【正文】 .............................................2 數(shù)字電子鐘的意義 .............................................................................2 數(shù)字電子鐘的應(yīng)用 ………………………………………………… .2 2 方案設(shè)計(jì) …………………………………………………… … ..………… 3 課程設(shè)計(jì) 的 目的 ………………………………………… ………… ..3 課程設(shè)計(jì)任務(wù) ……………………………………………………… ..4 設(shè)計(jì)環(huán)境 ……………………… ..………………………… ..……… ..4 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ………………………………………………… … ..… …… 4 芯片分析 ………………………………… ………………………… .4 晶振電路 …………………………………………………………… .7 控制電路 ………………………………………………………… .....8 顯示電路 …………………………………………………… ...… .....10 4 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) ……………………………………………… … ...… … .… .11 設(shè)計(jì) …………… ………………………………………… ...…… .....11 …………………………………………………… ..11 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程 圖 …… ………… …………………… ...…… … .12 主程序 設(shè)計(jì) ………………………………………………………… .15 5 系統(tǒng)仿真 與測試 …………………………………… ...… … .....… ……… .15 PROTUES 軟件介 紹 ……………………………… ..……… … .… ...15 電子鐘系統(tǒng) PROTUES 仿 真 ………………………………… ..… ..15 6 調(diào)試與功能說明 …………………………………………… ..… … ...…… 18 系統(tǒng)性能測試與功能說 明 ………… ..…………………… … .… … ..18 系統(tǒng)時(shí)鐘誤差分 析 ……………… ..…………………… ...… … .… ..18 軟件調(diào)試問題及 解決 ………………………… ..…………… … ......18 結(jié)束 語 …………………………………………………………… … .… ...… .20 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………… … ....… .21 致謝 ……………………………………………………………… … … … .… 22 附錄 ……………………………………………………………… ........…… .23 邵陽學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 3 1 緒論 數(shù)字電子鐘的背景 20 世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢將是進(jìn)一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi) 裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。下面是單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢。 單片機(jī)模塊中最常見的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置， 具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。 數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。 AT89S51 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2 層中斷嵌套中斷， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 本文主要介紹用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí) /計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘的方法，本設(shè)計(jì)由單片機(jī) AT89S51 芯片和 LED 數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)電子時(shí)鐘。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “ 1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻 拉高，且作為輸入。在給出地址 “ 1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。作為輸入，由于外部下 拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。邵陽學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 8 如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。晶振的作用是給單片機(jī)正常工作提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)常見的復(fù)位如圖所示。該電路除具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只需按圖中的 RESET 鍵，此時(shí)電源 VCC經(jīng)電阻 R R2 分壓，在 RESET 端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。簡易電子鐘的功能不復(fù)雜，采用其現(xiàn)有的 I/O 便可完成，所以本設(shè)計(jì)中采用此的設(shè)計(jì)方案。 圖 則為 則是單片機(jī) AT89C51 芯片上連接 控制電路 的圖 圖 控制電路 顯示電路 就時(shí)鐘而言，通?？刹捎靡壕э@示或數(shù)碼管顯示。 對(duì)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘而言，顯示顯然是另一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。需要幾個(gè) LED 就必須占有幾個(gè)并行口，比較適用于 LED 數(shù)量較少的場合。 圖 則為 則是單片機(jī) AT89C51 芯片上連接 顯示電路的圖 圖 顯示電路 各模塊拼接組合，電路總體設(shè)計(jì)圖如下： 圖 總圖 邵陽學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 12 4 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是工具系統(tǒng) 功能的設(shè)計(jì) ,單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實(shí)質(zhì)性功能）的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。 圖 數(shù)字鐘的原理圖 邵陽學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 13 工作原理 ：數(shù)字電子鐘是一個(gè)將 “ 時(shí) ” ， “ 分 ” ， “ 秒 ” 顯示于人的視覺器官的計(jì)時(shí)裝置。數(shù)碼管按照數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的工作原理工 作，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入 “ 秒單元 ” ， “ 秒單元 ” 采用60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì) 60 秒發(fā)出一個(gè) “ 分脈沖 ” 信號(hào)，該信號(hào)將作為 “ 分單元 ”的時(shí)鐘脈沖。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 這次的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)用到很多子程序，它們的流程圖如下所示。 N 24 小時(shí)到？ 分單元清零，時(shí)單元加 1 N N N Y Y 時(shí)單元清零 時(shí)間顯示 中斷返回 開始 一秒時(shí)間到？ 60 秒時(shí)間到？ 60 分鐘到？ 秒單元加 1 秒單元清零，分單元加 1 Y Y 邵陽學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 16 圖 定時(shí)器中斷 源程序見附錄 5 系統(tǒng)仿真 PROTUES 軟件介紹 Proteus 軟件是 Labcenter Electronics 公司的一款電路設(shè)計(jì)與仿真軟件，它包括 ISIS、 ARE