畢業(yè)論文--數字電子時鐘的設計

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文</p><p><b>　　數字電子時鐘的設計</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科學技術的飛速發(fā)展，數字鐘在我們的生活中變得越來越重要。自從時鐘被發(fā)</p><p>　　明的一刻起，就已經成為人類的好朋友，科學

2、技術的法展和不斷提高，使人們對時間的精</p><p>　　確要求越來越高，應用也越來越廣，怎樣讓時鐘更好、更精確、更清晰的顯示時間，這就</p><p>　　要求人們要不斷的研制更適合更方便的時鐘，來滿足我們的生活需求。</p><p>　　數字鐘實際上是對一個標準頻率（1Hz）進行計數的計數電路。振蕩器的產生的時</p><p>　　鐘信

3、號經過分頻器形成脈沖信號，秒脈沖信號輸入計數器進行計數。并把累計結果用“時”、</p><p>　　“分”、“秒”表示出來。</p><p>　　一個數字時鐘振蕩器、計數器、顯示器和譯碼器電路精確時間以“時”、“分”、“秒”</p><p>　　與數字顯示，并需要校正電路，使其準確工作，并具有定時和及時功能。與此同時，數字</p><p>　

4、　還能準確定時，并能準確在你所規(guī)定的時間內發(fā)出響聲來提醒你在此時所需要去做的事</p><p>　　情。與舊式鐘表相比更適合現代生活。甚至在我們的日常生活中讓數字化取締，相比模擬</p><p>　　鐘給人一目了然的感覺。</p><p>　　關鍵詞： 數字鐘，振蕩器，計時器</p><p><b>　　目錄</b>&l

5、t;/p><p>　　緒論..............................................3</p><p>　　1.1數字時鐘的背景意義.................................................3</p><p>　　1.2數字時鐘的設計方案..............................

6、...................3</p><p>　　第二章 整體方案設計......................................4</p><p>　　2.1單片機的選擇........................................................4</p><p>　　2.2單片機的基本結構....

7、................................................5</p><p>　　第三章 硬件模塊設計......................................7</p><p>　　3.1最小系統(tǒng)設計........................................................8</p>

8、;<p>　　3.2.顯示電路設計.......................................................10</p><p>　　3.3按鍵開關控制設計...................................................12</p><p>　　第四章 軟件模塊設計..................

9、...................13</p><p>　　4.1程序流程圖.........................................................15</p><p><b>　　..</b></p><p>　　4.2時鐘設置電路.................................

10、......................16</p><p>　　4.3定時中斷電路.......................................................17</p><p>　　4.4LED顯示電路........................................................19</p><

11、p>　　4.5按鍵控制電路.......................................................21</p><p>　　第五章 調試.............................................21</p><p>　　5.1主體電路部分......................................

12、.................22</p><p>　　5.2擴展電路部分.......................................................23</p><p>　　第六章 總結............................................24</p><p>　　致謝...........

13、.........................................25</p><p>　　參考文獻................................................26</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1數字時鐘的背景和意義</p><p>

14、;　　1.1.1數字時鐘的背景和意義</p><p>　　20世紀末，電子技術獲得飛速發(fā)展。在其推動下，電子產品幾乎滲透了社會的各個領域，有力的</p><p>　　推動了社會生產力的提高和信息文化程度的提高。同時也使現代電子產品技術性能進一步提高，產品更</p><p>　　新換代的節(jié)奏也越來越快。因此，時間對于人們來說總是那么寶貴，尤其是在公共場所，我們需要時間

15、</p><p>　　的準確指引。比如：車站、碼頭，準確的時間指引顯得更加重要，否則很有可能對外出辦事的人們帶來</p><p>　　一些不必要的麻煩。 而機械鐘的直觀性和精確度比較差，使用壽命也無法預料。這時數字鐘就產生了，</p><p>　　與機械時鐘相比，數字鐘具有相當的準確性，直觀性，且使用壽命也較長。</p><p>　　數字鐘是

16、一種用數字電路技術實現時、分、秒的計時裝置，廣泛應用于個人家庭、碼頭、車站、</p><p>　　辦公室等公共場所，成為人們日常生活中不可缺少的必須品。由于數字集成化和石英晶振電路的發(fā)展，</p><p>　　使得數字鐘的精度遠遠超過老式鐘表，給人們的生活帶來了極大的方便，而且大大擴展了老式鐘表的報</p><p>　　時功能。在很多實際應用中，只要對數字鐘的硬件電

