【文章內(nèi)容簡介】 接方式如下圖所示。 黃河水院 自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 11 圖 22 數(shù)碼管的硬件連接示意圖 數(shù)碼管使用條件： a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻 b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定 ； 小數(shù)點(diǎn)：根 據(jù)發(fā)光顏色決定 c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動(dòng)態(tài)：平均電流 45mA 峰值電流 100mA 數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)說明： （１）數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角； （２）焊接溫度：２６０度；焊接時(shí)間：５Ｓ （３）表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品 ,可以在使用前撕下來。 數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì) 12 3 數(shù)字鐘的軟件設(shè) 計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是工具系統(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)。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)相對獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總體結(jié)構(gòu)，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(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。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改； （ 3）建立正確的數(shù)學(xué)模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的參數(shù)； （ 4）繪制程序流程圖； （ 5）合理分配系統(tǒng)資源 ； （ 6）為程序加入注釋，提高可讀性，實(shí)施軟件工程； （ 7）注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 主程序是先開始，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，檢測完后，就可以 顯示時(shí)間。 圖 31 主程序流程圖 開始 啟動(dòng)定時(shí)器 按鍵檢測 時(shí)間顯示 黃河水院 自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 13 圖 311定時(shí)器中斷流程圖 N 24 小時(shí)到？ 分單元清零，時(shí)單元加 1 N N N Y Y 時(shí)單元清零 時(shí)間顯示 中斷返回 開始 一秒時(shí)間到？ 60 秒時(shí)間到？ 60 分鐘到？ 秒單元加 1 秒單元清零，分單元加 1 Y Y 數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì) 14 定時(shí)器中斷時(shí)是先檢測 1 秒是否到， 1 秒如果到，秒單元就加 1；如果沒到，就檢測 1 分鐘是否到， 1 分鐘如果到，分單元就加 1；如果沒到，就檢測 1 小時(shí)是否到， 1小時(shí)如果到，時(shí)單元就加 1，如果沒到，就顯示時(shí)間。 如圖 311所示。 時(shí)間顯示是先秒個(gè)位計(jì)算顯示，然后是秒十位計(jì)算顯示，再是分個(gè)位計(jì)算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示，最后是時(shí)十位顯示。 圖 312 時(shí)間顯示流程圖 時(shí)十位計(jì)算顯示 結(jié)束 開始 秒個(gè)位計(jì)算顯示 秒十位計(jì)算顯示 分個(gè)位計(jì)算顯示 分十位計(jì)算顯示 時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示 黃河水院 自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 15 數(shù)字鐘的原理圖 用 PROTUES 軟件，根據(jù)要求畫出數(shù)字電子鐘的原理圖如下所示。 圖 45 數(shù)字鐘的原理圖 在此有必要介紹一下數(shù)字電子鐘的工作原理。 工作原理 ： 數(shù)字電子鐘是一個(gè)將“ 時(shí)”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計(jì)時(shí)裝置。它的計(jì)時(shí)周期為 24小時(shí)，顯示滿刻度為 23時(shí) 59 分 59 秒，另外還有校時(shí)功能。因此，一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由顯示器“時(shí)”，“分”，“秒”和單片機(jī)，還有校時(shí)電路組成。 8 個(gè)數(shù)碼管的 段選接到單片機(jī)的 P0 口，位選接到單片機(jī)的 P2 口。數(shù)碼管按照數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的工作原理工作，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號送入“秒單元”，“秒單元”采用 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì) 60 秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號，該信號將作為“分單元”的時(shí)鐘脈沖。“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，該信號將被送到“時(shí)單元”?！皶r(shí)單元”采用 24 進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對一天 24 小時(shí)的累數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì) 16 計(jì)。顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”通過七段顯示器顯示出來。校時(shí)電路時(shí)用來對“時(shí)”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對調(diào)整，按一下 ksec,秒單元就 加 1 ，按一下kmin,分就加 1，按一下 khour，時(shí)就加 1。 主程序 include sbit ksec=P3^0。 sbit kmin=P3^1。 sbit khour=P3^2。 unsigned char secshi=0,secge=0,minshi=0,minge=0,hourshi=0,hourge=0。 unsigned int num=0,sec=0,min=0,hour=0。 