【正文】 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 11413040 系 、 專 業(yè) 信息工程系、電子科學(xué)與技術(shù) 指 導(dǎo) 教 師 許建明 2020 年 6 月 27 日 邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 1 摘 要 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(lái)越快。數(shù)碼管顯示的時(shí)間簡(jiǎn)單明了而且讀數(shù)快、時(shí)間準(zhǔn)確顯示到 秒。在這次設(shè)計(jì)中，我們采用 LED 數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒，以 24 小時(shí)計(jì)時(shí)方式，根據(jù)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理來(lái)進(jìn)行顯示，用 12MHz的晶振產(chǎn)生振蕩脈沖，定時(shí)器計(jì)數(shù)。 時(shí)間對(duì)人們來(lái)說(shuō)總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時(shí)間。下面是單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)。 單片機(jī)模塊中最常見(jiàn)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(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。 數(shù)字電子鐘的應(yīng)用 邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 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(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇場(chǎng)、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便。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)思想和設(shè)計(jì)方法。 邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 5 2 方案設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)目的 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生鞏固和加深對(duì)單片機(jī)基本知識(shí)的理解，學(xué)會(huì)查尋資料、方案設(shè)計(jì) 、方案比較，以及單元電路設(shè)計(jì)計(jì)算等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，提高分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。 此外， AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)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(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 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(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。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(chǔ)器的選通信號(hào)。 注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。單片機(jī)的晶振并不是只能用 12M，只要不超過(guò) 20M 就行，在準(zhǔn)許的范圍內(nèi)，晶振越大，單片機(jī)運(yùn)行越快，還有用 12M 的就是好算時(shí)間，因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期為 1/12 時(shí)鐘周期，所以這樣用 12M 的話，一個(gè)時(shí)鐘周期為 12us，那么定時(shí)器計(jì)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(fù)位電路，它是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 機(jī)器周期 =10*晶振周期 =12*系統(tǒng)時(shí)鐘周期 圖 則是單片機(jī) 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(gè) LED數(shù)碼管 (LED8～ LED1)構(gòu)成的顯示器，用 P0 口作 LED 的段碼輸出口， P2 口作八個(gè) LED 數(shù)碼管的位控輸出線， P1 口外接四個(gè)按鍵 A、 B、 C 構(gòu)成鍵盤電路。 下圖 利用按鍵開(kāi)關(guān)來(lái)校正時(shí)鐘顯示的數(shù)字。由于一般的段式液晶屏，需要專門的驅(qū)動(dòng)電路，而且液晶顯示作為一種被動(dòng)顯示，可視性相對(duì)較差；對(duì)于具有驅(qū)動(dòng)電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點(diǎn)陣），一般多采用并行接口，對(duì)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(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。當(dāng)然當(dāng) LED 數(shù)量較多的時(shí)候，可以使用單片機(jī)的串行口通過(guò)移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫(xiě)比較麻煩。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題： （ 1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開(kāi)發(fā)清晰、簡(jiǎn)潔和流程合理； （ 2）培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、實(shí)行模塊化、子程序化。它的計(jì)時(shí)周期為 24 小時(shí)，顯 時(shí) 滿刻度為 23 時(shí) 59 分 59 秒，另外還有校時(shí)功能。 “ 分單元 ” 也采用 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì) 60 分鐘，發(fā)出一個(gè) “ 時(shí)脈沖 ” 信號(hào)，該信號(hào)將被送到 “ 時(shí)單元 ” 。 主程序是先開(kāi)始，然后啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)器啟動(dòng)后在進(jìn)行按鍵檢測(cè)，檢測(cè)完后，就可以顯示時(shí)間。 Proteus 的軟件仿真基于 VSM 技術(shù)，它與其他軟件最大的不同也是最大的 優(yōu)勢(shì)就在于它能仿真大量的單片機(jī)芯片，比如 MCS51系列、 PIC 系列等等，以及單片機(jī)外圍電路，比如鍵盤、 LED、 LCD等等。 邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 17 圖 調(diào)試結(jié)果 圖 所顯示的是程 序運(yùn)行后所導(dǎo)出的仿真圖 。 圖 按下 秒健后的結(jié)果 6 調(diào)試與功能說(shuō)明 系統(tǒng)性能測(cè)試與功能說(shuō)明 走時(shí)：默認(rèn)為走時(shí)狀態(tài)，按 24 小時(shí)制分別顯示 “ 時(shí)時(shí) 分分 秒秒 ” ，有 2 個(gè) “ ”動(dòng)態(tài)顯示，時(shí)間會(huì)按實(shí)際時(shí)間以秒為最少單位變化。結(jié)合時(shí)間概念和誤差理論，可以定義電子鐘的走時(shí)誤差 S=S1S2,S1 表示程序?qū)嶋H運(yùn)行邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 20 計(jì)算所得的秒； S2 表示客觀時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)秒。 軟件調(diào)試問(wèn)題及解決 軟件程序的調(diào)試一般可以將重點(diǎn)放在分模塊調(diào)試上，統(tǒng)調(diào)是最后一環(huán)。 仿真部分采用 proteus 6 professional 軟件，此軟件功能強(qiáng)大且操作較為簡(jiǎn)單，可以很容易的實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)的仿真。這 為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗(yàn) 。 本次課程設(shè)計(jì)讓我了解到單片機(jī)在生活應(yīng)用中的重要性，了解了它的廣闊的應(yīng)用前景。通過(guò)這 次課程設(shè)計(jì)，我們知道了理論和實(shí)際的距離，也知道了理論和實(shí)際想結(jié)合的重要性，也從中得知了很多書(shū)本上無(wú)法得知的知識(shí)。 邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 22 參考文獻(xiàn) [1]郭天祥編著， 51 單片機(jī) C 語(yǔ)言教程，電子工業(yè)出版社。 [5] 李光才 ， 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo) ， 北京航空航天大學(xué)出版社 [6] 朱定華 ， 單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)驗(yàn) ， 北方交通大學(xué)出版社 邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 23 致 謝 首先衷心地感謝我的指導(dǎo)老師許建明 老師 。 邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 25 附錄二： SECOND EQU 30H MINITE EQU 31H HOUR EQU 32H HOURK BIT MINITEK BIT SECONDK BIT DISPBUF EQ