【正文】 0 分就進(jìn) 1 時并對分清零，時的 11 寄存器地址標(biāo)號是 SHI，因為一天只有 24 小時，所以，如果 SHI 計數(shù)到了 24 時，它將對 SHI、 FEN、 MIAO 同時清零。如果到達(dá) 20 次， MS50 將清零，并將 MIAO（ MIAO 是對秒進(jìn)行計數(shù)的存儲單元地址標(biāo)號）將自加一。 每產(chǎn)生一次中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序后， T0 定時器重新轉(zhuǎn)載初始值。其中顯示延時 1MS 子程序是用軟件延時的方法進(jìn)行的，過程較簡單，這里就不畫出它的程序框圖，下圖 32 為顯示子程序的程序框圖。 下圖 31 是我們設(shè)計該主程序模塊的程序框圖。一般應(yīng)在相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口處寫一條跳轉(zhuǎn)指令，并以跳轉(zhuǎn)指令的目標(biāo)地址作為中斷服務(wù)程序的起始地址進(jìn)行編程。所以，編程時應(yīng)在 0000H 處寫一條跳轉(zhuǎn)指令。 主程序模塊 主程序模塊是單片機(jī)最先編譯運(yùn)行的模塊，所以在這個模塊里，我們要設(shè)置主程序和各個中斷服務(wù)程序的入口地址、各種初始化以及開關(guān)掃描等。 （ 3) 八個 7 段數(shù)碼管顯示時鐘信號。 電路功能使用說明 （ 1） 各個控制鍵的功能：可對時間進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)節(jié)（只能加１）；按下設(shè)置鍵數(shù)字時鐘進(jìn)入鬧鐘設(shè)置狀態(tài)，設(shè)置鬧鐘的時間；時加１、分加１鍵是在校準(zhǔn)時間時或設(shè) 置鬧鐘時間對小時數(shù)或分鐘數(shù)調(diào)節(jié)而設(shè)置的；按下秒切換鍵就可以進(jìn)入秒表模式，同時秒表也開始計時，按下秒表暫停、復(fù)位鍵就暫停、歸零，如果要重新對秒計時則可以按秒表開始、復(fù)位；清零鍵可以對鬧鐘清零。如下圖 25： 圖 25 鬧鈴運(yùn)行圖 該數(shù)字鐘是用一片 AT89C51 單片機(jī) 通過編程去驅(qū)動 8 個數(shù)碼管實現(xiàn)的。 時鐘運(yùn)行圖如圖 23 所示： 圖 23 時鐘運(yùn)行圖 （ 2） 鬧鐘開關(guān)指示圖 當(dāng)按下 K4 鍵后，可進(jìn)入鬧鐘設(shè)時控制，設(shè)置完后按確認(rèn)，按下 K6，即開鬧鐘，信號顯示區(qū)得開 /關(guān)鬧鐘信號燈點亮，表示當(dāng)時間到達(dá)鬧鐘的時間時，鬧鈴響；再次按下鬧鈴，為關(guān)鬧鈴，此時的信號顯示區(qū)得開 /關(guān)鬧鐘信號燈熄滅。設(shè)計采用的是時、分、秒顯示，單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理同時在數(shù)碼管上顯示。 5 系統(tǒng)工作原理 設(shè)計的電路主要由四模塊構(gòu)成：時間顯示電路、信號顯示電路、鍵盤控制電路、外設(shè)鬧鈴電路以及核心控制電路 詳細(xì)電路功能圖如圖 22： 圖 22 詳細(xì)電路功 能圖 本設(shè)計采用匯編語言程序設(shè)計，使單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示時、分、秒，當(dāng)秒計數(shù)計滿 60 時就向分進(jìn)位，分計數(shù)器計滿 60 后向時計數(shù)器進(jìn)位，小時計數(shù)器按“ 23 翻 0”規(guī)律計數(shù)。 （ 5）單片機(jī)通過程序?qū)︳[鈴信號燈進(jìn)行控制，可方便我們對鬧鈴的開關(guān)以及是否在鬧鈴進(jìn)行觀察。 （ 3）為使時鐘走時與標(biāo)準(zhǔn)時間一致，校時電路是必不可少的，鍵盤用來校正數(shù)碼管上顯示的時間。 硬件各部分所能完成的功能 （ 1）單片機(jī)發(fā)送的信號通過程序控制最終在數(shù)碼管上顯示出來。第五部分是軟件仿真部分：軟硬件設(shè)計好后將軟件載入芯片中進(jìn)行仿真，仿真無法完成時檢查軟件程序和硬件電路并進(jìn)行修改直到仿真成功。第三部分是軟件部分：先學(xué)習(xí)理解 C語言的編程方法再根據(jù)設(shè)計的硬件電路進(jìn)行分塊的編程調(diào)試，最終完成程序設(shè)計。這是前期準(zhǔn)備工作。 本電子鐘設(shè)計主要是依照圖 ，時間分配比較均勻。 在程序方面，采用分塊設(shè)計的方法，這樣既減小了編程難度、使程序易于理解，又能便于添加各項功能。