【導讀】專業(yè)年級：電子信息科學與技術專業(yè)2021級12043316

　　

【正文】 大。當需要高增益時，可取 R＝ 0，只將一只 10μF電容接在 ① 腳與 ⑧ 腳之間即可。輸出端 ⑤ 腳所接 10Ω電阻和 ，抵消負載中的感抗分量，吉林農(nóng)業(yè)大學本科畢業(yè)設計 20 防止電路自激，有時也可省去不用。該電路如用作收音機的功放電路，輸入端接收音機檢波電路的輸出端即可。 系統(tǒng)框圖 圖 211 趣味電子鐘系統(tǒng)框圖 Fig. 211 interesting electronic bell system diagram 3 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)軟件總體設計思想 本系統(tǒng)是以 C 語言來進行軟件設計，指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲空間。為了便于擴展和更改，軟件的設計采用模塊化結構，使程序設計的邏輯關系更加簡潔明了。使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運作。 本次設計運用發(fā)光二級管顯示時鐘顯示，一共應用了 133 個發(fā)光二級管和 18 個74LS164 芯片。每 8 個發(fā)光二級管為一組連接到 74LS164 芯片上。由單片機發(fā) 出指令通過 74LS164 芯片轉(zhuǎn)換使發(fā)光二級管發(fā)光，指示時間 。另外系統(tǒng)還有報時功能，更明確的表示時間。 各功能模塊軟件程序設計 C 語言簡介 [14] C語言是一種功能強大的計算機高級語言 ,它的主要特點是使用靈活方便 ,便于理解 ,應用面廣 ,目標程序效率高 ,可移植性好 .C 語言是一種編譯型語言。它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。用 C 語言來編寫目標系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，以研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。用 C 語言進行 8051 單片機程序設計是單片機開 發(fā)與應用的必然趨勢。采用 C語言可以很容易地進行單片機的程序移植工作，有利于產(chǎn)品中單片機的重新選型。 現(xiàn)在的單片機仿真器普遍支持 C 語言程序的調(diào)試，位單片機使用 C 語言編程提供了便利條件。 C 語言的模塊化程序結構特點，可以使程序模塊大家共享，不斷豐富。 C A T 8 9 C 5 1 秒高位控制 秒低位控制 語音報時 分高位控制 分底位控制 時位控制 時鐘芯片 按鍵控制 吉林農(nóng)業(yè)大學本科畢業(yè)設計 21 語言的可讀性高，更容易使大家借鑒前人的開發(fā)經(jīng)驗，提高自己的軟件設計水平。采用C 語言，可針對單片機常用的接口芯片，編制通用的驅(qū)動函數(shù)，供以后便利使用。 靜態(tài)顯示接口 [15] 在單片機應用系統(tǒng)中，顯示器顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個 顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的 I/O 接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機中 CPU的開銷小?？梢蕴峁﹩为氭i存的 I/O 接口電路很多，這里以常用的串并轉(zhuǎn)換電路 74LS164 為例，介紹一種常用靜態(tài)顯示電路，以使大家對靜態(tài)顯示有一定的了解。 MCS51 單片機串行口方式押為移們寄存器方式，外接 6 片 74LS164 作為 6 位 LED顯示器的靜態(tài)顯示接口，把 89C51 的 RXD 作為數(shù)據(jù)輸出線， TXD 作為移位時鐘脈 沖。