【正文】 各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設計圖紙 課 程 設 計 報 告 課程設計名稱： 數字時鐘 系 別： 三系 姓 名： 班 級： 11 電子 （ 1） 學 號： _ _ __ 成 績： _ 指 導 教 師 ： 開 課 時 間 ： 20xx20xx 學年 下 學期 目錄 第一章 系統(tǒng)概要 .............................................. 2 系統(tǒng)背景 ...................................................... 2 系統(tǒng)功能 ...................................................... 2 第二章 系統(tǒng)硬件設計 .......................................... 3 系統(tǒng)原理圖 .................................................... 3 單片機（ MCU）模塊 ............................................. 4 MC9S08AW60 單片機性能概述 .................................... 4 內部結構簡圖 .............................................. 4 串行 通信模塊 .................................................. 5 MAX232 引腳圖 .............................................. 5 串行通信的電路原理 ........................................ 6 液晶顯示模塊 .................................................. 7 第三章 系統(tǒng)軟件設計 .......................................... 9 MCU 方（ C）程序 ................................................ 9 主程序 ()............................................. 9 中斷子程序 () ........................................ 10 LCD 子程序 ()......................................... 12 定時器（ ） ......................................... 15 串行通信子程序（ ).................................... 17 基本輸入輸出出子程序（ )............................. 21 總頭文件（ )..................................... 22 中斷處理頭文件（ ).................................... 23 第四章 系統(tǒng)測試 ............................................. 24 試驗箱連線圖 ................................................. 24 運行界面調試： ............................................... 24 運行結果圖： ................................................. 26 第五章 總結展望 ............................................. 28 參考文獻 ................................................... 28 1 一．設計題目 數字時鐘 二．主要內容 利用定時器設計一個電子鐘，并定義一個啟動鍵。當按下該鍵時電子時鐘從當前設定值開始走時。 按秒刷新，要求 在 LCD 屏上顯示 。 三．具體要求 在課程設計時， 1 人一組，設計報告由學生獨立完成，不得互相抄襲。教師的主導作用主要在于指明設計思路，啟發(fā)學生獨立設計的思路，解答疑難問題和按設計進度進行階段審查。學生必須發(fā)揮自身學習的主動性和能動性，主動思考問題、分析 問題和解決問題，而不應處處被動地依賴指導老師。 學生在設計中可以引用所需的參考資料，避免重復工作，加快設計進程，但必須和題目的要求相符合，保證設計的正確。學生學會掌握和使用各種已有的技術資料，不能盲目地、機械地抄襲資料，必須具體分析，使設計質量和設計能力都獲得提高。學生要在老師的指導下制定好自己各環(huán)節(jié)的詳細設計進程計劃，按給定的時間計劃保質保量的完成個階段的設計任務。設計中可邊設計，邊修改，軟件設計與硬件設計可交替進行，問題答疑與調試和方案修改相結合，提高設計的效率，保證按時完成設計工作并交出合格的設計報告 。 四．進度安排 五．成績評定 考核方法：現(xiàn)場驗收（占 50%），課程設計報告（占 50%）。 考核內容：學習態(tài)度（出勤情況，平時表現(xiàn)等）、方案合理性、程序編制質量、演示效果、設計報告質量。 成績評定：優(yōu)，良，中，及格，不及格。 特別說明： 如發(fā)現(xiàn)抄襲，按照不及格處理。 周四 周五 周一 周二 周三 講課設內容，安排任務 查資料，確定硬件電路方案 畫出程序流程圖，寫出程序清單 畫出程序流程圖，寫出程序清單 寫總結報告 2 第一章 系統(tǒng)概要 系統(tǒng)背景 這些年，人們對數字時鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘已不 能夠滿足人們的需求。多功能數字鐘不管在性能還是在樣式上都發(fā)生了質的變化，有了電子鬧鐘，數字鬧鐘等等。單片機在多功能數字鐘中的應用已是非常普遍的，人們對數字鐘的功能及工作順序都非常的熟悉。