17、路和軟件電路加以一定的修改，便可以得到實施控</p><p>　　制的應用系統(tǒng)，從而應用到實際工作和生產中去。 </p><p>　　由于數字鐘具有走時準確、性能穩(wěn)定、方便攜帶的優(yōu)點，還有自動報時、自動控制的優(yōu)點，使得</p><p>　　數字鐘被較快的發(fā)展和應用。以說，設計單片機數字鐘的意義已不單單在于數字鐘本身，更大的意義在</p><

18、p>　　與數字鐘本身的擴展功能在實施控制中的應用。</p><p>　　1.2數字鐘的設計方案</p><p>　　1.2數字鐘的設計方案</p><p>　　本系統(tǒng)的設計電路有時鐘模塊、計時模塊、顯示模塊、中斷模塊、控制模塊組成。首先通過</p><p>　　對數字鐘的硬件設計，再結合一些輔助電路，實現數字鐘的基本功能；其次通過軟件進

19、行編寫，通過</p><p>　　按鍵檢測功能函數實現數字鐘的不同功能。</p><p><b>　　整體方案設計</b></p><p><b>　　2.1單片機的選擇</b></p><p><b>　　2.1單片機的選擇</b></p><p>　

20、　單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機</p><p>　　簡稱單片機，特別適用于控制領域，故又稱為微控制器。</p><p>　　通常，單片機由單款集成電路芯片構成。內部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、</p><p>　　存儲器和I/O接口等。因此，單片機只需和外部軟件電路現結合，再加以適當的壞境，便可成為單

21、片</p><p><b>　　機的控制系統(tǒng)。</b></p><p>　　STC89C51單片機是從引腳交到內核完全兼容的8051單片機，有PDIP--40、PLCC--44、PQFP</p><p>　　--44三種封裝形式，STC89C51含有4k字節(jié)的FLASH ROM供用戶編程和使用，除了內含FLASH </p>&

22、lt;p>　　ROM的容量不同外，STC89C系列的單片機還含有STC89C5XRC/RD+、STC89LE5XRC/RD+等型號，</p><p>　　其中，51型號后面為RC,表明單片機內部集成了512個字節(jié)RAM.</p><p>　　STC89C系列單片機是一代新功耗、高速運算的8051單片機，最高工作頻率高達25MHZ到</p><p>　　50MH

23、Z,而且有較寬的工作電壓，此外，STC89C51單片機完全兼容8052芯片，在8051基礎上，新增</p><p>　　了許多實用功能。從而具有非常好的實用特性：</p><p>　　1.多功能性：單片機把所需要的存儲器和I/O端口盡可能的集中在一個芯片上，使得單片機</p><p>　　實現更多的功能，比如：A/D、PWM、PCA（可編程計數系列）、WDT（監(jiān)視監(jiān)

24、視定時器系列）、高速</p><p>　　I/O口、及計數器的捕獲/比較邏輯等等。</p><p>　　2、低電壓和低功耗：單片機的嵌入式決定了低電壓、低功耗的特性十分重要。很多單片機都在</p><p>　　低電壓下工作，功耗已經降到uA級。這些特性可以使單片機在更小的電源下工作更長的時間。</p><p>　　3.性價比高：單片機應用面積

25、大，數量多，帶來的直接好處就是成本低。目前世界各大公司在</p><p>　　提高單片機性能的同時，也在適當降低單片機的價格。</p><p>　　4.高效率和高性能：為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機開始使用dsp等技術，是單片機的</p><p>　　性能有了明顯的提高。隨著單片機系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復雜程度的提高，單片機開始使用高級語言（c語言）</p>

26、<p>　　來開發(fā)單片機的程序。使用高級語言可以降低開發(fā)難度，縮短開發(fā)周期。增強軟件的可移植性和可讀</p><p>　　性。便于改進和擴充功能。</p><p>　　此外，ST89C系列單片機的應用范圍廣、領域寬。可用在家用辦公領域、辦公自動化領域、</p><p>　　商業(yè)應用領域、工業(yè)自動化、智能儀表與集成智能傳感器、現代交通與航空航天領域等等。