unsigned char code table[10]={0x3f,0xxx,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 void delay(unsigned int)。 void keyscan()。 void display()。 main() {TMOD=0x01。 TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 EA=1。ET0=1。TR0=1。 while(1) {display()。 keyscan()。 } } void delay(unsigned int z) {unsigned int x,y。 for(x=z。x0。x) for(y=110。y0。y)。} 定時(shí)器中斷子程序 void time0() interrupt 1 黃河水院 自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 17 {num++。 TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 } 在這里，我們有必要介紹一下單片機(jī)的中斷系統(tǒng)，以利于我們的學(xué)習(xí)。 中斷技術(shù)在單片系統(tǒng)中有著十分重要的作用，它不僅可以提高單片機(jī) CPU 的效率，也可以對突發(fā)事件處理。所謂中斷就是當(dāng) CPU 正在執(zhí)行程序 A時(shí)，發(fā)生了另一個(gè)急需處理的事件 B，這是 CPU 暫停當(dāng)前執(zhí)行的程序 A，立即轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理事件 B 的程序，處理完事件 B后，再返回到 程序 A繼續(xù)執(zhí)行，這個(gè)過程被叫做中斷。關(guān)于中斷的概念有下列幾個(gè)名詞：（ 1）程序 A稱為主程序，（ 2）處理事件 B 的程序稱為中斷服務(wù)程序，（ 3）主程序中轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的地方稱為斷點(diǎn)，（ 4）引起中斷的原因即事件 B 稱為中斷源，（ 5）轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序稱為中斷響應(yīng)。關(guān)于中斷的概念可以打個(gè)如下的比喻。領(lǐng)導(dǎo)（ CPU）在自己的房間辦公（執(zhí)行主程序），下屬（外設(shè)）有問題打電話來請示（中斷源），領(lǐng)導(dǎo)停下正在進(jìn)行的工作，通過電話給下屬做指示（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），指示完后，領(lǐng)導(dǎo)掛斷電話，繼續(xù)做自己的工作（返回主程序繼續(xù)執(zhí)行）。 中 斷是一個(gè)過程，當(dāng)中央處理器 CPU 在處理某件事情時(shí)，外部又發(fā)生了另一緊急事件，請求 CPU 暫停當(dāng)前的工作而去迅速處理該緊急事件。處理結(jié)束后，再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作。引起中斷的原因或發(fā)出中斷請求的來源，稱為中斷源。 單片機(jī)一般允許有多個(gè)中斷源，當(dāng)幾個(gè)中斷源同時(shí)向 CPU 請求中斷時(shí)，就存在 CPU優(yōu)先響應(yīng)哪一個(gè)中斷請求源的問題（優(yōu)先級問題），一般根據(jù)中斷源的輕重緩急排隊(duì)，優(yōu)先處理最緊急事件的中斷請求，于是便規(guī)定每一個(gè)中斷源都有一個(gè)中斷優(yōu)先級別，并且 CPU總是響應(yīng)級別最高的中斷請求。 當(dāng) CPU正在處理一個(gè) 中斷源請求的時(shí)候，又發(fā)生了另一個(gè)優(yōu)先級比它高的中斷源請求，如果 CPU 能夠暫時(shí)中止對原來中斷處理程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去處理優(yōu)先級更高的中斷源請求，待處理完以后，再繼續(xù)執(zhí)行原來的低級中斷處理程序，這樣的過程稱為中斷嵌套 。 LED 顯示程序 void display() {if(num==20) {num=0。 sec++。 數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì) 18 if(sec==60) {sec=0。 min++。 if(min==60) {min=0。 hour++。 if(hour==24) {hour=0。 min=0。 sec=0。 } } } } secge=sec%10。 secshi=sec/10。 minge=min%10。 minshi=min/10。 hourge=hour%10。 hourshi=hour/10。 P2=0xfe。 P0=table[secge]。 delay(5)。 P2=0xfd。 P0=table[secshi]。 delay(5)。 P2=0xfb。 P0=0x40。 delay(5)。 P2=0xf7。 P0=table[minge]。 delay(5)。 黃河水院 自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 19 P2=0xef。 P0=table[minshi]。 delay(5)。 P2=0xdf。 P0=0x40。 delay(5)。 P2=0xbf。 P0=table[hourge]。 delay(5)。 P2=0x7f。 P0=table[hourshi]。 delay(5)。 } 數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì) 20 4 調(diào)試與功能說明 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試包括硬件和軟件兩部分，但是他們并不能完全分開。一般的方法是排除明顯的硬件故障，再進(jìn)行綜合調(diào)試，排除可能的軟 /硬件故障。 硬盤調(diào)試 拿到電路板后，首先要檢查加工質(zhì)量，并確保沒有任何方面的錯(cuò)誤，如短路和斷路，尤其要避免電源短路；元器件在安裝前要逐一檢查 ，用萬用表測其數(shù)值，看是否與所用相同 ；完成焊接后，應(yīng)先空載上電（芯片座上不插芯片），并檢查各引腳的電位是否正確。若一切正常，方可在斷電的情況下將芯片插入，再次檢查各引腳的電位及其邏輯 關(guān)系。 將萬用表的探針放到單片機(jī)接電源的引腳上檢測一下，看是否符合要求。 系統(tǒng)性能測試與功能說明 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)間會按實(shí)際時(shí)間以秒為最少單位變化。 走時(shí)調(diào)整：按 ksec 對秒進(jìn)行調(diào)整，按一下加一秒；按 kmin 對分進(jìn)行調(diào)整，按一下加一分；按 khour 對時(shí)進(jìn)行調(diào)整，按一下加一小時(shí)，從而達(dá)到快速設(shè)定時(shí)間的目的。 系統(tǒng)時(shí)鐘誤差分析 時(shí)間是一個(gè)基本物理量，具有連續(xù)、自動(dòng)流逝、不重復(fù)等特性。我國時(shí)間基準(zhǔn)來自國家授時(shí)中心，人們?nèi)粘Ｊ褂玫臅r(shí) 鐘就是以一定的精度與該基準(zhǔn)保持同步的。結(jié)合時(shí)間概念和誤差理論，可以定義電子鐘