【正文】 位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)微機(jī)化儀表課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 29 頁(yè)，共 30 頁(yè) 學(xué)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(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 最后，向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見(jiàn)的各位老師表示衷心地感謝！ 內(nèi)蒙古科技大學(xué)微機(jī)化儀表課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 28 頁(yè)，共 30 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo) 下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)微機(jī)化儀表課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 26 頁(yè)，共 30 頁(yè) 參考文獻(xiàn) 1. 向繼文等 .基于 AT89C51 的電子鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J]，機(jī)電產(chǎn)片開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新， 20xx 年第 2期 2. 黃智偉，王彥 . FPGA 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [M]，北京：電子工業(yè)出版社， 3. 劉皖等 . 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號(hào)引腳是外部程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)端，當(dāng)該引腳為高電平時(shí)，單片機(jī)會(huì)一直從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)取指令。硬件調(diào)試需要萬(wàn)用表、示波器等，軟件調(diào)試一般需要諸如 Keil 等仿真編輯器。例如：本設(shè)計(jì)是在單片機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，所以必須先確 定單片機(jī)基礎(chǔ)電路能否正常工作。如果電路出錯(cuò)，可以在計(jì)算機(jī)上方便的修改電路，程序出錯(cuò)可以重新編輯程序，這種方法節(jié)時(shí)、省力，經(jīng)濟(jì)、方便。但應(yīng)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(diào)試比較費(fèi)時(shí)，需要細(xì)心和耐心，也需要熟練掌握電路原理。如果沒(méi)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(méi)有鍵入操作， CPU 總要在一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行掃描，這對(duì)于單片機(jī)控制系統(tǒng)是很不利的。 在隨 機(jī)掃描方式中， CPU 完成某特定任務(wù)后，即執(zhí)行鍵盤(pán)掃描程序，以確定鍵盤(pán)有無(wú)按鍵輸入，然后根據(jù)按鍵功能轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的操作。 主程序流程圖如圖 所示： 初 始 化顯 示 子 程 序鍵 盤(pán) 掃 描 子 程 序跑 秒 子 程 序延 時(shí) 子 程 序開(kāi) 始 圖 多功能電子鐘主程序流程圖 子程序設(shè)計(jì) 顯示子程序設(shè)計(jì) 用 74LS164 驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路，編程也很容易。 C 語(yǔ)言程序可讀性高，更便于理解。當(dāng)復(fù)位開(kāi)關(guān)按下后，電容被短路，在 RESET 腳上由于電阻分壓會(huì)得到一個(gè)復(fù)位的高電平，達(dá)到復(fù)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?qǐng)D上的參數(shù)，時(shí)間常數(shù) T=RC=100ms，這個(gè)時(shí)間常數(shù)足以保證完成復(fù)位操作。 89C51 單片機(jī)復(fù)位信號(hào)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(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，以便使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。 鬧鈴的音樂(lè)不是本設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，故采用最簡(jiǎn)單的方法，占用單片機(jī)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(yù)先設(shè)定的一段自己喜歡的音樂(lè)，符合電器設(shè)備人性化的要求。采用蜂鳴器鬧鈴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，但是發(fā)出的鬧鈴聲音單一。調(diào)分、秒與皆之相同，只是各位最高值不同。由于本設(shè)計(jì)的電子鐘最多需要 4 個(gè)按鍵，若采用矩陣式鍵盤(pán)時(shí)會(huì)有按鍵浪費(fèi)，故采用的是獨(dú)立式鍵盤(pán)。 按照鍵盤(pán)與 CPU 的連接方式可分為獨(dú)立式鍵盤(pán)和矩陣式鍵盤(pán)。為了在顯示部分節(jié)省單片機(jī) I/O 口，故采用靜態(tài)顯示方式。因此合理的設(shè)計(jì)既應(yīng)保證驅(qū)動(dòng)電路易實(shí)現(xiàn)，又要保證圖像穩(wěn)定，無(wú)閃爍。 LED 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，功耗低，響應(yīng)速度快，易于匹配，壽命長(zhǎng)，可靠性高，而且顯示亮度高，價(jià)格便宜，市場(chǎng)上也有專(zhuān)門(mén)的時(shí)鐘顯示組合 LED。由于此電子時(shí)鐘要求具有鬧鈴功能，所以設(shè)計(jì)有鬧鈴電路，進(jìn)行聲音響鈴。另外，本設(shè)計(jì)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(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，在可選的超時(shí)時(shí)間 （ TimeOut Interval） 之后，器件將被激活 RESET 信號(hào)，用戶可以從三個(gè)預(yù)制的值中選擇一個(gè)超時(shí)時(shí)間，這個(gè)超時(shí)值一旦選定，就會(huì)保存起來(lái)，即使系統(tǒng)斷電，重啟電源也不會(huì)改變，除非再次對(duì)超時(shí)值進(jìn)行設(shè)定 或者取消看門(mén)狗復(fù)位電路超時(shí)值。 在此設(shè)計(jì)中， 采用的是共陰極數(shù)碼管，因?yàn)?顯示 4 位位數(shù)， 為了在顯示部分節(jié)省單片機(jī) 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(huà)， dp 顯示小數(shù)點(diǎn)，筆段及其對(duì)應(yīng)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(dāng) A、 B 任意一個(gè)為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時(shí)鐘端（ CLOCK）脈沖上升沿作用下 Q0 為低電平。 也可采用外部時(shí)鐘，這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)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(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 l6 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)。同時(shí)， 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(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)用比較廣泛的微處理器芯片主要為 8XC5X 系列單片機(jī)。單片機(jī)均具有時(shí)鐘振蕩系統(tǒng)，利用系統(tǒng)時(shí)鐘借助微處理器的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)電子鐘功能。單片機(jī)應(yīng)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(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法。 單片機(jī)設(shè)計(jì)方案： 單片機(jī)是微型機(jī)的一個(gè) 主要分支，它在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)使把 CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)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(chǎng)所的大型電子報(bào)時(shí)器等。諸如 ：跑秒顯示、 定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、 0 按時(shí)自動(dòng)打鈴、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。從古代的水漏、十二天干地支，到后來(lái)的機(jī)械鐘表以及當(dāng)今的石英鐘，都充分顯現(xiàn)出了時(shí)間的重要，同時(shí)也代表著科技的進(jìn)步。 AT89C51。本設(shè)計(jì)應(yīng)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(shè)置按鍵 來(lái)對(duì)分秒小時(shí)鬧鈴等進(jìn)行校對(duì) 。內(nèi)蒙古科技大學(xué)微機(jī)化儀表課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 I 頁(yè)，共 30 頁(yè) 多功能電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘 要 電子時(shí)鐘主要是利用電子技術(shù)將時(shí)鐘電子化、數(shù)字化，擁有時(shí)鐘精確、體積小、界面友好、可擴(kuò)展性能強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛 應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。 本文對(duì)當(dāng)前電子鐘開(kāi)發(fā)手段進(jìn)行了比較和分析，最終確定了采用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多功能電子時(shí)鐘。 關(guān)鍵詞 ： 電子時(shí)鐘 ； AT89C51； 74LS164； LED； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)微機(jī)化儀表課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 II 頁(yè)，共 30 頁(yè) 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