工作過程規(guī)劃如下 ： 圖 整體設(shè)計思路 仿真成功 軟硬件結(jié)合，完成任務(wù)書要求 驗證硬件電路 對設(shè)計進(jìn)行總結(jié)和分析 成功 準(zhǔn)備器件、搭接電路 完成整體電路圖 將分塊的電路組合 認(rèn)真學(xué)習(xí)單片機(jī) C 語言 確定編程結(jié)構(gòu)和思路 綜合各程序完成整體程序 編輯各個程序模塊 調(diào)試程序，進(jìn)行修改 用 Proteus 畫出電路圖 對仿真中出現(xiàn)的問題 進(jìn)行改正 畫出仿真圖進(jìn)行仿真 熟悉硬件了解各引腳功能 分塊設(shè)計各部分電路 4 針對要實現(xiàn)的功能，擬采用 AT89C51單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計， AT89C51 單片機(jī)是一款低功耗，高性能 CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含 4KB在線可編程 （ ISP） 的可反復(fù)擦寫 1000次的 Flash只讀程序存儲器，器件采用高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS 51指令系統(tǒng)及 80C51引腳結(jié)構(gòu) [7]。這些方法都各有特點， 其中，利用單片機(jī)實現(xiàn)的電子鐘具有編程靈活， 便于功能擴(kuò)充， 精確度高等特點。如果我們想將它應(yīng)用于實時控制之中， 只要對上述程序和硬件電路稍加修改，便可以得到實時控制的實用系統(tǒng)，從而應(yīng)用到實際工作與生產(chǎn)中去。 從而，使數(shù)字鐘的精度僅僅取決于單片機(jī)的產(chǎn)生機(jī)器周期電路和定時器硬件電 路的精確度。而且向著精確、低功耗、多功能發(fā)展。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。不僅如此，在現(xiàn)代化的進(jìn)程中，也離不開電子鐘的相關(guān)功能和原理，比如機(jī)械手的控制、家務(wù)的自動化、定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時 電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對時，分，秒，數(shù) 字顯示的計時裝置，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴(kuò)展了鐘表的報時功能。廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 題 目： 簡易電子時鐘 設(shè)計 系 別： 電氣工程系 專業(yè)班級： 11 機(jī)電 2 姓 名 ： 黃武錦 學(xué) 號 ： 20212323 指導(dǎo)教師： 黎有好 二〇 一三 年 七 月 二十四 日 1 目 錄 .............................................................. 2 ...................................................... 3 硬件各部分所能完成的功能 .................................... 4 系統(tǒng)工作原理 ................................................ 5 時鐘各功能分析及圖解 ........................................ 5 電路各功能圖解分析 .................................... 5 電路功能使用說明 ...................................... 8 3. 軟件設(shè)計思路 ..................................................... 9 主程序模塊 .................................................. 9 數(shù)碼管動態(tài)掃描模塊 ......................................... 10 當(dāng)前時間計時模塊 ........................................... 10 鬧鐘輸入輸出模塊 ........................................... 11 當(dāng)前時間調(diào)整模塊 ........................................... 13 復(fù)位模塊 ................................................... 14 ............................................. 15 系統(tǒng)的調(diào)試方法 ............................................. 15 輸入按鍵的調(diào)試 ....................................... 