74LS164 為 TTL單向 8 位移位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中 A、 B（第 2 腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端， 2 個引腳按邏輯與運算規(guī)律輸入信號，公一個輸入信號時可并接。 T（第 8 腳）為時鐘輸入端，可連接到串行口的 TXD 端。每一個時鐘信號的上升沿加到 T端時，移位寄存器移一位， 8個時鐘脈沖過后， 8位二進制數(shù)全部移入 74LS164中。 R（第 9 腳）為復位端，當 R=0 時，移位寄存器各位復 0，只有當 R=1 時，時鐘脈沖才起作用。 Q1…Q8 （第 36 和 1013 引腳）并行輸出端分別接 LED 顯示器的 hga各段對應的引 腳上。關于 74LS164 還可以作如下的介紹：所謂時鐘脈沖端，其實就是需要高、低、高、低的脈沖，不管這個脈沖是怎么來的，比如，我們用根電線，一端接T，一端用手拿著，分別接高電平、低電平，那也是給出時鐘脈沖，在 74LS164 獲得時鐘脈沖的瞬間（再講清楚點，是在脈沖的沿），如果數(shù)據(jù)輸入端（第 1， 2 引腳）是高電平，則就會有一個 1 進入到 74LS164 的內(nèi)部，如果數(shù)據(jù)輸入端是低電平，則就會有一個 0 進入其內(nèi)部。在給出了 8 個脈沖后，最先進入 74LS164 的第一個數(shù)據(jù)到達了最高位，然后再來一個脈沖會有什么發(fā)生呢？再來一個脈沖 ，第一個脈沖就會從最高位移出，就象車站排隊買票，欄桿就那么長，要從后面進去一個人，前面必須要從前面走出去一個人才行。 下面是具體的電路， 6 片 7LS164 首尾相串，而時鐘端則接在一起，這樣，當輸入8 個脈沖時，從單片機 RXD 端輸出的數(shù)據(jù)就進入到了第一片 74LS164 中了，而當?shù)诙€ 8 個脈沖到來后，這個數(shù)據(jù)就進入了第二片 74LS164，而新的數(shù)據(jù)則進入了第一片74LS164，這樣，當?shù)诹鶄€ 8 個脈沖完成后，首次送出的數(shù)據(jù)被送到了最左面的 164 中，其他數(shù)據(jù)依次出現(xiàn)在第一、二、三、四、五片 74LS164 中。有個問題，在 第一個脈沖到來時，除了第一片 74LS164 中接收數(shù)據(jù)外，其他各片在干嗎呢？它們也在接收數(shù)據(jù)，因為它們的時鐘端都是被接在一起的，可是數(shù)據(jù)還沒有送到其他各片呢，它們在接收什么數(shù)據(jù)呢？。其實所謂數(shù)據(jù)不過是一種說法而已，實際就是電平的高低，當?shù)谝粋€脈沖到來時，第一片 164 固然是從單片機接收數(shù)據(jù)了，而其它各片也接到前一片的 Q8 上，而 Q8 是一根電線，在數(shù)字電路中它只可能有兩種狀態(tài)：低電平或高電平，吉林農(nóng)業(yè)大學本科畢業(yè)設計 22 也就是 ―0‖和 ―1‖。所以它的下一片 74LS164 也相當于是在接收數(shù)據(jù)。只是接收的全部是0 或 1 而已。 圖 28 靜態(tài)顯示電路 Fig..28 The circuit of static display 入口：把要顯示的數(shù)分別放在顯示緩沖區(qū) 60H65H 共 6 個單元中，并且分別對應各個數(shù)碼管 LED0LED5。 LED 數(shù)碼管動態(tài)顯示軟件設計 [16] 主程序（ START）：在主程序中只完成系統(tǒng)的初始化，同時進行十、分、秒按鍵掃描。如果有按鍵按下，則做相應的時 、分、秒計數(shù)數(shù)據(jù)的加 1 處理。 定時器中斷服務程序（ TIMER0）：定時器 T0 用于時間計時，定時計數(shù)個數(shù)為 5000，由于采用 12MHZ晶體振蕩器，所以定時溢出中斷周期為 5000Us=5ms。