27、</p><p>　　因此，STC89C系列單片機是非常值得推薦的。STC是在深圳的一家8051單片機設計生產公司。</p><p>　　STC系列單片機在中國市場上占所有單片機很大的比例，宏晶科技現已成為全球最大單片機的設計</p><p>　　生產公司。完完全全的中國制造。他是STC89C52系列的增強版本。技術成熟、運用穩(wěn)定，很適合</p>&l

28、t;p><b>　　我們的選擇。</b></p><p><b>　　2.2單片機的結構</b></p><p><b>　　2.2單片機的結構</b></p><p>　　該系列單片機有中央處理器、存儲器、和I/O接口三大部分組成。其原理引腳如圖2.2.1所示</p><p

29、>　　1其中CPU包括運算器和控制器兩大部分。</p><p>　　運算器：對操作數進行運算、邏輯和位操作運算。主要包括算術邏輯運算單元ALU、累加器A、</p><p>　　位處理器、程序狀態(tài)字寄存器PSW及兩個暫態(tài)寄存器等。</p><p>　　控制器：任務識別指令，并根據指令的性質控制單片機各功能部件，從而保證單片機的各部分能夠</p>&

30、lt;p>　　協(xié)調工作、互不干擾。</p><p>　　2存儲器包括程序存儲器和數據存儲器。</p><p>　　程序存儲器：計算機的工作是按照事先編好的程序命令序列一條順序執(zhí)行的，程序存儲器就是存放</p><p>　　這些已編好的程序和表格常數。它有只讀存儲器或EPROM組成。計算機為了有序的工作，專門設置</p><p>　　了一

31、個專用寄存器----程序寄存器PC----用以存放指令的地址。</p><p>　　數據存儲器：51單片機片內、外數據存儲器是兩個獨立的地址空間，應分別編址，片內數據存儲</p><p>　　器除RAM快外，還有特殊功能寄存器SFR塊。二者連續(xù)不重疊。片外數據存儲器一般為16位編址。</p><p>　　圖2.2.2存儲器的結構</p><p&g

32、t;　　3并行輸入輸出I/O端口</p><p>　　8051共有4組輸入輸出端口（P0、P1、P2、P3口），用于對外部數據的傳輸。</p><p>　　P1口：是一個內部提供上拉電阻8位雙向I/O口，P1口緩沖期能接受輸出4TTL門電流，P1</p><p>　　口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入；P1口被上拉為低電平時，可用作輸出電流。</p&g

33、t;<p>　　這是由于內部上拉的緣故。 </p><p>　　P2口：P2口的第一個功能同P1口一樣；P2口當用于外部存儲器或16位外部數據存儲器進行</p><p>　　存儲時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部8位</p><p>　　地址數據存儲器進行讀寫時，P2口其特殊功能寄存器的內容，P2口在FLASH

34、編程和校驗時接受</p><p>　　高8位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口：是一個內部提供上拉電阻8位雙向I/O口，P1口緩沖期能接受輸出4TTL門電流，P1</p><p>　　口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入；P1口被上拉為低電平時，可用作輸出電流。</p><p>　　這是因為內部上拉的緣故。也可作為AT89

35、S51的特殊功能進出口。</p><p>　　P0口：是一個八位漏級雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流；當P1口“1”時，被定義為高輸入</p><p>　　電阻；P0口能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FLASH編程</p><p>　　中，可作為源碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出源碼，P0外部必須被拉高。</p&

36、gt;<p>　　第三章 硬件模塊設計</p><p>　　本系統(tǒng)基于單片機的設計原理，已單片機的芯片STC89C51為核心控制器，通過硬件電路的制作以</p><p>　　軟件電路的編程制作，設計制作一個多功能系統(tǒng)的數字電子鐘。該系統(tǒng)具有簡潔清晰的操作頁面。能</p><p>　　在直流電源下工作，能夠準確顯示時間，可隨時進行時間調整。設計以硬件軟

37、件化為指導思想，充分</p><p>　　發(fā)揮單片機的基本功能，大部分通過軟件編程實現，電路簡單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性能高。同時，該時鐘</p><p>　　系統(tǒng)具有功耗低、成本低的性能的特點，具有很強的使用性。由于系統(tǒng)所用的軟件較少，所以具有一</p><p>　　定的擴展功能，在電子鐘的設計和開發(fā)中，</p><p>　　本設計具有以下特點：&

