【正文】 子模塊：設(shè)置鬧鐘時間子模塊、鬧鐘開關(guān)子模塊、檢查鬧鐘子模塊、鬧鐘指示燈亮子模塊、鬧鐘轉(zhuǎn)換子模塊、蜂鳴器子模塊。再判斷FEN，過程與判斷MIAO相識，也是到達60分就進1時并對分清零，時的寄存器地址標(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20次，MS50將清零，并將MIAO（MIAO是對秒進行計數(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最先編譯運行的模塊，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。 （1） 各個控制鍵的功能：可對時間進行校準(zhǔn)調(diào)節(jié)（只能加１）；按下設(shè)置鍵數(shù)字時鐘進入鬧鐘設(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鬧鈴運行圖該數(shù)字鐘是用一片AT89C51單片機通過編程去驅(qū)動8個數(shù)碼管實現(xiàn)的。時鐘運行圖如圖 23 所示：圖23 時鐘運行圖（2） 鬧鐘開關(guān)指示圖當(dāng)按下K4鍵后，可進入鬧鐘設(shè)時控制，設(shè)置完后按確認，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，單片機對數(shù)據(jù)進行處理同時在數(shù)碼管上顯示。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電路功能圖如圖22：圖22 詳細電路功能圖本設(shè)計采用匯編語言程序設(shè)計，使單片機控制數(shù)碼管顯示時、分、秒，當(dāng)秒計數(shù)計滿60時就向分進位，分計數(shù)器計滿60后向時計數(shù)器進位，小時計數(shù)器按“23翻0”規(guī)律計數(shù)。（5）單片機通過程序?qū)︳[鈴信號燈進行控制，可方便我們對鬧鈴的開關(guān)以及是否在鬧鈴進行觀察。（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。（1）單片機發(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行仿真，仿真無法完成時檢查軟件程序和硬件電路并進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。，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：熟悉硬件了解各引腳功能 分塊設(shè)計各部分電路 完成整體電路圖將分塊的電路組合認真學(xué)習(xí)單片機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用Proteus畫出電路圖調(diào)試程序，進行修改 對仿真中出現(xiàn)的問題 進行改正畫出仿真圖進行仿真準(zhǔn)備器件、搭接電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成功對設(shè)計進行總結(jié)和分析 整體設(shè)計思路 針對要實現(xiàn)的功能，擬采用AT89C51單片機進行設(shè)計，AT89C51 單片機是一款低功耗，高性能CMOS8位單片機，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，利用單片機實現(xiàn)的電子鐘具有編程靈活， 便于功能擴充， 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的產(chǎn)生機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)代化的進程中，也離不開電子鐘的相關(guān)功能和原理，比如機械手的控制、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，遠遠超過老式鐘表，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機電2 姓 名： 黃武錦 學(xué) 號： 20112323 指導(dǎo)教師： 黎有好 二〇一三年七月二十四日目 錄 1 2 3 4 4 4 73. 軟件設(shè)計思路 8 主程序模塊 8 數(shù)碼管動態(tài)掃描模塊 9 當(dāng)前時間計時模塊 9 鬧鐘輸入輸出模塊 10 當(dāng)前時間調(diào)整模塊 12 13 14 14 14 14 14 14 15參考文獻 15附錄 16附錄A 系統(tǒng)原理圖 16附錄B 程序源代碼 17電氣信息學(xué)院課程設(shè)計評分表 28單片機系統(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來實現(xiàn)電子鐘等等。