【正文】 ........................................................................................................31附錄 6：元器件目錄表 ........................................................................................................32數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)01 概述 課題研究的背景及意義 由于單片機(jī)有著獨(dú)一無(wú)二的性能，所以在各行各業(yè)都有著廣泛的運(yùn)用。從而通過(guò)本次設(shè)計(jì)來(lái)提高學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)軟硬件的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)作者簽名: 日期: 年 月 日指導(dǎo)教師簽名:日期: 年 月 日鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2022）數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘 要: 單片機(jī)的誕生是在 20 世紀(jì) 70 年代，因?yàn)樗哂袠O高的性?xún)r(jià)比，更為重要的是其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛、而且發(fā)展速度也比較快，所以倍受廣大專(zhuān)業(yè)人士的青睞。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè) 自動(dòng)化學(xué)生姓名班級(jí) B 自動(dòng)化學(xué)號(hào) 0指導(dǎo)教師完成日期 203 年 6 月日鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2022）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究、設(shè)計(jì)工作后獨(dú)立完成的。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中將通過(guò)對(duì)它全面的了解，以STC89C51 芯片為主，再加上相關(guān)的實(shí)現(xiàn)電路，簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)了一個(gè)的數(shù)字電子鐘，它是由 直流電源供電，通過(guò)數(shù)碼管將時(shí)間準(zhǔn)確的顯示出來(lái)，通過(guò)相關(guān)的按鍵及時(shí)對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。 Electronic clock。 3）有可拓展的功能，可以根據(jù)需要來(lái)設(shè)計(jì)各種規(guī)模的系統(tǒng)。而就目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，絕大多數(shù)的電子鐘都是采用全硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種方法不僅使電路的結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，而且會(huì)損耗很大的功率?，F(xiàn)如今，基本上所有精度高的計(jì)時(shí)工具都是采用的石英晶體振蕩器，由于數(shù)字電子鐘，石英表，石英鐘等都是采用的石英技術(shù)，因此使用起來(lái)就比較方便，走勢(shì)也比較穩(wěn)定，走時(shí)精度相當(dāng)?shù)母?，也就沒(méi)必要經(jīng)常校時(shí)了 [1]。 [6]本次設(shè)計(jì)主要采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子鐘的方法，以單片機(jī)STC89C51 芯片和數(shù)碼管為核心，加上相關(guān)的實(shí)現(xiàn)電路，從而構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)電子計(jì)時(shí)器。 課題預(yù)期效果LED 顯示器可準(zhǔn)確顯示 00：00：00——23：59：59，24 小時(shí)制的時(shí)間計(jì)數(shù)。當(dāng)秒、分值為 60 時(shí)，該位清零，且高位加一。按鍵模塊：該設(shè)計(jì)需要校對(duì)時(shí)間，所以用三個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。STC89C51 系列單片機(jī)集合了 8051 的內(nèi)核功能，具有機(jī)器周期、單時(shí)鐘的功能，是一種運(yùn)行速度快，功率消耗低的新型單片機(jī)。10 位精度 ADC，共 8 路? 通用異步串行口(UART)? SPI 同步通信口，主模式/ 從模式? 工作溫度范圍：0 75℃/ 40 +85℃ STC89C51 的引腳功能 STC89C51 的引腳功能如下：? VCC：供電電壓。P0 既可以用于外部程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器 ，也可以作為源碼的輸入端口。? /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。本設(shè)計(jì)所用主控制模塊如圖所示。每個(gè) LED 數(shù)碼管總共有 8 個(gè)段數(shù)，其中 7 段用于對(duì)數(shù)字的顯示，還有一段是用于顯示小數(shù)點(diǎn)的。 [13]如圖 所示：數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)6圖 顯示電路 復(fù)位模塊本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)上電復(fù)位，電路復(fù)位后 P0－P3 口引腳全部表現(xiàn)為高電平，特殊功能寄存器和程序計(jì)數(shù)器將全部被清零。系統(tǒng)通過(guò)掃描按鍵是否被按下，來(lái)設(shè)定各模塊的工作情況，使計(jì)時(shí)器可以在按鍵的控制下，有序地進(jìn)行工作。 圖 晶振模塊 鬧鐘模塊鬧鐘模塊是由一個(gè) PNP 型的三極管，一個(gè)電阻和一個(gè)蜂鳴器組成的，三極管的發(fā)射極接電壓，基極經(jīng)電阻與單片機(jī)相連，集電極與蜂鳴器相連，而蜂鳴器的另一端接地。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2022）94 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 程序流程圖各個(gè)中斷口的首地址是在程序運(yùn)行后再設(shè)置的，緊接著中斷被開(kāi)啟，中斷開(kāi)啟后將比較設(shè)定時(shí)間與當(dāng)時(shí)時(shí)間，倘若兩項(xiàng)比較不一致，則顯示時(shí)鐘然后進(jìn)行掃描，并程序繼續(xù)往下執(zhí)行 [14]。 　　　　　　　　　　 