38、lt;/p><p>　　數字鐘系統(tǒng)方案的設計 2）根據系統(tǒng)的流程設計電路的硬件電路</p><p>　　根據硬件電路設計軟件程序 4）對數字鐘的設計進行調試</p><p><b>　　本設計的主要功能:</b></p><p>　　年月日時的準確表示 2）整點報時的鬧鐘功能

39、</p><p>　　自動報警功能 4）時間程序的自動控制</p><p><b>　　等等。</b></p><p><b>　　3.1最小系統(tǒng)設計</b></p><p>　　單片機的最小系統(tǒng)由電源電路、晶振電路、復位電路、時鐘電路、按鍵電路、/EA=1組成。&l

40、t;/p><p><b>　　電源電路:</b></p><p>　　在各種電子電路中，直流電源穩(wěn)壓部分是必不可少的，它是電子設備唯一的能量來源，而且</p><p>　　它的設計思路是通過我們所學的模電，得到我們所想要的輸出電壓，就需將220V交流電經過變壓</p><p>　　器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路四個部分。&

41、lt;/p><p><b>　　VCC:電源</b></p><p><b>　　GND:接地</b></p><p>　　從外部引入直流電，為單片機和復位電路提供電源。</p><p><b>　　復位電路：</b></p><p>　　本設計采用上電按鈕

42、電位復位電路，上電復位電路是一種簡單的復位電路，只要在RST引腳接</p><p>　　電容到VCC，再接一個電阻到地上就可以了。上電復位是指在給系統(tǒng)上電時，復位電路經過一個電</p><p>　　容加到RST復位引腳一個短暫的高電平信號，這個復位信號隨著VCC通過電容的充電過程而回落，</p><p>　　所以RST復位引腳維持高電平的時間決定于電容的充電時間，為

43、了保證系統(tǒng)安全可靠的復位，RST</p><p>　　因腳的復位時間高電平必須有一定的的時間。</p><p>　　本設計中，首先經過上電復位，當按下按鍵時，RST直接于VCC相連，為高電平形成復位，同時電</p><p>　　解電容被電路放電；按鍵松開時，VCC對電容充電，充電電流在電阻上，RST依然為高電平，仍然是復</p><p>　　

44、位，充電完成后，電容相當于開路，RST為低電平，單片機芯片正常工作。其中電阻決定了電容的充電</p><p>　　時間，電阻越大，則電容的充電時間越長，復位信號從VCC回到0V的時間就越來越長。</p><p>　　復位電路的結構如圖3.1.1所示</p><p><b>　　晶振電路：</b></p><p>　　晶體

45、振蕩電路是數字時鐘電路的核心，它保證了時鐘的走時準確和穩(wěn)定性。</p><p>　　晶體振蕩電路給數字鐘提供了一個頻率準確穩(wěn)定的方波信號，可保證數字鐘的走時準確及穩(wěn)定，不</p><p>　　管是指針式的電子鐘還是數字式的電子鐘，都使用了晶體振蕩電路。</p><p>　　晶振的作用是給單片機工作提供穩(wěn)定的時鐘信號，單片機的晶振只要不超過20MHZ就行，在準許的&l

46、t;/p><p>　　范圍內，晶振越大，單片機運行就越快，再一個就是時間周期。</p><p>　　機器周期=10*晶振周期=12*系統(tǒng)時鐘周期</p><p>　　圖3.1.2晶振電路如圖所示</p><p><b>　　時鐘電路:</b></p><p>　　時鐘電路是單片機的心臟，單片機個功能部

47、件的運行都是以時鐘頻率為基礎，有條不絮一拍一拍</p><p>　　的工作。因此，時鐘頻率直接影響單片的速度，時鐘電路的工作質量也直接影響到單片機的穩(wěn)定性，</p><p>　　常用的時鐘電路有兩種工作形式：一種是內部工作方式，一種是外部工作方式。 </p><p><b>　　按鍵電路：</b></p><p>　　按

