【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 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。 （ 3） 白天整點(diǎn)報(bào)時(shí)，晚上 22 點(diǎn)后不報(bào)時(shí)。傳統(tǒng)的數(shù)字鐘以最為基本的數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)的。本次設(shè)計(jì)就是通過單片機(jī)為主控電路，通過電路仿真而實(shí)現(xiàn)。 使用 Proteus 軟件進(jìn)行繪制 仿真 電路圖，用 keil 軟件進(jìn)行編程與調(diào)試，最終生成 hex 文件，傳入單片機(jī)內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)仿真效果。所以此次設(shè)計(jì)采用第三種方案。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡 稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 有的單片機(jī)針對某一個(gè)應(yīng)用 領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。使用高級語言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(fā)周期，增強(qiáng)軟件的可讀性和可移植性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充功能。 單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大 ，帶來的直接好處就是成本的降低。 除此之外 ， AT89C52具有 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作， 同時(shí)可使兩 種軟件選擇節(jié)電模式；在 掉電保護(hù) 工作 方式下， 振蕩器將停止工作，并保存 RAM中的 內(nèi)容 ， 單片機(jī)停止一切工作，除非等到下一個(gè)硬件或中斷復(fù)位后才停止；在 空閑 工作 模式下， CPU工作 停止 ， 同時(shí) 允許 中斷、串口、 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和 RAM繼續(xù)工作。：串行口輸入，串行口輸出，外部中斷 0輸入 ，外部中斷 1輸入，定時(shí)器 0的外部輸入，定時(shí)器 1的外部輸入，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“寫”信號(hào)輸出和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“讀”信號(hào)輸出。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求， 采用兩個(gè)四位一體的共陰極數(shù)碼管和一個(gè)單獨(dú)的共陽極數(shù)碼管顯示時(shí)鐘和秒表功能。 單片機(jī)時(shí)鐘內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，用于構(gòu)成時(shí)鐘震蕩電路， XTAL1 為該放大器的輸入端， XTAL2 為放大器的輸出端，但要形成時(shí)鐘還需附加其他的電路。 （ 2） 外部時(shí)鐘方式 外部時(shí)鐘方式常用于多機(jī)系統(tǒng)，以便各個(gè)單片機(jī)能夠同步工作。當(dāng)振蕩器起振后，只要該引腳上出現(xiàn) 2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即可確保使器件復(fù)位。 在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在 RST 端出現(xiàn)一定寬度的高電平，只要高電平時(shí)間足夠長，就可以使單片機(jī)有效復(fù)位。當(dāng)振蕩頻率為 12MHz 時(shí)，典型值為 C=10Uf,R=。 LED數(shù)碼管有兩種連接方式： （ 1）共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地。由于 單片機(jī)的 I/O口送不出如此大的電流，所以數(shù)碼管與單片機(jī)連接時(shí)需要加驅(qū)動(dòng)電路，可以用上拉電阻的方法或使用專門的數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片。 a~f 對應(yīng)的是數(shù)碼管的段位 ，四個(gè)數(shù)碼 管所有的段湖 北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 位都連接在一起，即所有的 a段連接在一起，所有的 b段連接在一起，依次類推。對于多位 LED 顯示器 ，通常都是采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示 ，時(shí)的十位和個(gè)位分別顯示在第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)碼管，分的十位和個(gè)位分別顯示在第四個(gè)和第五個(gè)數(shù)碼管，秒的十位和個(gè)位分別顯示在第七個(gè)和第八個(gè)數(shù)碼管，其余 兩個(gè) 數(shù)碼管顯示橫線。