設(shè)置鬧鐘時(shí)間 　 　　　　　　　　　　 回到鬧鈴比較處 圖 設(shè)鬧鐘流程圖開(kāi)始對(duì)鬧鐘時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，按 三次和 、 分別對(duì)鬧鐘時(shí)鐘加一或減一，按 四次和 、 分別對(duì)鬧鐘分鐘進(jìn)行加一或減一設(shè)置，查看顯示值，再判斷是否退出回到鬧鈴比較處。然后返回中斷。硬件調(diào)試包括電源模塊、顯示模塊、按鍵模塊等模塊的調(diào)式，軟件調(diào)試就是通過(guò)修改軟件程序，使電子鐘的功能完善，能滿(mǎn)足課題的基本要求，并提高數(shù)字電子鐘的精度。比如說(shuō)有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動(dòng)態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤(pán)和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能 [21]；它還包含了專(zhuān)門(mén)用來(lái)精確測(cè)量與分析的高級(jí)仿真圖表。圖 仿真圖數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)14 Keil 軟件調(diào)試首選在 Keil 軟件中根據(jù)設(shè)計(jì)要求編好一個(gè)程序代碼，確保編譯沒(méi)有錯(cuò)誤后，再添加到 PROTEUS 仿真軟件中的 STC89C51 芯片中，保存，運(yùn)行，觀察是否能得到想要的結(jié)果；如果不能，則回到 Keil 中重新改進(jìn)程序，再編譯、仿真，直至所有功能均可實(shí)現(xiàn)為止。鬧鈴功能，當(dāng)達(dá)到了設(shè)定的鬧鐘時(shí)間后，蜂鳴器就會(huì)不斷的發(fā)出聲音。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，獲益良多。第一，要查看是不是軟件編程中出現(xiàn)了問(wèn)題，如果連程序都沒(méi)有完善好，那么，程序下載到硬件電路中，在實(shí)際操作的過(guò)程中就肯定會(huì)存在問(wèn)題。軟件設(shè)計(jì)是個(gè)即靈活又細(xì)膩的工作，我要細(xì)心地去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，去不斷完善，以此來(lái)培養(yǎng)我良好的邏輯思維能力以及分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。制版與仿真[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2022. [22] 朱清慧. Proteus 顯示控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2022.[23] 杜樹(shù)春. 基于 Proteus 和 Keil C51 的單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真 [M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2022.[24] 徐愛(ài)鈞. Keil 單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言編程與 Uvision2 應(yīng)用實(shí)踐[M]. 北京: 北京電子工業(yè)出版社, 2022.[25] Andria N. A High Resolution Digital Frequency Meter for Low Frequencies[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1990, 39(4): 376 382, 667. 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2022）17致 謝在這里我要感謝輔導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)，她不僅教會(huì)了我們?nèi)绾螌?xiě)論文，還教會(huì)了我們很多專(zhuān)業(yè)性的知識(shí)，讓我們對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了更加深入的了解，并且能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中，這些都要感謝指導(dǎo)老師孜孜不倦的教導(dǎo)。在此次設(shè)計(jì)中，知道了無(wú)論做什么事要有一顆平常的心，不要想著走捷徑，一步一個(gè)腳印才是硬道理。sbit smg3=P2^5。sbit bell=P2^0。 //數(shù)值減一按鍵char table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e}。 //數(shù)碼管的時(shí)、分、秒位char a=0,n=0。void key()。//中斷初始化函數(shù)調(diào)用shi=z_shi。//數(shù)碼管顯示函數(shù)的調(diào)用key()。(z_fen==n_fen)amp。(n_miao/10==0))//鐘表時(shí)間與鬧鐘時(shí)間相同，蜂鳴器響{bell=0。 }if(a==20){a=0。if(z_fen==60){z_fen=0。//消抖延時(shí)if(k1==0){n++。//關(guān)閉定時(shí)器if(k2==0){delay(3000)。//數(shù)碼管顯示鐘表的時(shí)分秒鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2022）21while(k2==0)。smg_z()。if(k2==0){z_fen++。//等待松手}}數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)22if(k3==0){delay(3000)。//數(shù)碼管顯示鐘表的時(shí)分秒while(k3==0)。if(k2==0){n_shi++。}鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2022）23}if(k3==0){delay(3000)。 //數(shù)碼管顯示鬧鐘的時(shí)分秒while(k3==0)。//鬧鐘的分鐘加一if(n_fen==60)n_fen=0。if(k3==0){n_fen。//等待松手}}} if(n==0){TR0=1。//小時(shí)的十位delay(10)。P0=table[shi%10]。//1111 1111smg3=0。P0=0xff。smg4=1。//秒鐘的十位delay(10)。P0=table[miao%10]。//1111 1111}void init() //初始化定時(shí)器函數(shù){IE=0x82。TR0=1。數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)26} void smg_z() //數(shù)碼管顯示鐘表時(shí)間的時(shí)、分、秒函數(shù) { shi=z_shi。 //數(shù)碼管顯示鬧鐘的時(shí)、分、秒fen=n_fen