【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是以STC89C52芯片為核心，添加適當(dāng)外圍電路，輔以C語言，所。除了51單片機(jī)芯片，還主要用到了時(shí)鐘芯片DS1302和型號(hào)是1602的。關(guān)鍵詞：STC89C52；數(shù)字電子鐘；C語言。

　　

【正文】 工作 [7]。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 19 第 3 章 軟件總體設(shè)計(jì) 單片機(jī)想要實(shí)現(xiàn)我們需要的目的，僅僅有硬件不夠的，還需要軟件編程來運(yùn)行。軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，同樣需要像硬件組成一樣來規(guī)劃，先從總體進(jìn)行構(gòu)造，然后一部分一部分進(jìn)行分析，使程序簡單合理，流程清晰。 單片機(jī)編程方面，可以采用匯編語言的方式，也可以用 C 語言的方式，需要對(duì)比選擇，最后采取合適的方案。計(jì)算機(jī)并不能直接識(shí)別我們輸入的指令語言，需要一種程序?qū)⑽覀兊闹噶罡淖兂捎?jì)算機(jī)能識(shí)別的機(jī)器語言，這就是匯 編語言。匯編語言是直接面向計(jì)算機(jī)的低級(jí)語言，具有容易讀寫、調(diào)試和修改等優(yōu)點(diǎn)，可以直接訪問、控制計(jì)算機(jī)的各類硬件設(shè)備還有各個(gè)接口，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度較快。但是作為一種低級(jí)語言，它的編寫程序復(fù)雜，代碼量很大，而且通用性差，可移植性不高，所以不提倡使用匯編語言的編程方式。反觀 C 語言，它是一種高級(jí)語言，同時(shí)又具備了匯編語言的全部優(yōu)點(diǎn)，所以比較常用。 C 語言可以對(duì)字節(jié)還有地址進(jìn)行直接操作，而且可移植性很好。同時(shí)， C 語言是一種結(jié)構(gòu)性語言，程序的各個(gè)部分可以分開，相互之間的層次十分分明，而且在編程時(shí)，可以提前定義函數(shù)，對(duì) 定義的函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，中間還可以使用像條件語句、循環(huán)語句、選擇語句等結(jié)構(gòu)化語句，方便了在整個(gè)編寫過程中的修改和調(diào)試。除此之外， C 語言中還引入了指針，這樣可以更好地提高程序的效率，大大提高了它的使用率。綜上所述，決定在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中還是采用我比較熟悉的 C 語言編程的方式，提高效率。然后先設(shè)計(jì)整體的流程，確定總體設(shè)計(jì)方案，然后再分塊，編寫程序，最后組成合適的程序方案。 主流程圖 主流程圖如 圖 3 1 所示 。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 20 圖 3 1 主流程圖 軟件設(shè)計(jì)分部說明 （ 1）時(shí)間調(diào)整設(shè)計(jì)說明 電路板共有六個(gè)按鈕，其中有四個(gè)是用來調(diào)整時(shí)間的。首先第一個(gè)是用來選擇要調(diào)整的位數(shù)的。 調(diào)整時(shí)間需要一位一位來調(diào)整，這個(gè)就需要先選擇出來，并且要與其它未改動(dòng)的位區(qū)分出來，所以增加閃爍功能，讓選中待調(diào)整的位閃爍，當(dāng)改動(dòng)好后再移到下一位，讓下一位閃爍。閃爍的時(shí)間間隔我們可以自由設(shè)置。然后就是另外兩個(gè)按鈕，實(shí)現(xiàn)具體的時(shí)間改動(dòng)功能，分別稱作加 1 鈕和減 1 鈕。選中一位后，按下加 1 鈕時(shí)間會(huì)往前調(diào)整 ，按下減 1 鈕時(shí)間會(huì)向后退。由于時(shí)間不同單位的進(jìn)制是不一樣的，也需要部分考慮。例如調(diào)整小時(shí)位時(shí)，當(dāng)時(shí)間加到23 時(shí)，就不能再繼續(xù)加了，需要往后減，找到我們想要的數(shù)字即可。 同樣的，不僅時(shí)間可以這樣改動(dòng)，對(duì)于年月日的調(diào)整也一樣，直到所有的東西都改動(dòng)好就可完成了 [8]。 （ 2） 時(shí)間走時(shí)及中斷設(shè)計(jì) 時(shí)間的走時(shí)，進(jìn)位是按秒、分、時(shí)的順序來進(jìn)行的。