīng)包含的內(nèi)容：課程設(shè)計(jì)說明書封面；課程設(shè)計(jì)任務(wù)書封面及課程設(shè)計(jì)任務(wù)書；前言；課程設(shè)計(jì)說明書目錄；電子鐘功能說明及總體方案介紹；詳細(xì)介紹電子鐘的工作原理；繪制電子鐘整機(jī)電路框圖、整機(jī)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(xì)介紹電子鐘單元電路工作原理（包括電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、鍵盤/顯示接口電路及所用主要芯片）；單片機(jī)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(wù)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(shè)計(jì)體會(huì)，談?wù)劚驹O(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)及精妙之處，是否存在不足之點(diǎn)及改進(jìn)意見；1提出《單片機(jī)技術(shù)》課程教學(xué)建議；1參考資料。三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成的圖紙：四、其他要求：無五、畢業(yè)設(shè)計(jì)的期限： 自２００９ 1 月 1 日至 2009 年 2 月 1 日六、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃：起 至 日 期工 作 內(nèi) 容備 注~ ~~ ~電子時(shí)鐘電源電路設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng) 電子時(shí)鐘顯示電路電子時(shí)鐘按鍵電路原理圖原理圖，實(shí)物制作原理圖，實(shí)物制作原理圖，實(shí)物制作原理圖，實(shí)物制作 參考文獻(xiàn)、資料表文獻(xiàn)、資料名稱編 著 者出 版 單 位電子CADProtel電路設(shè)計(jì)Protel 99SE高級應(yīng)用單片機(jī)實(shí)用技術(shù)單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐MCS51單片機(jī)原理與接口技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[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(xué)出版社人民郵電出版社清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社北京航空航天大學(xué)出版社。哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社。西安電子科技大學(xué)出版社此表由學(xué)生填寫所參考的文獻(xiàn)、資料前言 電子科技日新月異，人們對現(xiàn)代電子設(shè)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(jī)因其具有穩(wěn)定可靠、 體積小、 價(jià)格低廉等特點(diǎn)，成為設(shè)計(jì)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(shí)鐘芯片，而是采用了AT89S5１芯片，此款單片機(jī)可以使用軟件對其進(jìn)行在線編程，其靈活性和可靠性都相對提高。通過此次實(shí)物制作,增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力,把理論與實(shí)踐融合在一起。同時(shí)，也進(jìn)一步加深了對單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)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(shí)進(jìn)行了一些總結(jié)，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(shí)也希望能成為讀者的參考資料，能幫助讀者避免出現(xiàn)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(dǎo)和我同學(xué)對我的幫助，感謝同組人的合作及互相鼓勵(lì)。由于本人水平有限,書中的錯(cuò)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(jì)時(shí)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(jī)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(shí)鐘電路工作原理 復(fù)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(shù)碼管 6 單片機(jī)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(shè)計(jì)體會(huì) 12 教學(xué)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(shè)計(jì)電子鐘系統(tǒng)功能簡單，用單片機(jī)的最小系統(tǒng)就能得以實(shí)現(xiàn)。而單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)際上最重要的就是對鍵盤/顯示器接口電路的設(shè)計(jì)，由于系統(tǒng)功能不同所以要求就不同，接口設(shè)計(jì)也就不同。對一個(gè)鍵盤/顯示器接口設(shè)計(jì)應(yīng)從整個(gè)系統(tǒng)出發(fā)，綜合考慮軟、硬件特點(diǎn)。下面是本人在設(shè)計(jì)前對各種設(shè)計(jì)方案的考慮： 多功能電子表計(jì)時(shí)方案方案一：采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片具備年、月、日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能和多點(diǎn)定時(shí)功能，計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的更新每秒自動(dòng)進(jìn)行一次，不需程序干預(yù)。