【導(dǎo)讀】本文論述了如何利用單片機(jī)來設(shè)計一個時鐘的方法。硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設(shè)計制作出一個多功能數(shù)字時鐘系統(tǒng)。片機(jī)擴(kuò)展的LCD顯示器用來顯示秒、分、時計數(shù)單元中的值。整個設(shè)計包括兩大。統(tǒng)所要完成的任務(wù)。于智能儀器及家用電器等領(lǐng)域。該時鐘系統(tǒng)主要由時鐘模塊、鬧鐘模塊、環(huán)境溫。度檢測模塊、液晶顯示模塊、鍵盤控制模塊以及信號提示模塊組成。設(shè)計以硬件軟件化為指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮單片機(jī)功能，大部分功能通過軟。件編程來實(shí)現(xiàn)，電路簡單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。單片機(jī)在這種情況下誕生了基于

　　

【正文】 T 再等待 CLR 01H 清調(diào)小時標(biāo)志 CLR 00H 清調(diào)分標(biāo)志 CLR 02H 清閃爍標(biāo)志 CLR TR1 關(guān)閉定時器 T1 CLR ET1 關(guān)定時器 T1 中斷 SETB TR0 開啟定時器 T0 SETB ET0 開定時器 T0 中斷（計時開始） LJMP START1 跳回主程序 SET1: LCALL DISPLAY 鍵釋放等待時調(diào)用顯示程序 AJMP SET2 防止鍵按下時無時鐘顯示 SET3: LCALL DISPLAY 等待調(diào)分按鍵時時鐘顯示用 AJMP SET4 SET5: LCALL DISPLAY 鍵釋放等待時調(diào)用顯示程序（調(diào)小時） AJMP SETHH1 防止鍵按下時無時鐘顯示 SET7: LCALL DISPLAY 等待調(diào)小時按鍵時時鐘顯示用 AJMP SET6 SETOUT1: LCALL DISPLAY 退出時鐘調(diào)整時鍵釋放等待 AJMP SETOUT 防止鍵按下時無時鐘顯示 顯示程序 顯示數(shù)據(jù)在 70H75H 單元內(nèi)，用六位 LED 共陽數(shù)碼管顯示， P1 口輸出段碼數(shù)據(jù)， P3 口作；掃描控制，每個 LED 數(shù)碼管亮 1MS 時間再逐位循環(huán)。 DISPLAY: MOV R1,70H 指向顯示數(shù)據(jù)首址 MOV R5,0FEH 掃描控制字初值 PLAY: MOV A,R5 掃描字放入 A MOV P3,A 從 P3 口輸出 MOV A,@R1 取顯示數(shù)據(jù)到 A MOV DPTR,TAB 取段碼表地址 河南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 MOVC A,@A+DPTR 查顯示數(shù)據(jù)對應(yīng)段碼 MOV P1,A 段碼放入 P1 口 LCALL DL1MS 顯示 1MS INC R1 指向下一地址 MOV A,R5 掃描控制字放入 A JNB ,ENDOUT =0 時一次顯示結(jié)束 RL A A 中數(shù)據(jù)循環(huán)左移 MOV R5,A 放回 R5 內(nèi) AJMP PLAY 跳回 PLAY 循環(huán) ENDOUT: SETB 一次顯示結(jié)束， P3 口復(fù)位 MOV P1,0FFH P1 口復(fù)位 RET 子程序返回 TAB DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH 軟件調(diào)試 調(diào)試的主要過程包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，其中軟件調(diào)試，也即程序編譯與仿真過程處于本次設(shè) 計調(diào)試過程的核心環(huán)節(jié)。由于本設(shè)計已經(jīng)制作出液晶顯示電子鐘，所以硬件調(diào)試也很重要。兩種調(diào)試過程并非孤立或者分開的，而是緊密相關(guān)。在此我們用到的開發(fā)工具是南京偉福公司生產(chǎn)的WAVE6000/S 型仿真器 。 偉福簡介 偉福仿真器有主機(jī) +POD 組成，通過更換 POD，可以對各種 CPU 進(jìn)行仿真。它的仿真 CPU 外置，直接位于用戶板的上方，提高了仿真頻率以及降低信號噪聲。它有強(qiáng)大的邏輯分析儀綜合調(diào)試功能：邏輯分析儀由交互式軟件菜單窗口對系統(tǒng)硬件的邏輯或進(jìn)序進(jìn)行同步實(shí)時采樣，并實(shí)時在線調(diào)試分析，采集深度 32K(E6000/L)，最高時基采樣頻率達(dá) 20M， 40 路波形的可精確實(shí)時反映用戶程序運(yùn)行時的歷史時間。在軟件仿真中，它提供了 Wave6000 及 Keil uVision 雙平臺，有雙工作模式：兼容軟件模擬仿河南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 真和硬件仿真。