中斷先看 1 秒到了沒有，到了秒這位就加 1，不到的話就繼續(xù)檢測下一位，分位，如果到了 1 分鐘，該位就加 1，如果到不了 1 分鐘，就 再往下檢測下一位，就是小時(shí)位，如果到了 1 個(gè)小時(shí)，就把小時(shí)位加 1，否則就顯示時(shí)間即可。這樣來一位一位地實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的轉(zhuǎn)換。 開始 定時(shí)器及中斷定時(shí)器初始化 是否設(shè)定參數(shù) 執(zhí)行顯示程序 執(zhí)行時(shí)鐘鬧鈴設(shè)定程序 N Y 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 21 （ 3）顯示及鬧鐘模塊設(shè)計(jì) 時(shí)間依次在屏幕顯示之后，芯片內(nèi)部會(huì)每改變一個(gè)時(shí)間就對(duì)我們所設(shè)定的鬧鐘時(shí)間進(jìn)行比較，如果還未到，會(huì)繼續(xù)走時(shí)，后臺(tái)還會(huì)繼續(xù)詢問是否到達(dá)設(shè)計(jì)的鬧鐘時(shí)間。如果到了我們設(shè)定的鬧鐘時(shí)間了，主芯片就會(huì)向蜂鳴器發(fā)出指令，讓它報(bào)警，達(dá)到目的 [9]。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 22 第 4 章 調(diào)試及誤差分析 程序下載及調(diào)試 （ 1） Keil uVision4 簡介 Keil uVision4 是一款引入了窗口管理系統(tǒng)的，比較人性化的編譯環(huán)境。在里面不僅可以選擇我們所用的芯片和其它硬件元器件，還可以把我們寫好的程序下載進(jìn)來，進(jìn)行仿真調(diào)試，是一款能夠充分提高開發(fā)人員水平且方便實(shí)用的軟件。軟件使用非常簡單， 就是把 .c 和 .hex 文件建立好，然后對(duì)他們進(jìn)行編譯，下載之后進(jìn)行調(diào)試就行。 下載程序時(shí)，需要用到 STC 單片機(jī)下載軟件。單擊 STCISPV481 來運(yùn)行，得到如 圖 4 1 下載界面 所示的界面 。 圖 4 1 下載界面 選擇好 STC89C52 類型的芯片后，再打開 .hex 文件，單擊下載按鈕，就能順利下載。這些準(zhǔn)備都做好后，直接給電路板外部供電后，就能開始運(yùn)行了 [9]。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 23 調(diào)試結(jié)果與誤差分析 運(yùn)行過程中，實(shí)際 位選碼的輸出來自 P2 口，段選碼是從 P0 口輸出的，存儲(chǔ)單元內(nèi)部都是以二進(jìn)制數(shù)來存儲(chǔ)的。我們要想把顯示的數(shù)據(jù)送到 P0 口，就必須先把我們想要顯示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 BCD 碼后，再把轉(zhuǎn)換后的數(shù) 據(jù)送到 P0 口段選端，這樣才能驅(qū)動(dòng) 1602 的數(shù)碼管顯示器。時(shí)間能否準(zhǔn)確走時(shí)，還需要定時(shí)中斷程序?qū)?時(shí)、分、秒 進(jìn)位 調(diào)整。計(jì)數(shù)器 T0 打開后，先從秒開始，滿一秒后進(jìn)位，夠 60 秒后就 為 1 分鐘， 分鐘單元進(jìn)位， 60 分到了后，時(shí)單元進(jìn)位， 24 小時(shí)滿后，天單元進(jìn)位。 每個(gè)單位進(jìn)制是不一樣的，當(dāng)我們都規(guī)劃好以后，還需要把時(shí)分秒的存儲(chǔ)值進(jìn)行 BCD 碼轉(zhuǎn)換后，才能使它們顯示在屏幕上。 誤差分析 數(shù)字電子鐘是精確度很高的電子產(chǎn)品，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的不全面性，難免存在誤差。最容易想到的就是 按鍵所帶來的時(shí)間延時(shí)。如果在程序里面設(shè)定比 較合適的按鍵延長時(shí)間，可以盡量避免此類誤差。因?yàn)殡娮隅娪珊芏嘈酒推渌骷M成，各個(gè)硬件都會(huì)有一定的機(jī)器周期的延時(shí)。因?yàn)檫@類延時(shí)較短，可以忽略。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 24 總結(jié) 本次數(shù)字電子鐘的畢業(yè)設(shè)計(jì)是基于 51 單片機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，搭配 C 語言編程來實(shí)現(xiàn)。