有源蜂鳴器內(nèi)部帶振蕩源，所以只要一通電就會(huì)叫，而無源蜂鳴器內(nèi)部不帶振蕩源，所以如果用直流信號(hào)驅(qū)動(dòng)他時(shí)，無法令其鳴叫，必須用 2kHZ~5kHZ 的方波信號(hào)去驅(qū)動(dòng)他。計(jì)算機(jī)所用的鍵盤按其結(jié)構(gòu)形式可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。當(dāng)某一按鍵閉合時(shí)，對應(yīng)口線輸入為低電平，釋放時(shí)為高電平。用同樣的方法輪流送各列一次低電平，再輪流檢測一次各行是否變?yōu)榈碗娖?，這樣即可檢測完所有的按鍵。由于鍵盤上的按鍵都是利用機(jī)械觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)健的閉合與釋放。 本設(shè)計(jì)使用的是軟件消抖。 若 K3健被按下， 當(dāng)按 K3按鍵 按 一下時(shí)，從左數(shù)第一二位數(shù)碼管即顯示時(shí)位的兩位數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)亮，即可以通過 K1和 K2 來對時(shí)位進(jìn)行加減的調(diào)整， K1 對十位進(jìn)行加操作， K2 對十位進(jìn)行減操作。在秒表功能下，按 K1按鍵，則秒表開始工作，再按 K1 則秒表停止計(jì)時(shí)；若按 K2 健，則秒表清零；如果再按 K4 健則跳出秒表，則轉(zhuǎn)換為時(shí)鐘工作狀態(tài)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，所編寫的程序除了主程序外還包括的子程序有數(shù)碼管顯示子程序；按鍵檢測子程序；蜂鳴器報(bào)時(shí)子程序還有中斷函數(shù)。 C語言 作為一種非常方便的語言而得到廣泛的支持，很多硬件開發(fā)都要 C語言編程，如各種單片機(jī)、 DSP、 ARM 等。 ，函數(shù)可以分成不同的類型，使程序的結(jié)構(gòu)簡單明了。 C 語言常用語法不多，尤其是單片機(jī) C 語言常用語法更少，初學(xué)者沒有必要再系統(tǒng)地將 C語言重學(xué)一遍，只需要在實(shí)踐中遇到難點(diǎn)時(shí)適當(dāng)?shù)夭殚?C語言書籍里的相關(guān)內(nèi)容。 主程序 設(shè)計(jì) 編寫程序必須要理清思路，邏輯正確，而繪制流程圖可以使程序的思路簡單清晰，有利于編寫程序。 若 K3健被 按下， 當(dāng) K3 按 一下時(shí)，從左數(shù)第一二位數(shù)碼管即顯示時(shí)位的兩位數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)亮，即可以通過K1 和 K2 來對時(shí)位進(jìn)行加減的調(diào)整， K1 對十位進(jìn)行加操作， K2 對十位進(jìn)行減操作。在秒表功能下，按 K1按鍵，則秒表開始工作，再按 K1則秒表停止計(jì)時(shí)；若按 K2 健，則秒表清零；如果再按 K4 健則跳出秒表，則轉(zhuǎn)換為時(shí)鐘工作狀態(tài)。 本次的數(shù)碼管顯示函數(shù)也是利用這種發(fā)光管的余暉和人眼視覺暫留作用， 利用單片機(jī)的 P0 口以及兩個(gè)鎖存器 來向數(shù)碼管的輸送段選和位選數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)所要顯示的時(shí)，分，秒。 若跳出時(shí)間的調(diào) 節(jié)后， K4 健被按下，則啟動(dòng)秒表功能。就像程序中的注釋一樣，延時(shí)時(shí)間的長短決定了蜂鳴器的發(fā)聲頻率，也就是聲音的長短。 uchar i。i80。 } bs=!bs。通過多次的修改與調(diào)試也沒能找到解決的方法，希望在以后的學(xué)習(xí)中能夠找到解決方案。 本次設(shè)計(jì)，采用 Keil 進(jìn)行編譯調(diào)試。 調(diào)試與 仿真 新建一個(gè)工程， 并設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，選擇相關(guān)的單片機(jī)型號(hào)。 圖 51 Keil中添加新文件 然后 對添加到工程中的文件進(jìn)行編譯，若出現(xiàn)錯(cuò)誤則需要慢慢的調(diào)試，根據(jù) 提示修改出現(xiàn)的錯(cuò)誤，直到編 譯無誤為止。雖然 Proteus 也有很多不完善的地方，而且模擬和硬件實(shí)物是有差別的，但是只有經(jīng)過了仿真這一步，才能對自己編的程序心里有底，才敢開始動(dòng)手開始實(shí)物制作。 繪畫仿真圖的過程雖然比較艱辛，而且比較考驗(yàn)人的耐性， 尤其是出現(xiàn)的一點(diǎn)點(diǎn)錯(cuò)誤都有可能實(shí)現(xiàn)不了仿真，只有通過自己慢慢檢 查，翻書，查閱相關(guān)的資料以及與同學(xué)老師交流查找錯(cuò)誤，并及時(shí)糾正。 下面是自己仿真的截圖，分別為 時(shí)鐘和秒表兩個(gè)狀態(tài)。秒表狀態(tài)下的仿真圖如下圖 54所示： 湖 北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 54 秒表狀態(tài)下的仿真圖 仿真圖缺陷分析 雖然自己繪制的仿真圖能實(shí)現(xiàn)所有的設(shè)計(jì)功能，但仍然存在一些缺陷。但這也是一個(gè)缺陷，我想要求完美的人都會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)缺陷。 