【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 p 的同名端連在一起，由 P2 口控制公共的 COM 端來(lái)決定哪個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮（低 電平點(diǎn)亮）， P0 口輸入字形碼。通過輪流控制各個(gè)顯示器的 COM 端，使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。由于每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的 ， 所以15 只要掃 描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感， 如圖 32（ a） 和圖 32（ b） 所示 。 圖 32（ a）數(shù)碼管連接電路 圖 32（ b）數(shù)碼管連接電路 16 功能選擇電路（鍵盤控制） 本次設(shè)計(jì)了 5 個(gè)鍵， kadd 和 ksub 用于 對(duì)時(shí)間進(jìn)行加減， K 用于 對(duì) 時(shí)，分，秒 進(jìn)行選擇 以及 判斷 時(shí)鐘 是否 從正常走時(shí)的狀態(tài)進(jìn)入到設(shè)定時(shí)間的狀態(tài)， K1 用于啟動(dòng) 時(shí)鐘 ，讓時(shí)鐘開始走時(shí) ， K2 用于對(duì)時(shí)鐘的鬧鈴時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。 按鍵 電路 的 連接 關(guān)系如圖 33所示 。 圖 33 按鍵控制電路的連接圖 定時(shí)鬧鈴電路 本 次 設(shè)計(jì) 的 電子時(shí)鐘有到時(shí)響鈴的功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)指定時(shí)間 時(shí) ，蜂鳴器就會(huì)啟動(dòng)，發(fā)出響聲 5 秒，其電路連接如 圖 34 所示 。 圖 34 蜂鳴器電路 連接圖 17 4 電子時(shí)鐘 的軟件 程序 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是 系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實(shí)質(zhì)性功能）的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。 主程序流程 主程序流程如圖 41 所示。 18 N Y N Y N Y 開始 時(shí)間顯示 鍵盤掃描 K1是否按下 時(shí)鐘啟動(dòng) ，計(jì)時(shí) K是否按下 時(shí)鐘停止工作 K2是否按下 定時(shí)鬧鐘 設(shè)置初值，開中斷 19 圖 41 主程序流程圖 計(jì)時(shí)程序流程 本設(shè)計(jì)編寫了一個(gè)計(jì)時(shí)程序，通過它使時(shí)鐘正常走時(shí)， 其具體流程如圖 42 所示 。 Y N Y N Y N Y 開始 一秒時(shí)間到？ 60秒到？ 60分鐘到？ 時(shí)單元清零 秒單元加 1 分單元清零，時(shí)單元加 1 秒單元清零，分單元加 1 24小時(shí)到？ 20 圖 42 計(jì)時(shí)流程圖 鍵盤掃描程序 本次設(shè)計(jì)的 鍵盤 掃描程序有兩部分，一部分在主程序中，通過 K、 K K2 來(lái)選擇電子時(shí)鐘的狀態(tài)。 按下 K 表示時(shí)鐘進(jìn)入調(diào)時(shí)狀態(tài)，按下 K1 表示時(shí)鐘進(jìn)入走時(shí)狀態(tài)，按下K2 表示時(shí)鐘進(jìn)入設(shè)定鬧鈴時(shí)間的狀態(tài)。另一部分在調(diào)試時(shí)態(tài)下的按鍵掃描程序中，其 中的 K 鍵用于對(duì)時(shí)，分，秒進(jìn)行選擇。程序開始，先判斷 K 鍵是否按下以及按下幾次。 K鍵按下 1 次，表示選擇小時(shí)； K 鍵按下 2 次，表示選擇分鐘 ； K 鍵按下 3 次，表示選擇秒； K 鍵按下 4 次，表示清零，可以重新進(jìn)行選擇。再來(lái)判斷 kadd 和 ksub 是否按下，kadd 按下表示加 1， ksub 按下表示減 1， 如圖 43 所示 ： 圖 43 按鍵處理示意圖 中斷程序及延時(shí)程序 K 按下， i 加 1 i=1 i=2 i=3 i=4 kadd 按下，加 1 ； ksub 按下，減 1 小時(shí) 分鐘 秒 i=0 結(jié)束 21 中斷程序， 本次設(shè)計(jì)中，通過中斷進(jìn)行計(jì)時(shí)，在中斷程序中定時(shí) 50 毫 秒，中斷響應(yīng) 20 次，則 1 秒鐘時(shí)間到。 定時(shí)初值： 本次設(shè)計(jì)選用的是定時(shí)器 0 在工作方式 1 下工作，所以 TMOD 初始值為 晶振頻率為 12MHZ，所以機(jī)器周期為 1us。 定時(shí)時(shí)間 ： X=(21650000)/1 TH0=(21650000)/256 TL0=(21650000)%256 延時(shí)程序，本次設(shè)計(jì)中延時(shí)程序 有一個(gè)很重要的作用就是 給按鍵消抖。 當(dāng)用手按下一個(gè)鍵時(shí)，如圖 44 所示，通常 按鍵在閉合位置 和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況；在釋放一個(gè)鍵時(shí)，也 會(huì)出現(xiàn)類似的情況 ， 這就是抖動(dòng)。抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間隨鍵盤材料和操作員而異，不過通?？偸遣淮笥?10ms。抖動(dòng)問題不解決就會(huì)引起對(duì)閉合鍵的 誤 識(shí)別。用軟件方法可以很容易地解決抖動(dòng)問題，這就是通過延遲 10ms來(lái)等待抖動(dòng)消失，這之后，在讀入鍵盤碼。 圖 44 按鍵抖動(dòng)信號(hào)波形 時(shí)間顯示程序 本次設(shè)計(jì)數(shù)碼管是共陰極。當(dāng)選用共陰極的 LED 時(shí)，所有發(fā)光二極管陰極連在一起接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極加入高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的二極管點(diǎn)亮。因此要顯示某字形就應(yīng)使此字形的相應(yīng)段的二極管點(diǎn)亮，實(shí)際上就是送一個(gè)用不同電平組合代表的數(shù)據(jù)鍵按下 前沿抖動(dòng) 后沿抖動(dòng) 閉合 穩(wěn)定 22 字來(lái)控制 LED 的顯示， 根據(jù)圖 45 和表 41，我們可以得出數(shù)碼管顯示 09 的字型碼，如下所示： table[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f} 表 41 LED顯示器各段關(guān)系 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g F e d c b a 圖 45共陽(yáng)式、共陰式 LED數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號(hào)圖 在本次設(shè)計(jì)中，我們要讓 時(shí)間顯示 出它對(duì)應(yīng)的數(shù)值， 是先 將秒、分、時(shí)的個(gè)位和十位分別提取出來(lái) 。 然后 提取 對(duì)應(yīng)的 字型碼送入 P0 口，通過 P2 口的選擇，輪流顯示， 其具體內(nèi)容如圖 46 所示 。 秒 分鐘 小時(shí) %10，得到個(gè)位 /10，得到十位 P2 口位選 P0 口段選 LED 顯示 0xfe~0x7f 23 圖 46 時(shí)間顯示示意圖 5 電子時(shí)鐘電路仿真與性能測(cè)試 本次設(shè)計(jì)通過 keil 軟件和 protues 軟件進(jìn)行軟件仿真，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子時(shí)鐘功能的測(cè)試。 電子時(shí)鐘電路仿真圖 電子時(shí)鐘正常走時(shí)狀態(tài) 電路仿真圖 電子時(shí)鐘正常走時(shí)狀態(tài)仿真圖如圖 51 所示。 24 圖 51 電子時(shí)鐘正常走時(shí)仿真圖 電子時(shí)鐘定時(shí)響鈴 電路仿真圖 電子時(shí)鐘 定時(shí)響鈴 狀態(tài)仿真圖 ，為了顯示明顯用 發(fā)光二極管代替蜂鳴器， 如圖 52所示。 25 圖 52 電子時(shí)鐘響鈴狀態(tài)仿真圖 電子時(shí)鐘性能測(cè)試分析 系統(tǒng)性能測(cè)試 26 通過 k， kadd， ksub 對(duì)時(shí)，分，秒進(jìn)行加減的調(diào)整。時(shí)鐘 開始 默認(rèn)為調(diào)時(shí)狀態(tài) ， 如圖 53 所示 。 圖 53 開始調(diào) 時(shí) 狀態(tài) 對(duì)小時(shí)進(jìn)行加、減的調(diào)整，如圖 54 和 圖 55 所示 。 圖 54 小時(shí) 加 調(diào)整 圖 55 小時(shí) 減 調(diào)整 對(duì)分鐘進(jìn)行加、減調(diào)整，如圖 56 和圖 57 所示 。 27 圖 56 分鐘 加 調(diào)整 圖 57 分鐘 減 調(diào)整 對(duì)秒進(jìn)行加、減的調(diào)整，如圖 58 和圖 59 所示。 圖 58 秒 加 調(diào)整 圖 59 秒 減 調(diào)整 2．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 ，如圖 510 所示 。 28 圖 510 時(shí)鐘正常走時(shí) 在調(diào)時(shí) 狀態(tài)時(shí)設(shè)定響鈴時(shí)間，然后在走時(shí)狀態(tài)中，時(shí)間達(dá)到定時(shí)時(shí)間，開始響鈴，5 秒后結(jié)束。 用 發(fā)光二極管 代替蜂鳴器， 發(fā)光二極管 會(huì)亮 5 秒熄滅，如 圖 511 和圖 512 所示： 圖 511 時(shí)鐘到時(shí)鬧鈴 顯示 29 圖 512 5秒后鬧鈴結(jié)束 系統(tǒng)誤差分析 本次設(shè)計(jì)的單片機(jī)電子鐘系統(tǒng)中，其誤差主要來(lái)源包括晶體頻率誤差，定時(shí)器溢出誤差，延遲誤差。晶體頻率產(chǎn)生震蕩，容易產(chǎn)生走時(shí)誤差；定時(shí)器溢出的時(shí)間誤差，本應(yīng)這一秒溢出，但卻在下一秒溢出，造成走時(shí)誤差；延遲時(shí)間過長(zhǎng)或過短，都會(huì)造成與基準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生偏差，造成走時(shí)誤差。 