由單片機作為數字鐘的核心控制器，可以通過它的時鐘信號進行計時實現(xiàn)計時功能，將其時間數據經單片機輸出，利用顯示器顯示出來。通過鍵盤可以進行定時，校時功能。輸出設備顯示器可以用液晶顯示技術和數碼管顯示技術。 隨著科學技術的發(fā)展電子技術產業(yè)結構調整，單片機開始迅速發(fā)展，由于家用電器逐漸普及，市場對于智能時鐘控制系統(tǒng)的需求也越來越大 。 數字時鐘，就是以數字顯示取代模擬表盤的鐘表，在顯示上它用數字反應此時的時間 ,它還能同時顯示時，分，秒 ,而且能對時，分，秒準確校時，這是普通鐘所不及的。單片機的應用領域已從面向工業(yè)控制，通訊，交通，智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費產品，辦公自動化，汽車電子， PC 機外圍以及網絡通訊等廣大領域。 單片機系統(tǒng)座位一種典型的嵌入式系統(tǒng)，其系統(tǒng)設計包括硬件設計和軟件設計編程設計兩個方面，其調試過程一般分為軟件調試，硬件調試，系統(tǒng)調試。 系統(tǒng)功能 本次課程設計的主要任務是設計一個時鐘計數器，也就是要做一個秒表，能夠計數，并且按照我們平時的時間計數格式顯示，當我們按下某個計數按鍵時候，這個計數系統(tǒng)就一秒一秒的計數，當計數到 59 秒就進位，顯示分鐘的部分加 1，當計數分鐘的數字顯示到 59，同樣要進位，這時候時鐘部分加 1，如此循環(huán)下去。當我們再次按下此按鍵時候，計數器暫停計數，此時顯示器也就暫停在那個時候不再計數了，并且顯示當前計數時間。 LCD 顯示器要求每顯示 一次就刷新一次，或者刷新頻率更高些。 3 第二章 系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)原理圖 表 定時器顯示控制系統(tǒng)的硬件構件劃分 構建中文名稱 構建英文名稱 構建功能 類型 AW60 最小系統(tǒng) AW60MinSys AW60 MCU 的最小系統(tǒng)，包含 BDM 電路 核心構建 電源 Power 將 +24V 電壓轉換為 + 電壓 中間構建 液晶顯示 LCD 采用串行輸入模式顯示數據 終端構建 圖 原理圖 上圖 中 AW60 是主要模塊，所有的信號都是經過 AW60 模塊進行處理，各個功能模塊在 AW60 模塊的 連接下才能夠協(xié)調運行起來。圖中，左邊一塊是各異晶振和兩個電容連接，用來產生標準的時鐘脈沖，在 AW60 上面連接的是 LCD 液 4 晶顯示器，用來動態(tài)顯示當前所計數的秒數，右邊一個模塊是接地使用，最下面的是一個開關模塊，用來在程序加載后由此開關控制何時開始計數，何時暫停計數，以及一些復位等操作。 單片機（ MCU）模塊 MC9S08AW60 單片機性能概述 S80 是單芯片 8 位微控制器解決法案。 MC9S08AW60/AW60/AW48/AW32/AW16是低成本高性能的 8 位微處理器單元（ MCU） S08 家族 中的成員。家族中有的 MCU使用增強型 S08S 核，且使用不同的模塊，存儲空間，存儲器類型與封裝類型。 AW60 系列主要常規(guī)模塊和特點： （ 1）最高達 40MHz 的 CPU 工作頻率和 20MHz 的內部總線工作頻率；時鐘源選項包括晶振，諧振器，外部時鐘或，內部產生的時鐘。 （ 2）相比 HC08CPU 指令集， S08CPU 增加了 BGND 指令。 （ 3）單線后臺調試模式接口：增強的斷點能力，允許單一的斷點設置在線調試（在片內調試模塊增加了多于兩個的斷點）。 （ 4）內含 32 個中斷 /復位源；內含 2KB 的片內 RAM；內含 60KB 的片內 在線可編程的 Flash 存儲器，帶有 塊保護和安全選項。 （ 5）可選的計算機正常操作（ COP）復位；低電壓檢測與復位或中斷；非法操作碼檢測與復位；非法地址檢測與復位。 （ 6） ADC：多達 16 個通道， 10 個 A/D 轉換器與動動比較功能；兩個串行通信接口 SCI 模塊與可選的 13 位中斷；一個串行外設接口 SPI 模塊；集成電路互聯(lián)總線 IIC 模塊運行高達 100kbps 的最高總線負載； 8 引腳鍵盤中斷 KBI 模塊。 （ 7） Timers： 1 個 2 通道和一個 6 通道 16 位定時器 /脈沖寬度調制器模塊。既有輸入捕獲，輸出比較，脈寬調制功能。 AW 子系列 MCU 的 4 種封裝形式只是引腳數量和形式有所區(qū)別，其他方面是一致的。 內部結構簡圖 5 圖 AW60 MCU 內部結構框圖 圖 給出了 SW60 內部結構框圖，它對于我們理解和應用 AW60 MCU 有重要作用，在學習了基本方法后，應再反過來熟悉這個內部結構圖，以便好好地理解AW60 MCU 的基本原理。從內部結構框圖可以看出， AW60 主要有以下部件： S08 CPU,存儲器，定時器接口模塊，定時器模塊，看門狗模塊，通用 I/O 模塊， 串行通信模塊 (SCI)，串行外設接口模塊 (SPI)， I2C(IIC)模塊， A/D 轉換模塊，鍵盤中斷模塊，時鐘發(fā)生器模塊，復位與中斷模塊等。 串行通信模塊 MAX232 引腳圖 在 MCU 中，若用 RS232 總線進行串行通信，則需外界電路實現(xiàn)電平轉換，在發(fā)送端需要用驅動電平將 TTL 電平轉換成 RS232 電平；在接收端，需要用接收電路將 RS232 電平轉換為 TTL 電平。電平轉換器不僅可以由晶振管分立元件構成，也可以直接使用集成電路。目前使用 MAX232 芯片比較多，該芯片使用單一 +5V 電源供電實現(xiàn) 電平轉換，上圖的引腳說明： （ 1） VCC（ 16腳）：正電源端，一般為 +5V； （ 2） GND（ 15腳）：接地； （ 3） Vs+(2 腳 )： vs+==； 6 （ 4） Vs(6 腳 )： vs==； （ 5） C2+,C2(4,5 腳 )：一般接 1uF 的電解電容； （ 6） C1+,C2(1,3 腳 )：一般接 1uF 的電解電容。 圖 MAX232 引腳 串行通信的電路原理 焊接到 PCB 板上的 MSX232芯片檢測方法 正常情況下，（ 1） T1IN=5V，則 T1OUT=9V； T1IN=0V；則 T1OUT=9V。（ 2）將R1IN 與 T1OUT 相連，令 T1IN=5V，則 R1OUT=5V；令 T1IN=0V，則 T1OUT=0V。 具有串行通信接口的 MCU，一般具有發(fā)送引腳（ TxD）與接受引腳（