為了保證計時的準確性，進入中斷服務程序時應立即重設計數(shù)初始值。在中斷程序中還要判斷是否計時 1s，若是，還要通過調(diào)用其他子程序作十、分、秒值的相應處理。 顯示子程序（ DISP）：該子程序通過在中斷程序中被調(diào)用而執(zhí)行。每一次中斷程序調(diào)用一次，其作用是根據(jù)掃描指針循環(huán)驅(qū)動各個數(shù)碼管。 時鐘調(diào)整子程序（ CLK）：當中斷程序中判斷 出 1s 時，該程序即被調(diào)用執(zhí)行。其作用為將秒的計數(shù)值加 1，同時判斷是否對應時、分作相應的修改。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序（ CONVERT）：當中斷程序中判斷出計時 1s 時，該程序即被調(diào)用執(zhí)行。由于時、分、秒的計數(shù)值分別保存在一個字節(jié)里，而每一個計數(shù)值實際是一個2 位的十進制數(shù)。在驅(qū)動顯示時必須將這個 2 位數(shù)拆分開以分別去掃描個位和十位，該子程序就是完成這個任務的，并把拆分結果存儲在從 20H 開始的顯示寄存器單元里。 延時子程序（ DELAY）：用于鍵盤的延時去抖 。 4 系統(tǒng)調(diào)試 硬件電路調(diào)試 按照電路圖將各器件焊接到實驗 板上，在焊接過程中難免會出現(xiàn)短路或斷路的現(xiàn)象，這就需要對焊接完的硬件電路進行調(diào)試。 吉林農(nóng)業(yè)大學本科畢業(yè)設計 23 首先，用焊接完的實物和電路圖進行對照，找出是否有遺漏或者接錯的地方，如有發(fā)現(xiàn)及時更正。其次，用萬用表檢查電路中是否有短路和斷路的現(xiàn)象，并檢查所有的電源線是否導通，所有的地線是否導通。再次，將電路分成多個小模塊，并且編輯一些相應的調(diào)試小程序，來檢測它們是否正確。最后，接通電源，用萬用表檢測各部分電路的電壓和電流是否正常。 各功能模塊軟件調(diào)試 硬件電路檢查無誤后，需要對系統(tǒng)的各個模塊進行軟件與硬件相結合的調(diào)試。本設計使用 的是 WAVE 系列仿真器，將仿真器接入硬件電路中，并和電腦的串行口相連，進入軟件開發(fā)環(huán)境打開程序，然后運行，觀察硬件電路是否按照指定的程序工作。如果電路工作不正常，那么將程序設置幾個斷點 ,然后單步運行程序，觀察 時、分、秒發(fā)光二級 管是否正常顯示，如果不正常顯示找出程序的錯誤并及時更正。 5 結 論 通過本次設計使我懂得知識和經(jīng)驗的重要性。我們要理論和實踐相結合 ,才能更好的發(fā)揮 .在整個開發(fā)的過程中，知識和經(jīng)驗欠缺 ,時間比較倉促。因此，該系統(tǒng)必然會存在一些缺陷和不足。 盡管本設計還存在一些不足的地方，但其趣味性還是 很強的 .尤其是本設計中采用了發(fā)光二級管來實現(xiàn)時鐘的指針功能，打破了已往的設計模式，是一個新的設計理念，并且使我鞏固了單片機的基礎知識并對 AT82C51 芯片有更多的了解，但是在這次畢業(yè)設計中的最大收獲并不是掌握開發(fā)工具的應用，而是學會了設計系統(tǒng)的思維方法，以及與同學們之間相互幫助的精神。 參考文獻 [1] 朱定華 ． 單片機原理與接口技術實驗 [M] ． 北京： 清華大學出版社 ， 2021： 50~55 [2] 康光華 ． 《電子技術基礎 模擬部分》． 北京： 高等教育出版社 ， 2021： 123~251 [3] 康光華 ． 《電子技 術基礎 數(shù)字部分》 ． 北京： 高等教育出版社 ， 2021： 140~158 [4] 李華 ． 《 MCS51 單片機實用接口技術》 ． 北京： 北京航空航天大學出版社 ， 2021： 47~95 [5] [美 ]Robert F. 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