48、鍵的開關的狀態(tài)通過一定的電路轉換為高低電平狀態(tài)。按鍵閉合和釋放過程都要經過一定的</p><p>　　過程才能達到穩(wěn)定，這個過程是處于高低電平不穩(wěn)定的狀態(tài)，成為抖動。抖動持續(xù)的時間與開關的</p><p>　　機械強度有關，一般子5到10mms之間。為了避免與CPU處理多次按鍵的一次性閉合，應采取措施</p><p>　　消除抖動。使每個按鍵的工作狀態(tài)不產生影響。&

49、lt;/p><p><b>　　3.2顯示電路</b></p><p>　　就時鐘而言，通常可采用液晶顯示或數碼管顯示。由于一般的段式液晶屏，需要專門的驅動電路，而且液晶顯示作為一種被動顯示，可視性相對較差；對于具有驅動電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點陣），一般多采用并行接口，對微處理器的接口要求較高，占用資源多。另外，89C2051本身無專門的液晶驅動接口，因

50、此，本時鐘采用數碼管顯示方式。數碼管作為一種主動顯示器件，具有亮度高、價格便宜等優(yōu)點，而且市場上也有專門的時鐘顯示組合數碼管。</p><p>　　對于實時時鐘而言，顯示顯然是另一個重要的環(huán)節(jié)。通常LED顯示有兩種方式：動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。</p><p>　　靜態(tài)顯示的優(yōu)點是程序簡單、顯示亮度有保證、單片機CPU的開銷小，節(jié)約CPU的工作時間。但占有I/O口線多，每一個LED都要占有一個

51、I/O口，硬件開銷大，電路復雜。需要幾個LED就必須占有幾個并行口，比較適用于LED數量較少的場合。當然當LED數量較多的時候，可以使用單片機的串行口通過移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫比較麻煩。</p><p>　　顯示器普遍地用于直觀地顯示數字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數據，按照材料及產品工藝，單片機應用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等。LED顯示器是現在最常用的

52、顯示器之一，如下圖3.2.1所示。</p><p>　　發(fā)光二極管（LED）由特殊的半導體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式LED顯示器件（半導體顯示器）。分段式顯示器（LED數碼管）由7條線段圍成8字型，每一段包含一個發(fā)光二極管。外加正向電壓時二極管導通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號。LED數碼管有共陽、共陰之分。圖3.2.2是共陽式、共

53、陰式LED數碼管的原理圖和符號.</p><p>　　圖3.2.2 共陽式、共陰式LED數碼管的原理圖和數碼管的符號圖</p><p>　　顯示電路顯示模塊需要實時顯示當前的時間,即時、分、秒，因此需要6個數碼管，另需兩個數碼管來顯示橫。采用動態(tài)顯示方式顯示時間，硬件連接如下圖所示，時的十位和個位分別顯示在第一個和第二個數碼管，分的十位和個位分別顯示在第四個和第五個數碼管，秒的十位和個位分

54、別顯示在第七個和第八個數碼管，其余數碼管顯示橫線。LED顯示器的顯示控制方式按驅動方式可分成靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種。對于多位LED顯示器，通常</p><p>　　都是采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，其硬件連接方式如下圖所示。</p><p>　　圖3.2.3 數碼管的硬件連接示意圖</p><p><b>　　數碼管使用條件：</b>&l

55、t;/p><p>　　a、段及小數點上加限流電阻 </p><p>　　b、使用電壓：段：根據發(fā)光顏色決定； 小數點：根據發(fā)光顏色決定</p><p>　　c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 4-5mA 峰值電流 100mA</p><p>　　數碼管使用注意事項說明：</p><

56、;p>　?。ǎ保荡a管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；</p><p>　?。ǎ玻┖附訙囟龋海玻叮岸龋缓附訒r間：５Ｓ</p><p>　?。ǎ常┍砻嬗斜Ｗo膜的產品,可以在使用前撕下來。</p><p>　　3.3按鍵開關的的控制電路</p><p>　　該設計需要校對時間，所以用三個按鍵來實現。按khour來調節(jié)小時的時間，按 km

57、in來調節(jié)分針的時間，按 ksec來調節(jié)秒的時間。下圖是按鍵硬件連接圖。</p><p>　　圖3.3.1按鍵控制電路的硬件連接圖</p><p>　　當用手按下一個鍵時，如圖3-8所示，往往按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況；在釋放一個鍵時，也回會出現類似的情況。這就是抖動。抖動的持續(xù)時間隨鍵盤材料和操作員而異，不過通常總是不大于10ms。很容易想到，抖動問題不解決