30 6 收獲體會(huì) 這次設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，例如： 時(shí)間調(diào)整從 0 減 1 應(yīng)該等于 23 或者 59，但是開始時(shí)總是直接就跳到 22 或者 58 了，后來(lái)明白了 0 先減了個(gè) 1，那么應(yīng)該是對(duì)應(yīng)的值等于 1，它 才能 跳到 23 或者 59。還有仿真過程中，按鍵調(diào)整狀態(tài)的時(shí)候，第一次按一下就能迅速的調(diào)整好，到第二次 按時(shí) ，如果按下的時(shí)間短了，就不會(huì)變化，原來(lái)是 因 為第一次直接執(zhí)行按鍵相關(guān)程序，而后來(lái)要執(zhí)行主程序中的所有程序，需要時(shí)間，要檢測(cè)到按鍵，就需要按下時(shí)間也長(zhǎng)一些。 在本次設(shè)計(jì)中，我雖然遇到了不少麻煩，經(jīng)過反復(fù)編譯 仿真 才解決它們 ，但是也從中學(xué)到了許多： 1. 在 進(jìn)行設(shè)計(jì) 之前 ,我們首先 要對(duì) 我們 所 學(xué) 的 單片機(jī)有一個(gè)系統(tǒng)的了解 ,知道單片機(jī)片內(nèi) 片外的內(nèi)容及其功能。 這樣才能合理的利用它去完成我們所需要的功能。 編寫 程序之前，我們 要有一個(gè)清晰的思路 ，想好設(shè)計(jì)的流程 ，有哪些部分功能，怎樣去完成一個(gè) 整體的電子時(shí)鐘系統(tǒng) 。模塊化的設(shè)計(jì)思想在程序設(shè)計(jì)中的作用是很 大的，它可以為你提供一個(gè)比較清晰的思路，并且很容易找到頭緒，不至于在編寫一個(gè)程序時(shí)感覺到無(wú)從下手。 3. 在 編寫 程序時(shí) ,我們 要靜下心來(lái)，程序只有經(jīng)過反復(fù)推敲才能設(shè)計(jì)好 。程序剛開始編好時(shí)，一般情況下會(huì)存在 一些 錯(cuò)誤，要 我 們 不斷地修改，不斷的改進(jìn)才能達(dá)到預(yù)期的目的 。所以我們一定要有耐心。 總之， 在這一次 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 的 過程中， 我受益匪淺 。 通過對(duì) 以前 所學(xué)的 知識(shí)的回顧 和理解 ，以及 對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考 和合理的 書面表達(dá)， 最終完成了 畢業(yè)設(shè)計(jì) 。這 為 我 今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了 不少 的經(jīng)驗(yàn) 。撰寫論文的過程 也是 我們 專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí) 進(jìn)一步加深的 過程 ，在這個(gè)過程中， 我 學(xué)會(huì)了 運(yùn)用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)， 來(lái) 進(jìn)行 時(shí)鐘系統(tǒng) 設(shè)計(jì) ，分析和解決 遇到的 理論問題或?qū)嶋H問題， 讓我的實(shí)際動(dòng)手能力得到了提高 。 對(duì)于本次的設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)了電子時(shí)鐘的顯示，調(diào)時(shí)以及鬧鈴的功能，但是 也有 一些 尚未完善 的地方。 例如：對(duì)于 電子時(shí)鐘 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)只 進(jìn)行了 原理上的仿真， 而且在電子時(shí)鐘系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方面有所欠缺。希望以后能夠進(jìn)一步的增加其他的功能，比如顯示年月日及溫度等等。 總體來(lái)說(shuō)：圓滿完成了任務(wù)，實(shí)現(xiàn) 了電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 。 31 致 謝 通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文終于完成了， 我們的 大學(xué)生活 也 即將結(jié)束 了 。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都 學(xué)到了很多，進(jìn)步了很多 ，這 除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué) 和家人 的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開的。 本文從選題到完成，每一步都是在我的導(dǎo)師路銀聚的指導(dǎo)下完成，傾注了導(dǎo)師的大量的心血。 我 們 的導(dǎo)師 對(duì)我們給予了極大的幫助 ，從選題到開題報(bào)告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出 論文 的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué) 和家人 。寫 畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新 的學(xué)習(xí)生活的開始。 在新的生活中，我會(huì)更加努力的提升自己，不辜負(fù)老師，同學(xué)和家人的期望。 32