【正文】 位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 內蒙古科技大學微機化儀表課程設計說明書 第 29 頁，共 30 頁 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 最后，向在百忙中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見的各位老師表示衷心地感謝！ 內蒙古科技大學微機化儀表課程設計說明書 第 28 頁，共 30 頁 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導 下進行的研究工作及取得的成果。 內蒙古科技大學微機化儀表課程設計說明書 第 26 頁，共 30 頁 參考文獻 1. 向繼文等 .基于 AT89C51 的電子鐘系統(tǒng)設計 [J]，機電產片開發(fā)與創(chuàng)新， 20xx 年第 2期 2. 黃智偉，王彥 . FPGA 系統(tǒng)設計與實踐 [M]，北京：電子工業(yè)出版社， 3. 劉皖等 . FPGA 設計與應用 [M]，北京：清華大學出版社， 20xx， 6 4. 姜煜等 . 基于 FPGA 芯片設計多功能數(shù)字鐘的研究 [J]，應用科技， 20xx 年 12 月第 28卷 12 期 5. 馮育長 . 單片機系統(tǒng)設計與實例分析 [M]，西安：西安電子科技大學出版社， ，趙利民 .MCS51 系列單片機原理與應用 [M].長春 :吉林科學技術社， 1995. 7. 何力民 . 單片機應用技術選編 5[M]，北京：北京航空航天大學出版社 8. 潘永雄 . 新編單片機原理與應用 [M]，西安：西安電子科技大學出版社， . 9. 萬勝前 . 基于 KeilC51 軟件的電子鐘設計與制作 [J]，鄂州大學學報， 20xx 年第 2 期 10. 彭小軍 . 用單片機實現(xiàn)電子時鐘 [J].新余高專學報， 20xx 年 4 月第 9 卷第 2 期 11. 戴佳，戴衛(wèi)恒 . 51 單片機 C 語言應用程序設計實例精講 [M]，北京：電子工業(yè)出版社， 12. 付家才 . 單片機控制工程實踐技術 [M]，北京：化學工業(yè)出版社， . .單片機原理與接口技術 [M]，上海：華東理工大學出版社， . 14. 何書森等 . 用電子線路設計速成 [M]，福州：福建科學技術出版社， . 15. 李曉靜等 . 液晶顯示控制器與單片機的接口及編程 [J]，電子技術， 20xx 年第 6 期 16. 張 迎新 . 單片微型計算機原理、應用及接口技術（第二版） [M]，北京：國防工業(yè)出版社， 17. 潘新民，王艷芳 . 微型計算機控制技術 [M]，北京：電子工業(yè)出版社， 20xx. 18. 沈紅衛(wèi) . 基于單片機的智能系統(tǒng)設計與實現(xiàn) [M]，北京 :電子工業(yè)出版社， . 內蒙古科技大學微機化儀表課程設計說明書 第 27 頁，共 30 頁 致 謝 在論文完成 之際，我要特別感謝我的指導老師肖俊生老師 的熱情關懷和悉心指導。并且市場上的實時時鐘日歷芯片品類繁多， IC 化的傳感器各種各樣，顯示方式也愈趨于人性化。 內蒙古科技大學微機化儀表課程設計說明書 第 25 頁，共 30 頁 結 論 過去人們應用時鐘僅僅是為了明確當前時間。 delay_50ms(10)。 CLK=0。jj++) { led1=ledamp。gsb4。 disp_buffer[1]=tab[1]。j0。 void delay_50ms(unsigned int t) //延時子程序 { unsigned int j。 sbit DAT=P1^0。檢查無誤后上 電，檢查顯示電路是否正確。 3. 明確單片機管腳功能。 }}} 顯示電路調試 本設計的顯示電路使用了共陰 LED 和 74LS164。 //初始化 P0 口 for(n=0。i)。i) for(j=50。 5. 編輯一個使一組發(fā)光二極管循環(huán)點亮的程序并燒錄到單片機內，上電運行，檢查單片機是否正常工作，復位電路是否正確。 AT89C51的 31 號引腳是外部程序存儲器選擇信號端，當該引腳為高電平時，單片機會一直從片內程序存儲器內取指令。硬件調試需要萬用表、示波器等，軟件調試一般需要諸如 Keil 等仿真編輯器。例如：本設計是在單片機系統(tǒng)基礎上建立起來的，所以必須先確 定單片機基礎電路能否正常工作。如果電路出錯，可以在計算機上方便的修改電路，程序出錯可以重新編輯程序，這種方法節(jié)時、省力，經濟、方便。但應用此方法，仍需要十分了解所使用元器件的工作方式和管腳連接方式。硬件調試比較費時，需要細心和耐心，也需要熟練掌握電路原理。如果沒有按鍵按下，則程序掃描到 Key=FFH，將鍵值 Key 清零，返回主程序。不管有沒有鍵入操作， CPU 總要在一定的時間內進行掃描，這對于單片機控制系統(tǒng)是很不利的。 在隨 機掃描方式中， CPU 完成某特定任務后，即執(zhí)行鍵盤掃描程序，以確定鍵盤有無按鍵輸入，然后根據(jù)按鍵功能轉去執(zhí)行相應的操作。 主程序流程圖如圖 所示： 初 始 化顯 示 子 程 序鍵 盤 掃 描 子 程 序跑 秒 子 程 序延 時 子 程 序開 始 圖 多功能電子鐘主程序流程圖 子程序設計 顯示子程序設計 用 74LS164 驅動 LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，編程也很容易。 C 語言程序可讀性高，更便于理解。當復位開關按下后，電容被短路，在 RESET 腳上由于電阻分壓會得到一個復位的高電平，達到復位效果。 上電的瞬間 RESET 端的電位和 VCC 相同，隨著充電電流的減小， RESET 端的電位逐漸下降，按照圖上的參數(shù)，時間常數(shù) T=RC=100ms，這個時間常數(shù)足以保證完成復位操作。 