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。（1） 時鐘運行圖仿真開始運行時，或按下K7鍵時，時鐘從00：00：00開始運行，其中按下K1鍵可進入當(dāng)前時間調(diào)節(jié)，K2和K3分別負責(zé)加一和減一，K5鍵為確認鍵。如下圖24：圖24鬧鐘開關(guān)指示圖（3）鬧鈴運行圖當(dāng)時間到達鬧鐘設(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： K1：設(shè)置當(dāng)前時間時/分/秒 K2：加一按鍵 K3：減一按鍵 K4：設(shè)置鬧鐘時間時/分/秒 K5: 確認/關(guān)閉鬧鈴 K6：開/關(guān)鬧鐘 K7: 復(fù)位~，通過P2口和P3口去控制數(shù)碼管的顯示如圖所示P2口接數(shù)碼管的a——g端，是控制輸出編碼,P3口接數(shù)碼管的1——8端,是控制動態(tài)掃描輸出．，二極管在設(shè)置的鬧鐘時間到了時候發(fā)光，若有樂曲可以去驅(qū)動揚聲器實現(xiàn)。 （2）AT89C51單片機，通過編寫程序?qū)?shù)碼顯示進行控制。3. 軟件設(shè)計思路 根據(jù)設(shè)計的要求與內(nèi)容，我們將該軟件設(shè)計成七個模塊，他們包括：主程序、數(shù)碼管動態(tài)掃描模塊、當(dāng)前時間計時模塊、鬧鐘輸入輸出模塊、當(dāng)前時間調(diào)整模塊、數(shù)制轉(zhuǎn)換模塊以及復(fù)位模塊。MCS51系列單片機復(fù)位后，（PC）=0000H,而0003H~002BH分別為各中斷的入口地址。當(dāng)CPU接受到中斷請求信號并予以相應(yīng)后，CPU把當(dāng)前的PC內(nèi)容壓入棧中進行保護，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的只能中斷服務(wù)程序入口處執(zhí)行。初始化，是對將要用到的MCS51系列單片機內(nèi)部部件或擴展芯片進行初始工作狀態(tài)設(shè)定。圖31主程序設(shè)計框圖 數(shù)碼管動態(tài)掃描模塊在數(shù)碼管動態(tài)掃描模塊里，包含了兩個子程序，一個是顯示子程序，另一個是顯示延時1MS子程序。圖32顯示子程序 當(dāng)前時間計時模塊本軟件中的當(dāng)前時間計時模塊實際上是T0定時器的中斷服務(wù)程序，我們將T0定時器工作在方式一中，并讓它每50MS產(chǎn)生一次中斷。MS50（它是對50MS中斷次數(shù)統(tǒng)計的存儲單元地址標(biāo)號）就會自加一，接著對MS50進行判斷，如果MS50沒有到達20次（即一秒的時間），就返回到主程序。接著判斷MIAO是否到達60次，沒到就返回，到了60秒，MIAO將被清零，F(xiàn)EN（FEN是對分進行計數(shù)的存儲單元地址標(biāo)號）自加一。下圖33為該中斷服務(wù)的程序框圖圖33T0中斷服務(wù)程序 鬧鐘輸入輸出模塊由于鬧鐘輸入輸出模塊要實現(xiàn)的功能較多，所以它是我們該軟件中設(shè)計耗時最長的一個模塊，也是最復(fù)雜的一個模塊。下面將逐個說明各個子模塊的功能。鬧鐘開關(guān)子模塊：該模塊實現(xiàn)的功能是，對鬧鐘的工作狀態(tài)進行開關(guān)，當(dāng)為開時，鬧鐘時間到后，鬧鐘指示燈會亮以及蜂鳴器會響；當(dāng)為關(guān)時，即便鬧鐘時間到了，鬧鐘指示燈不會亮以及蜂鳴器不會響。鬧鐘指示燈亮子模塊：該模塊的功能是，當(dāng)時間到時，它將使鬧鐘指示燈以每秒兩次的頻率閃爍，閃爍三十秒后熄滅。鬧鐘轉(zhuǎn)換子模塊：由于在寄存器中存儲的是十六進制的數(shù)，不能存儲十進制的數(shù)，且我們用的LED燈是共陽極的，所以在要輸出顯示鬧鐘的時間前，要進行鬧鐘數(shù)制轉(zhuǎn)換。對鬧鐘設(shè)計成六個子模塊，使我們更容易得設(shè)計出鬧鐘所要實現(xiàn)的功能，這也就是模塊化的好處，將一個大型的問題劃分為若干個小問題，對這若干小問題進行設(shè)計，最好通過參數(shù)把這些小模塊連成一個大的模塊，從而解決問題。圖34 鬧鐘輸入輸出模塊 當(dāng)前時間調(diào)整模塊當(dāng)前時間調(diào)整模塊是用來按用戶的需要對當(dāng)前所顯示的時間進行設(shè)置，本軟件的設(shè)計思路是通過對相關(guān)的時間設(shè)置按鍵的掃