具備真正集成調(diào)試環(huán)境： 集成了編輯器、編譯器、調(diào)試器，源程序編輯、編譯、下載、調(diào)試全部可以在一個環(huán)境下完成。它支持多語言多模塊混合調(diào)試：支持 ASM（匯編）、 PLM、 C 語言多模塊混合源程序調(diào)試。 軟件調(diào)試 首先對 WAVE6000/S 仿真頭等項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)置。 仿真器仿真頭等項(xiàng)目設(shè)置如圖 31 [編譯器路徑 ]:指明本系統(tǒng)匯編器 ,編譯器所在位置 , 本 次 設(shè) 計 使 用 的 51 系 列 編 譯 器 在 D:\Program Files\COMP51\文件夾下。 圖 31 仿真頭設(shè)置 [ASM 命令行 ]:使用偉福匯編器 ,和偉福預(yù)定義的符號。 [編譯器選擇 ]:選擇偉福匯編器。 [缺省顯示格式 ]:指定觀察變量顯示的方式 ,一般為混合十 /十六進(jìn)制。 除此之外軟件模擬器仿真其他設(shè)置一般情況下都是以 51 系列編譯器和匯編語言相應(yīng)要求作出的缺省設(shè)置，可以默認(rèn)缺省設(shè)置。 軟件模擬器方式設(shè)置成功后就可以正式編譯程序。首先在 WAVE 上對源程序的結(jié)構(gòu)錯誤和語法錯誤進(jìn)行偵測與修改。 E6000/S 對程序語法錯誤的偵察功能很強(qiáng)，界面也很友好。但很多時候也需程序調(diào)試人員細(xì)致尋查河南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 才能徹底找出錯誤原因。我在源程序的編譯過程中就曾遇到一些很隱蔽的結(jié)構(gòu)和語法錯誤， WAVE 有報錯，但很籠統(tǒng)，不能具體到深層。 如果程序編譯通過則在 WAVE 界面中的 Message 窗口會示意程序已通過編譯，如圖 32 所示： 圖 32 編譯通過 編譯后的程序就可以進(jìn)行調(diào)試仿真了。調(diào)試的手段有全速執(zhí)行、單步 /跟蹤執(zhí)行、設(shè)置斷點(diǎn)執(zhí)行、執(zhí)行至光標(biāo)處等。 硬件 調(diào)試 完成仿真器軟件仿真后，就要連接上硬件也即液晶顯示電子鐘成品板進(jìn)行硬件調(diào)試。 將仿真器通過串行電纜連接計算機(jī)上，將仿真頭接到仿真器，檢查接線是否有誤，確信沒有接錯后，接上電源，打開仿真器的電源開關(guān)。再進(jìn)行仿真器和通信設(shè)置。 仿真器和仿真頭設(shè)置正確，并且硬件連接沒有錯誤，出現(xiàn) “硬件仿真”的對話框，并顯示仿真器、仿真頭的型號及仿真器的序列號。表明仿真器初始化正確。 硬件調(diào)試很重要也很麻煩，由于本次設(shè)計硬件非 PCB 制板，而是手工焊板，焊點(diǎn)質(zhì)量、布線是否合理等對系統(tǒng)的影響比較大，這無疑增加硬件調(diào)試的難度。由 于此前沒有很多的練習(xí)，本次設(shè)計我所制作的液晶顯示電子鐘在質(zhì)量工藝上很難達(dá)到滿意程度，不過在調(diào)試中還算穩(wěn)定，基本功能都能較穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)。 河南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 河南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 Protues 仿真截圖 河南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 結(jié) 論 1. 本文正是 基于多功能電子時鐘 這種設(shè)計方向，以單片機(jī)為控制核心，設(shè)計制作一個符合指標(biāo)要求的多功能數(shù)字時鐘。在很多實(shí)際應(yīng)用中，只要對數(shù)字時鐘的程序和硬件電路加以一定的修改，便可以得到實(shí)時控制的實(shí)用系統(tǒng)，從而應(yīng)用到實(shí)際工作與生產(chǎn)中去。 本設(shè)計的液晶顯示電子鐘充分利用了單片機(jī)的軟、硬件資源，本著簡單實(shí)用的設(shè)計原則，不僅努力做到結(jié)構(gòu)簡單使之易于成本控制，而且在人機(jī)交互 方面也力求界面更加友好。 2. 在此文所敘的設(shè)計思想下制成的液晶顯示電子鐘盡管由于專業(yè)知識和環(huán)境設(shè)備等條件限制等因素沒有 100%達(dá)到本次設(shè)計的初衷，但在通過悉心調(diào)試下已實(shí)現(xiàn)了一些基本功能，且具備一定的可靠性和實(shí)用性。 3. 在用 PROTEL 畫硬件電路時，要合理布局，注意標(biāo)號連接合縱線連接的應(yīng)用，是電路圖看起來簡明美觀。 4. 在制做 PCB 時，其前期的元件置位很重要。只有置位合理，才會生成簡單合理的 PCB 板，當(dāng)然這需要經(jīng)驗(yàn)。 