89C51 單片機復位信號的輸入端是 RST 引腳，高電平有效。 如圖 所示： F U Z Z E R5 VP 2 . 0P 2 . 11 K 圖 鬧鈴電路 復位電路 復位是單片機的初始化操作，以便使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 鬧鈴的音樂不是本設計中的重點，故采用最簡單的方法，占用單片機一根 I/O 口， 中間用 PNP 型三極管 S9012 連接 和蜂鳴器。采用錄放音電路，鈴聲可以是預先設定的一段自己喜歡的音樂，符合電器設備人性化的要求。采用蜂鳴器鬧鈴結構簡單，控制方便，但是發(fā)出的鬧鈴聲音單一。調分、秒與皆之相同，只是各位最高值不同。由于本設計的電子鐘最多需要 4 個按鍵，若采用矩陣式鍵盤時會有按鍵浪費，故采用的是獨立式鍵盤。 按照鍵盤與 CPU 的連接方式可分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。為了在顯示部分節(jié)省單片機 I/O 口，故采用靜態(tài)顯示方式。因此合理的設計既應保證驅動電路易實現(xiàn)，又要保證圖像穩(wěn)定，無閃爍。 LED 結構簡單，體積小，功耗低，響應速度快，易于匹配，壽命長，可靠性高，而且顯示亮度高，價格便宜，市場上也有專門的時鐘顯示組合 LED。由于此電子時鐘要求具有鬧鈴功能，所以設計有鬧鈴電路，進行聲音響鈴。另外，本設計要求該電 子鐘能夠采集環(huán)境溫度，所以還需要溫度采集芯片 。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，在可選的超時時間 （ TimeOut Interval） 之后，器件將被激活 RESET 信號，用戶可以從三個預制的值中選擇一個超時時間，這個超時值一旦選定，就會保存起來，即使系統(tǒng)斷電，重啟電源也不會改變，除非再次對超時值進行設定 或者取消看門狗復位電路超時值。 在此設計中， 采用的是共陰極數(shù)碼管，因為 顯示 4 位位數(shù)， 為了在顯示部分節(jié)省單片機 I/O 口，故采用靜態(tài)顯示方式。 LED 數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g段用于顯示數(shù)字或字符的筆畫， dp 顯示小數(shù)點，筆段及其對應引腳排列如圖所示，其中 8 做為公共端使用，接地或接電源。當 A、 B 任意一個為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端（ CLOCK）脈沖上升沿作用下 Q0 為低電平。 也可采用外部時鐘，這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內部時鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。 外接石英晶體〔或陶瓷諧振器 )及電容 C1， C2 接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 EA/VPP：外部訪問允許。 在訪問外部程序存儲器或 l6 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時。同時， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 主要 IC 芯片選擇 微處理器選擇 目前在單片機系統(tǒng)中，應用比較廣泛的微處理器芯片主要為 8XC5X 系列單片機。單片機均具有時鐘振蕩系統(tǒng)，利用系統(tǒng)時鐘借助微處理器的定時器 /計數(shù)器可實現(xiàn)電子鐘功能。單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思路和設計方法。 單片機設計方案： 單片機是微型機的一個 主要分支，它在結構上的最大特點使把 CPU、存儲器、定時器和多種輸入 /輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。也有體型較大的，諸如公 共場所的大型電子報時器等。諸如 ：跑秒顯示、 定時自動報警、 0 按時自動打鈴、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。從古代的水漏、十二天干地支，到后來的機械鐘表以及當今的石英鐘，都充分顯現(xiàn)出了時間的重要，同時也代表著科技的進步。 AT89C51。本設計應用 AT89C51 芯片作為核心， 利用 74LS164 作為串入并出的寄存器， 7 位 LED 數(shù)碼管顯示 ，并且設置按鍵 來對分秒小時鬧鈴等進行校對 。內蒙古科技大學微機化儀表課程設計說明書 第 I 頁，共 30 頁 多功能電子鐘的設計與實現(xiàn) 摘 要 電子時鐘主要是利用電子技術將時鐘電子化、數(shù)字化，擁有時鐘精確、體積小、界面友好、可擴展性能強等特點，被廣泛 應用于生活和工作當中。 本文對當前電子鐘開發(fā)手段進行了比較和分析，最終確定了采用單片機技術實現(xiàn)多功能電子時鐘。 關鍵詞 ： 電子時鐘 ； AT89C51； 74LS164； LED； 內蒙古科技大學微機化儀表課程設計說明書 第 II 頁，共 30 頁 The Design with Investigation of the Multifunction Electron Clock Abstract Electronic clock is the use of electronic technology will be an electronic clock, digital, with the clo