58、就會引起對閉合鍵的識別。用軟件方法可以很容易地解決抖動問題，這就是通過延遲10ms來等待抖動消失，這之后，在讀入鍵盤碼。</p><p>　　圖3.3.2按鍵抖動信號波形</p><p>　　第四章 軟件模塊設計</p><p>　　系統(tǒng)的軟件設計也是工具系統(tǒng)功能的設計。單片機軟件的設計主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實質性功能）的設計和監(jiān)控軟件的設計。單片機的軟件

59、設計通常要考慮以下幾個方面的問題：</p><p>　?。?）根據軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個相對獨立的部分，設計出合理的總體結構，使軟件開發(fā)清晰、簡潔和流程合理；</p><p>　?。?）培養(yǎng)良好的編程風格，如考慮結構化程序設計、實行模塊化、子程序化。既便于調試、鏈接，又便于移植和修改；</p><p>　　（3）建立正確的數學模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性

60、能，并選取合適的參數；</p><p>　　（4）繪制程序流程圖；</p><p>　?。?）合理分配系統(tǒng)資源；</p><p>　?。?）為程序加入注釋，提高可讀性，實施軟件工程；</p><p>　?。?）注意軟件的抗干擾設計，提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件設計流程圖</p>

61、<p>　　這次的數字電子鐘設計用到很多子程序，它們的流程圖如下所示。</p><p>　　主程序是先開始，然后啟動定時器，定時器啟動后在進行按鍵檢測，檢測完后，就可以顯示時間</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p><p>　　按鍵處理是先檢測秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加1；如果沒有按下，就檢測分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就

62、加1；如果沒有按下，就檢測時按鍵是否按下，時按鍵如果按下，時就加1；如果沒有按下，就把時間顯示出來。</p><p>　　圖4.1.2按鍵處理流程圖</p><p>　　定時器中斷時是先檢測1秒是否到，1秒如果到，秒單元就加1；如果沒到，就檢測1分鐘是否到，1分鐘如果到，分單元就加1；如果沒到，就檢測1小時是否到，1小時如果到，時單元就加1，如果沒到，就顯示時間。</p>&

63、lt;p>　　圖4.1.3定時器中斷流程圖</p><p>　　時間顯示是先秒個位計算顯示，然后是秒十位計算顯示，再是分個位計算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時個位計算顯示，最后是時十位顯示。</p><p>　　圖4.1.4 時間顯示流程圖</p><p>　　數字鐘的原理如圖所示</p><p>　　圖4.1.5 數字鐘的原理圖

64、</p><p><b>　　4.2時鐘設置電路</b></p><p><b>　　時鐘設置子程序</b></p><p>　　void time0() interrupt 1</p><p><b>　　{num++;</b></p><p>　　T

65、H0=(65536-50000)/256; </p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4.3定時中斷電路</b></p><p>　　中斷技術在單片系統(tǒng)中有著十分重要的作用，它不僅可以提高單片機CPU的效率

66、，也可以對突發(fā)事</p><p>　　件處理。所謂中斷就是當CPU正在執(zhí)行程序A時，發(fā)生了另一個急需處理的事件B，這是CPU暫停當前執(zhí)行的程序A，立即轉去執(zhí)行處理事件B的程序，處理完事件B后，再返回到程序A繼續(xù)執(zhí)行，這個過程被叫做中斷。關于中斷的概念有下列幾個名詞：（1）程序A稱為主程序，（2）處理事件B的程序稱</p><p>　　為中斷服務程序，（3）主程序中轉向中斷服務程序的地方稱為

67、斷點，（4）引起中斷的原因即事件B稱為中斷源，（5）轉去執(zhí)行中斷服務程序稱為中斷響應。關于中斷的概念可以打個如下的比喻。領導（CPU）在自己的房間辦公（執(zhí)行主程序），下屬（外設）有問題打電話來請示（中斷源），領導停下正在進行的工作，通過電話給下屬做指示（執(zhí)行中斷服務程序），指示完后，領導掛斷電話，繼續(xù)做自己的工作（返回主程序繼續(xù)執(zhí)行）。</p><p>　　中斷是一個過程，當中央處理器CPU在處理某件事情時，外部

