【正文】 生 姓 名 學 號 11413040 系 、 專 業(yè) 信息工程系、電子科學與技術 指 導 教 師 許建明 2020 年 6 月 27 日 邵陽學院課程設計報 告 1 摘 要 20 世紀末，電子技術獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會 的 各個領域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。數(shù)碼管顯示的時間簡單明了而且讀數(shù)快、時間準確顯示到 秒。在這次設計中，我們采用 LED 數(shù)碼管顯示時、分、秒，以 24 小時計時方式，根據(jù)數(shù)碼管動態(tài)顯示原理來進行顯示，用 12MHz的晶振產(chǎn)生振蕩脈沖，定時器計數(shù)。 時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當前的時間。下面是單片機的主要發(fā)展趨勢。 單片機模塊中最常見的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。 數(shù)字電子鐘的應用 邵陽學院課程設計報 告 4 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、學習、工作、娛樂帶來極大的方便。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)設計思想和設計方法。 邵陽學院課程設計報 告 5 2 方案設計 課程設計目的 通過課程設計，使學生鞏固和加深對單片機基本知識的理解，學會查尋資料、方案設計 、方案比較，以及單元電路設計計算等環(huán)節(jié)，進一步提高學生綜合運用所學知識的能力，提高分析解決實際問題的能力。由于數(shù)字集成電路技術的發(fā)展和采用了先進的石英技術，使數(shù)字鐘具有走時準確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點，它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領域。 此外， AT89S51設計和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設置省電模式。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。 注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。單片機的晶振并不是只能用 12M，只要不超過 20M 就行，在準許的范圍內(nèi)，晶振越大，單片機運行越快，還有用 12M 的就是好算時間，因為一個機器周期為 1/12 時鐘周期，所以這樣用 12M 的話，一個時鐘周期為 12us，那么定時器計一次數(shù)就是 1us 了，電容范圍在 2040pF 之間，這里連接的是 30pF 的電容。電路為上電復位電路，它是利用電容充電來實現(xiàn)的。 機器周期 =10*晶振周期 =12*系統(tǒng)時鐘周期 圖 則是單片機 AT89C51 芯片上連接晶振電路后的圖 圖 晶振電路 控制電路 AT89S51的 P0口和 P2口外接由八個 LED數(shù)碼管 (LED8～ LED1)構成的顯示器，用 P0 口作 LED 的段碼輸出口， P2 口作八個 LED 數(shù)碼管的位控輸出線， P1 口外接四個按鍵 A、 B、 C 構成鍵盤電路。 下圖 利用按鍵開關來校正時鐘顯示的數(shù)字。由于一般的段式液晶屏，需要專門的驅動電路，而且液晶顯示作為一種被動顯示，可視性相對較差；對于具有驅動電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點陣），一般多采用并行接口，對微處理器的接口要求較高，占用資源多。通常 LED 顯示有兩種方式：動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。當然當 LED 數(shù)量較多的時候，可以使用單片機的串行口通過移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫比較麻煩。單片機的軟件設計通常要考慮以下幾個方面的問題： （ 1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個相對獨立的部分，設計出合理的總體結構，使軟件開發(fā)清晰、簡潔和流程合理； （ 2）培養(yǎng)良好的編程風格，如考慮結構化程序設計、實行模塊化、子程序化。它的計時周期為 24 小時，顯 時 滿刻度為 23 時 59 分 59 秒，另外還有校時功能。 “ 分單元 ” 也采用 60 進制計數(shù)器，每累計 60 分鐘，發(fā)出一個 “ 時脈沖 ” 信號，該信號將被送到 “ 時單元 ” 。 主程序是先開始，然后啟動定時器，定時器啟動后在進行按鍵檢測，檢測完后，就可以顯示時間。 Proteus 的軟件仿真基于 VSM 技術，它與其他軟件最大的不同也是最大的 優(yōu)勢就在于它能仿真大量的單片機芯片，比如 MCS51系列、 PIC 系列等等，以及單片機外圍電路，比如鍵盤、 LED、 LCD等等。 邵陽學院課程設計報 告 17 圖 調試結果 圖 所顯示的是程 序運行后所導出的仿真圖 。 圖 按下 秒健后的結果 6 調試與功能說明 系統(tǒng)性能測試與功能說明 走時：默認為走時狀態(tài)，按 24 小時制分別顯示 “ 時時 分分 秒秒 ” ，有 2 個 “ ”動態(tài)顯示，時間會按實際時間以秒為最少單位變化。結合時間概念和誤差理論，可以定義電子鐘的走時誤差 S=S1S2,S1 表示程序實際運行邵陽學院課程設計報 告 20 計算所得的秒； S2 表示客觀時間的標準秒。 軟件調試問題及解決 軟件程序的調試一般可以將重點放在分模塊調試上，統(tǒng)調是最后一環(huán)。 仿真部分采用 proteus 6 professional 軟件，此軟件功能強大且操作較為簡單，可以很容易的實現(xiàn)各種系統(tǒng)的仿真。這 為自己今后進一步深化學習，積累了一定寶貴的經(jīng)驗 。 本次課程設計讓我了解到單片機在生活應用中的重要性，了解了它的廣闊的應用前景。通過這 次課程設計，我們知道了理論和實際的距離，也知道了理論和實際想結合的重要性，也從中得知了很多書本上無法得知的知識。 邵陽學院課程設計報 告 22 參考文獻 [1]郭天祥編著， 51 單片機 C 語言教程，電子工業(yè)出版社。 [5] 李光才 ， 單片機課程設計實例指導 ， 北京航空航天大學出版社 [6] 朱定華 ， 單片機原理及接口技術實驗 ， 北方交通大學出版社 邵陽學院課程設計報 告 23 致 謝 首先衷心地感謝我的指導老師許建明 老師 。 邵陽學院課程設計報 告 25 附錄二： SECOND EQU 30H MINITE EQU 31H HOUR EQU 32H HOURK BIT MINITEK BIT SECONDK BIT DISPBUF EQ