開始認(rèn)為僅僅是數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)，比較簡單，但是在真正實(shí)踐時(shí)，還是困難頗多，畢竟要全面進(jìn)行考慮，軟硬件結(jié)合，而且存在精度低，走時(shí)不準(zhǔn)確等諸多問題，在分析與解決問題中也是一種經(jīng)驗(yàn)的積累。通過這次設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了對(duì)問題先要進(jìn)行總體分析， 對(duì)各芯片的工作原理和使用方法都有了具體了解，收獲良多。 在這個(gè)過程中，讓我對(duì)電路的熟悉程度又有所加深。開始階段，對(duì)各個(gè)芯片都不了解，我從網(wǎng)上查閱資料，了解他們的作用和每個(gè)管腳的用途，如何連接，怎么使用。有了這些準(zhǔn)備工作后，接下來就是對(duì)電路的設(shè)計(jì)，要保證能實(shí)現(xiàn)最基本的走時(shí)和鬧鐘功能，還要使得電路盡可能簡單，存在的誤差小。在這期間，又加深了我對(duì) Keil 軟件和 Protel 等軟件的使用，得到合適的 PCB 電路圖。再然后就是焊接，焊接過程很重要，一定看好連線，而且看準(zhǔn)正負(fù)極，不能接反了， 還要杜絕虛焊，保證電路能順暢運(yùn)行。最后是 C 語言的軟件編程方面。必須先從總體考慮，構(gòu)造好流 程圖以后，再分塊來編寫，把走時(shí)，報(bào)時(shí)，顯示等功能模塊一一寫好后，再運(yùn)行調(diào)試。這個(gè)過程又讓我的邏輯思維能力得到鍛煉。 這是我大學(xué)四年最重要的設(shè)計(jì)制作，雖然花了很多時(shí)間，但是收獲很多。有了這些作為基礎(chǔ)后，對(duì)以后踏入社會(huì)幫助很大。無論做什么必須腳踏實(shí)地，認(rèn)真對(duì)待，定會(huì)有很多收獲。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 25 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是我們大學(xué)四年最后一個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)了，這不僅僅是對(duì)我們四年學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)，更是今后踏入社會(huì)的一次跳板，通過這次學(xué)習(xí)，讓我對(duì)四年的專業(yè)知識(shí)有了一個(gè)總體性的把握，對(duì)于用到的重要的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，也有了更加深入的理解。 對(duì)于寫程序的規(guī)范性，也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 在整個(gè)過程當(dāng)中，感謝給予我?guī)椭闹笇?dǎo)老師還有同學(xué)。由于我實(shí)踐能力不足，遇到了諸多問題，在你們的悉心指導(dǎo)下，我才能及時(shí)解決問題，認(rèn)真完成本次設(shè)計(jì)。期間也培養(yǎng)了我認(rèn)真踏實(shí)的學(xué)習(xí)和研究態(tài)度。 在這里，再次向這四年來幫助過我的老師同學(xué)表示衷心的感謝。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 26 參考文獻(xiàn) [1] 楊欣，王玉鳳， 51 單片機(jī)應(yīng)用從零開始，清華大學(xué)出版社， 20xx [2] 姜治臻，單片機(jī)技術(shù)即應(yīng)用，教育出版社， 20xx [3] 毛敏， MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用實(shí)踐教程 ，高等教育出版社， 20xx [4] 高偉， AT89 單片機(jī)原理及應(yīng)用，國防工業(yè)出版社， 20xx [5] 劉釗，單片機(jī)應(yīng)用綜合實(shí)習(xí)指導(dǎo)，高等教育出版社， 20xx [6] 劉剛， Protel DXP 20xx SP2 原理圖與 PCB 設(shè)計(jì)，電子工業(yè)出版社， 20xx [7] 杜樹春，基于 Keil C51 的單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真，電子工業(yè)出版社， 20xx [8] 康莉，零基礎(chǔ)學(xué) C 語言，機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx [9] 譚浩強(qiáng)， C 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