15 復(fù)位電路的調(diào)試 ....................................... 15 顯示電路的調(diào)試 ....................................... 15 整個系統(tǒng)的聯(lián)調(diào) ....................................... 15 心得體會 ....................................................... 16 參考文獻(xiàn) ........................................................... 16 附錄 ............................................................... 17 附錄 A 系統(tǒng)原理圖 ............................................. 17 附錄 B 程序源代碼 .............................................. 18 電氣信息學(xué)院課程設(shè)計評分表 ......................................... 29 2 單片機(jī)系統(tǒng)作為一種典型的嵌入式系統(tǒng)，其系統(tǒng)設(shè)計包括硬件電路設(shè)計和軟件編程設(shè)計兩個方面， 其調(diào)試過程一般分為軟件調(diào)試、硬件測試、系統(tǒng)調(diào)試 3個過程。如果采用單片機(jī)系統(tǒng)的虛擬仿真軟件 —— Proteus，則不用制作具體的電路板也能夠完成以上工作。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?，廣泛應(yīng)用于家庭、車站、碼頭、劇院、辦公室等場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作帶來極大的方便 [4]。而且是控制的核心部分。 電子鐘在工業(yè)控制和日常生活中是很重要的，它不僅可以用于計時、提醒又可用于對機(jī)器的控制，在自動化的過程中必然有電子鐘的參與，因此電子鐘的應(yīng)用會越來越廣泛?；趩纹瑱C(jī)設(shè)計的數(shù)字鐘精確度較高， 因為在程序的執(zhí)行過程中， 任何指令都不影響定時器的正常計數(shù)，即便程序很長也不會影響中斷的時間。另外，程序較為簡潔，具有可靠性和較好的可讀性。 數(shù)字電子鐘的設(shè)計方法有多種，例如，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘， 也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘還可以利用單片機(jī)來實現(xiàn)電子鐘等等。 3 這部分主要介紹工作安排和整體設(shè)計的思 想。這樣，既能做到經(jīng)濟(jì)合理又能實現(xiàn)預(yù)期的 功能。程序可分為 顯示程序 、 調(diào)時顯示 運(yùn)用這種方法，關(guān)鍵在于各模塊的兼容和配合，若各模塊不匹配會出現(xiàn)意想不到的錯誤。首先，在編程之前必須了解硬件結(jié)構(gòu)尤其是各引腳的用法，以及內(nèi)部寄存器、存儲單元的用法，否則，編程無從下手，電路也無法設(shè)計。第二部分是硬件部分：依據(jù)想要的功能分塊設(shè)計設(shè)計，比如輸入需要開關(guān)電路，輸出需要顯示驅(qū)動電路和液晶電路 等。第四部分是軟件畫圖部分：設(shè)計好電路后進(jìn)行畫圖，包括電路圖和仿真圖的繪制。第六部分是硬件實現(xiàn)部分：連接電路并導(dǎo)入程序檢查電路，若與設(shè)計的完全一樣一般能實現(xiàn)想要的功能。 （ 2）單片機(jī)通過輸出 各種電脈沖信號來驅(qū)動控制各部分正常工作。 （ 4）單片機(jī)通過控制鬧鈴電路來完成定時鬧鐘的功能。 （ 6）由于要設(shè)置定時功能，所以配置了對鬧鐘設(shè)置的鍵盤。時、分、秒的計數(shù)結(jié)果經(jīng)過數(shù)據(jù)處理可直接送顯示器顯示。 時鐘各功能分析及圖解 電路各功能圖解分析 （ 1） 時鐘運(yùn)行圖 仿真開始運(yùn)行時，或按下 K7 鍵時，時鐘從 00： 00： 00 開始運(yùn)行，其中按下 K1 6 鍵可進(jìn)入當(dāng)前時間調(diào)節(jié)， K2 和 K3 分別負(fù)責(zé)加一和減一， K5 鍵為確認(rèn) 鍵。如下圖 24： 圖 24 鬧鐘開關(guān)指示圖 7 （ 3）鬧鈴運(yùn)行圖 當(dāng)時間到達(dá)鬧鐘設(shè)置的時間時，蜂鳴器會按每秒兩次的頻率響，鬧鐘指示燈也會閃爍。通過 7 個開關(guān)控制 ,從上到下 7 個開關(guān) K1K7 的功能分別為：