計(jì)算機(jī)可通過中斷或查詢方式讀取計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，因此計(jì)時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)無需占用CPU的時(shí)間，程序簡單。此外，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片多數(shù)帶有鋰電池做后備電源，具備永不停止的計(jì)時(shí)功能；具有可編程方波輸出功能，可用做實(shí)時(shí)測控系統(tǒng)的采樣信號等；有的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片內(nèi)部還帶有非易失性RAM，可用來存放需長期保存但有時(shí)也需變更的數(shù)據(jù)。由于功能完善，精度高，軟件程序設(shè)計(jì)相對簡單，且計(jì)時(shí)不占用CPU時(shí)間，因此，在工業(yè)實(shí)時(shí)測控系統(tǒng)中多采用這一類專用芯片來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。方案二: 軟件控制。利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)及秒表計(jì)時(shí)。該方案節(jié)省硬件成本，且能使設(shè)計(jì)者對單片機(jī)的指令系統(tǒng)能有更深入的了解，從而掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)MCS51匯編語言程序設(shè)計(jì)方法，因此，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用此種軟件控制方法來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)。而由于ATMEL公司的AT89S51單片機(jī)是低功耗的具有4KB在線可編程Flash存儲(chǔ)器的單片機(jī)。它與通用80C51系列單片機(jī)的指令系和引腳兼容。片內(nèi)的Flash可允許在線重新編程，也可使用通用非易失性存儲(chǔ)器編程。它將通用CPU和在線可編程Flash集成在一個(gè)芯片上，形成了功能強(qiáng)大、使用靈活和具有較高性能價(jià)格比的微控制器。它的功能強(qiáng)大，而且也較容易購買，故本設(shè)計(jì)中所選的單片機(jī)為AT89S51單片機(jī)。 多功能電子表鍵盤/顯示方案方案一: 8279擴(kuò)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(dòng)態(tài)顯示程序全由8279硬件自動(dòng)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(shí)現(xiàn)單片機(jī)與鍵盤、LED顯示器的接口。方案二: 8155擴(kuò)展，LED動(dòng)態(tài)顯示。 ，8155是一塊可編程的接口芯片，與單片機(jī)的接口非常簡單，它的鍵盤、顯示共用一個(gè)接口電路，可節(jié)省I/O口。但動(dòng)態(tài)掃描方式需占用CPU較多的時(shí)間，在單片機(jī)沒有太多實(shí)時(shí)測控任務(wù)的情況下可以采用。方案三: 串口擴(kuò)展，LED靜態(tài)顯示。，獨(dú)立式鍵盤配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，按鍵較多時(shí)不宜采用。靜態(tài)顯示占用口資源少，采用串口傳輸實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示， LED數(shù)碼管與單片機(jī)之間通過6個(gè)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(fù)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(dú)立式按鍵，LED動(dòng)態(tài)顯示。 ，獨(dú)立式按鍵直接與單片機(jī)I/O口相連構(gòu)成鍵盤，每個(gè)按鍵不會(huì)相互影響，因本系統(tǒng)用到的按鍵比較少，采用獨(dú)立式鍵盤不會(huì)浪費(fèi)I/O口線，所以本系統(tǒng)采用獨(dú)立式鍵盤。動(dòng)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(dòng)態(tài)掃描需占用CPU較多的時(shí)間，但本系統(tǒng)中的單片機(jī)沒有很多實(shí)時(shí)測控任務(wù)，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(shè)計(jì)中的電子鐘的核心是AT89S5２單片機(jī)，其內(nèi)部帶有4KB在線可編程Flash存儲(chǔ)器的單片機(jī)，無須外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器，硬件電路主要由四部分構(gòu)成：時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，鍵盤以及顯示電路。時(shí)鐘電路是電子表硬件電路的核心，沒有時(shí)鐘電路，電子表將無法正常工作計(jì)時(shí)。本系統(tǒng)時(shí)鐘電路采用的晶振的頻率為12MHz，定時(shí)器采用的是定時(shí)器0工作在方式1定時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。復(fù)位電路可使電子表恢復(fù)到初始狀態(tài)。鍵盤可對電子表進(jìn)行開啟、停止，還能實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的顯示及設(shè)定等操作。顯示電路由兩個(gè)共陽級4位一體LED數(shù)碼管構(gòu)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(jī)的I/O口相連，顯示器可使電子表顯示出時(shí)、分、秒。 多功能電子表的計(jì)時(shí)原理為：上電后，按下A鍵后，電子表從00：00：00開始計(jì)時(shí)。，定時(shí)