68、又發(fā)生了另一緊急事件，請求CPU暫停當前的工作而去迅速處理該緊急事件。處理結束后，再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作。引起中斷的原因或發(fā)出中斷請求的來源，稱為中斷源。</p><p>　　單片機一般允許有多個中斷源，當幾個中斷源同時向CPU請求中斷時，就存在CPU優(yōu)先響應哪一個中斷請求源的問題（優(yōu)先級問題），一般根據中斷源的輕重緩急排隊，優(yōu)先處理最緊急事件的中斷請求，于是便規(guī)定每一個中斷源都有一個中斷優(yōu)先級別

69、，并且CPU總是響應級別最高的中斷請求。</p><p>　　當CPU正在處理一個中斷源請求的時候，又發(fā)生了另一個優(yōu)先級比它高的中斷源請求，如果CPU能夠暫時中止對原來中斷處理程序的執(zhí)行，轉而去處理優(yōu)先級更高的中斷源請求，待處理完以后，再繼續(xù)執(zhí)行原來的低級中斷處理程序，這樣的過程稱為中斷嵌套。</p><p><b>　　定時中斷子程序：</b></p>

70、<p>　　定時工作方式的選擇：</p><p>　　TMOD=0x01; //time0作為定時器工作在模式1下</p><p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p>　　EA=1; //開啟總中斷</p><

71、;p>　　ET0=1; //開啟time0中斷</p><p>　　TR0=1; //啟動time0</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　中斷函數：</b></p><p>　　void timer0() interrupt 1 //time0中斷<

72、;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=(65536-50000)/256; //重裝初始值</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p>　　count++; </p><p>　　if(count==10) //20次到則滿

73、一秒</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　count=0;</b></p><p><b>　　miao++;</b></p><p>　　if(miao==60)</p><p><b>　　{</b&g

74、t;</p><p><b>　　miao=0;</b></p><p><b>　　fen++;</b></p><p>　　if(fen==60)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　fen=0;</b

75、></p><p><b>　　shi++;</b></p><p>　　if(shi==24)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　shi=0; </p><p><b>　　}</b></p>&l

76、t;p>　　write_sfm(4,shi); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　write_sfm(7,fen); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　write_sfm(10,miao);</p><

77、p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.4 LED顯示程序</p><p>　　void display()</p><p>　　{if(num==20)</p><p><b>　　{num=0; <

78、;/b></p><p><b>　　sec++;</b></p><p>　　if(sec==60)</p><p><b>　　{sec=0;</b></p><p><b>　　min++;</b></p><p>　　if(min==60)

79、</p><p><b>　　{min=0;</b></p><p><b>　　hour++;</b></p><p>　　if(hour==24)</p><p><b>　　{hour=0;</b></p><p><b>　　min=0

80、;</b></p><p><b>　　sec=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　

81、}</b></p><p>　　secge=sec%10;</p><p>　　secshi=sec/10;</p><p>　　minge=min%10;</p><p>　　minshi=min/10;</p><p>　　hourge=hour%10;</p><p>　　ho

82、urshi=hour/10;</p><p><b>　　P2=0xfe;</b></p><p>　　P0=table[secge];</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　P2=0xfd;</b></p><

83、p>　　P0=table[secshi];</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　P2=0xfb;</b></p><p><b>　　P0=0x40;</b></p><p><b>　　delay(5);<

84、/b></p><p><b>　　P2=0xf7;</b></p><p>　　P0=table[minge];</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　P2=0xef;</b></p><p>　　P

85、0=table[minshi];</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　P2=0xdf;</b></p><p><b>　　P0=0x40;</b></p><p><b>　　delay(5);</b>&l

86、t;/p><p><b>　　P2=0xbf;</b></p><p>　　P0=table[hourge];</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　P2=0x7f;</b></p><p>　　P0=table

87、[hourshi];</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4.5按鍵控制電路</b></p><p><b>　　按鍵控制子程序</b></p><

88、p>　　void keyscan()</p><p>　　{if(ksec==0)</p><p>　　{delay(10);</p><p>　　if(ksec==0)</p><p><b>　　{sec++;</b></p><p>　　if(sec>=60)</p>