湖 北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 完成了 程序的調(diào)試與仿真，剩下的就是制作實(shí)物這一步了。 數(shù)字時(shí)鐘 的 制作 經(jīng)過詢問同學(xué)老師以及上網(wǎng)搜索資料，最初決定用 Altium Designer 來繪制原理圖和 PCB 板。很多公司用的都是 Protel99 來學(xué)習(xí)單片機(jī)，但 Altium Designer 比 Protel99 的 功能更強(qiáng)大，是最新發(fā)明出來的軟件。自己真的很高興。 經(jīng)過再三的思考與對比，自己決定放棄上述的方法，而改用買面包板和相應(yīng)的元器件來焊接連線。買好元器件就開始動(dòng)手焊接元器件了，首先自己得 對各種元器件的引腳的功能要了如指掌，只有這樣才能正確的連接。但第一次焊接還是 失敗了。雖然這樣的風(fēng)險(xiǎn)性比上一次大，但是這樣設(shè)計(jì)出來的實(shí)物比上一次美觀實(shí)用的多。再者，自己使用的電源是 USB 接口的，不是使用的電池。 湖 北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 總結(jié) 經(jīng)過自己的不懈努力，終于完成了數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)與制作。 在設(shè)計(jì)與制作數(shù)字時(shí)鐘的過程中，自己學(xué)到了很多也感悟良 多。（ 2）編寫程序的過程是一個(gè)很傷頭腦很辛苦的一個(gè)過程。盡管還存在一些缺陷，并不是很完美，但是繪制的過程才是真正值得重視的。因?yàn)樽约河謱W(xué)到了一種新的軟件，并且是學(xué)習(xí)單 片機(jī)必不可少的軟件，為自己以后的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（ 2）學(xué)習(xí)新知識(shí)的時(shí)候不要貪多，而應(yīng)該學(xué)多少用多少，爭取學(xué)過了就記得，以后在用得上的時(shí)候還可以立刻回想起來。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。同時(shí)，也非常感謝在收集資料和實(shí)物制作過程中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)，在與同學(xué)一起探討的過程中不僅學(xué)會(huì)了很多與單片機(jī)相關(guān)的知識(shí)，也增進(jìn)了同學(xué)之間的友誼，對你們給予的寶貴意見表示衷心的感謝。//調(diào)時(shí)間控制鍵 sbit k2=P2^1。//時(shí)鐘秒表轉(zhuǎn)換按鍵 int shi,fen,miao。 uchar code table2[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}。x) for(y=110。 wela=1。 //分 離要顯示的個(gè)位 dula=1。 //位選打開 P0=n。 //位選控制打開 P0=0xff。 //段選控制打開 P0=table[shi]。 //第 a個(gè)數(shù)碼管顯示 wela=0。 //數(shù)碼管清零 wela=0。 //段選控制關(guān)閉 wela=1。 //延時(shí) 1毫秒 } *****************************初始化函數(shù) ******************************** void init() { bs=0。 k2num=0。 fen=0。 miao1=0。 TMOD=0x01。 //開總中斷 ET0=1。 //位 選打開 P0=0xff。 //段選打開 P0=table1[ge]。 //第 N 個(gè)數(shù)碼管顯示 wela=0。 //數(shù)碼管清零 wela=0。 //將要顯示的十位數(shù)據(jù)送入數(shù)碼管 dula=0。 //位選關(guān)閉 delay(2)。 //延時(shí)去抖動(dòng)操作 if(k3==0) //檢測 K3按鍵是否被按下 { k3num++。 } if(k3num==1) //K3 按一次則調(diào)節(jié)時(shí)位 { shanshuo(shi,0xfd,0xfe)。 } if(k3num==4) //回到時(shí)鐘狀態(tài) { k3num=0。 xianshi(fen,0xef,0xf7)。 } if(k3num==2) //若 K3被按下兩次，按 K1時(shí)分位 { //加一，加到 60為止 fen++。 } } } if(k2==0) //若 K2 被按下一次 { delay(5)。 } if(k3num==1) //若 K3 被按下一次，按 K2 時(shí)時(shí)位減一 { shi。 } if(k3num==3) //若 K3 被按下三次，按 K2 時(shí)個(gè)位減一 { miao。k3!=0) //若 K4 按下， K3 沒按下時(shí) { delay(5)。 //對 K1按下的次數(shù)清零防止干擾 k2num=0。 k1num++。 if(k2num==2) { k2num=0。 for(x=c。i++) //延時(shí)時(shí)間 ， 控制蜂鳴器發(fā)聲頻率 { //報(bào)時(shí)時(shí)仍然顯示時(shí)鐘狀態(tài) 湖 北理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 xianshi(shi,0xfd,0x