5. 由于本次設(shè)計的實(shí)際硬件電路采用的不是通用板，而是全部用導(dǎo)線連接各個引腳，再用電 烙鐵焊勞。 6. 在軟件編程中，由于要用到大量匯編指令，所以，采用模塊化思想編程，會使思路比較清晰，小組之間也容易協(xié)作，并且，以后還可以很容易做擴(kuò)展功能。 7. 在模塊化編程中，會用到很多子程序，一般要在子程序的入口壓棧，在子程序的出口彈出堆棧。這樣可以有效避免主程序調(diào)用過程中主線混亂。 8. 單片機(jī)課程設(shè)計其實(shí)是一個軟硬件結(jié)合的設(shè)計。但設(shè)計的思想是能用軟件實(shí)現(xiàn)的功能盡量用軟件實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楸阌谛薷摹? 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 29 謝 辭 在姚旭東老師的精心指導(dǎo)和大力支持下，我才得以完成這篇論文。姚老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、孜孜以求的工作 作風(fēng)，我在論文的不斷修改過程中更是耳濡目染，深受感動。通過老師的不斷指導(dǎo)，使我對自己的選題有了更深刻的認(rèn)識，并且收獲的不僅僅是知識方面的，姚老師的治學(xué)態(tài)度于我也是一筆財富，我會好好珍惜這次收獲的。 通過這次的設(shè)計使我認(rèn)識到我對單片機(jī)方面的知識知道的太少了，對于書本上的很多知識還不能靈活運(yùn)用，有很多我們需要掌握的知識在等著我去學(xué)習(xí)，我會在以后的學(xué)習(xí)生活中彌補(bǔ)我所缺少的知識。本次的設(shè)計使我從中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所學(xué)到的知識運(yùn)用到我以后的工作中去。在大學(xué)的課堂的學(xué)習(xí)只是 在給我們灌輸專業(yè)知識，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去，此次的電子時鐘設(shè)計給我奠定了一個實(shí)踐基礎(chǔ)，我會在以后的學(xué)習(xí)、生活中磨練自己，使自己適應(yīng)于以后的競爭。 同時，對身邊的同學(xué)也表示感謝，對于我的論文中某些觀點(diǎn)提出的修改建議對我而言，獲益頗多。 最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝 ! 張三 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 30 參考文獻(xiàn) [1] 丁元杰 .單片微機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 .20216 [2] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字 部分 [M].北京 :高等教育出版社 20216 [3] 陳愛弟 .Protel 99 實(shí)用培訓(xùn)教程 [M].北京 :人民郵電出版社 20213 [4] 張剛毅 .新編 MC51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計 [M].哈爾濱 : 哈工大出版社20211 [5] 李建忠主編 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社20212 [6] 丁輝、姚慶文 .實(shí)用單片機(jī)電子鐘的設(shè)計 [J].無線電 2021 年合訂本（下） [7] 于海生 .微型計算機(jī)控制技術(shù) [M].北京 :清華大學(xué)出版社 .19996 [8] 孫涵芳 .MCS51 系列單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 .19964 [9] 黃正謹(jǐn) .綜合電子設(shè)計與實(shí)踐 [M].南京 :東南大學(xué)出版社 .20213 [10] 楊欣等 .電子設(shè)計從零開始 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 .202110 [11] 謝嘉奎 .電子線路 [M].北京 :高等教育出版社 .20212 [12] 夏路易 ,石宗義 .電路原理圖與電路設(shè)計教程 Protel 99SE[M].北京 :北京希望電子出版社 .2021 [13] 王毓銀 .數(shù)字電路邏輯設(shè)計 [M].北京 :高等教育出版社 .20212 [14] 邱關(guān)源 .電路 [M].北京 :高等教育出版 .20212 [15] 謝自美 .電子線路設(shè)計、實(shí)驗(yàn)、測試 [M].湖北 :華中理工大學(xué)出版社 .2021 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 31