89、<p><b>　　sec=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(ksec==0)</p><p>　　display();}</p><p>　　if(kmin==0)</p><p>　　{delay(10);

90、</p><p>　　if(kmin==0)</p><p><b>　　{min++;</b></p><p>　　if(min>=60)</p><p><b>　　min=0;</b></p><p><b>　　}</b></p>

91、;<p>　　while(kmin==0)</p><p>　　display();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(khour==0)</p><p>　　{delay(10);</p><p>　　if(khour==0)</p>

92、<p><b>　　{hour++;</b></p><p>　　if(hour>=60)</p><p><b>　　hour=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(khour==0)</p>&l

93、t;p>　　display(); </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　第五章 調試</b></p><p><b>　　5.1主體電路部分</b></p>&l

94、t;p>　　硬件調試是檢測硬件電路能否正常工作的途徑。單片機應用系統(tǒng)的調試包括硬件和軟件兩部分，但是他們并不能完全分開。一般的方法是排除明顯的硬件故障，再進行綜合調試，排除可能的軟/硬件故障。</p><p><b>　　硬件調試：</b></p><p>　　拿到電路板后，首先要檢查加工質量，并確保沒有任何方面的錯誤，如短路和斷路，尤其要避免電源短路；元器件在

95、安裝前要逐一檢查，用萬用表測其數值，看是否與所用相同；完成焊接后，應先空載上電（芯片座上不插芯片），并檢查各引腳的電位是否正確。若一切正常，方可在斷電的情況下將芯片插入，再次檢查各引腳的電位及其邏輯關系。將萬用表的探針放到單片機接電源的引腳上檢測一下，看是否符合要求。</p><p><b>　　軟件調試：</b></p><p>　　軟件程序的調試一般可以將重點放在

96、分模塊調試上，統(tǒng)調是最后一環(huán)。軟件調試可以采取離線調試和在線調試兩種方式。前者不需要硬件仿真器，可借助于軟件仿真器即可；后者一般需要仿真系統(tǒng)的支持。本次課題，Keil軟件來調試程序，通過各個模塊程序的單步或跟蹤調試，使程序逐漸趨于正確，最后統(tǒng)調程序。</p><p>　　仿真部分采用protus 6 professional軟件，此軟件功能強大且操作較為簡單，可以很容易的實現各種系統(tǒng)的仿真。</p>

97、<p>　　首先打開protus 6 professional軟件，在元件庫中找到要選用的所有元件，然后進行原理圖的繪制；繪制好后再選擇wave6000已經編譯好的*.hex文件，選擇運行，觀察顯示結果，根據顯示的結果和課題的要求再修改程序，再運行查，直到滿足要求。</p><p><b>　　5.2擴展電路部分</b></p><p><b>

98、　　系統(tǒng)時鐘誤差分析</b></p><p>　　時間是一個基本物理量，具有連續(xù)、自動流逝、不重復等特性。我國時間基準來自國家授時中心，人們日常使用的時鐘就是以一定的精度與該基準保持同步的。結合時間概念和誤差理論，可以定義電子鐘的走時誤差S=S1-S2,S1表示程序實際運行計算所得的秒；S2表示客觀時間的標準秒。S>0時表示電子鐘秒單元數值刷新滯后，即走時誤差為“慢”；反之，S<0表示秒單

99、元數值的刷新超前，即走時誤差為“快”。</p><p>　　本次設計的單片機電子鐘系統(tǒng)中，其誤差主要來源包括晶體頻率誤差，定時器溢出誤差，延遲誤差。晶體頻率產生震蕩，容易產生走時誤差；定時器溢出的時間誤差，本應這一秒溢出，但卻在下一秒溢出，造成走時誤差；延遲時間過長或過短，都會造成與基準時間產生偏差，造成走時誤差。</p><p>　　系統(tǒng)性能測試與功能說明</p><

100、p>　　走時：默認為走時狀態(tài)，按24小時制分別顯示“時時-分分-秒秒”，有2個“-”動態(tài)顯示，時間會按實際時間以秒為最少單位變化。</p><p>　　走時調整：按ksec對秒進行調整，按一下加一秒；按kmin對分進行調整，按一下加一分；按khour對時進行調整，按一下加一小時，從而達到快速設定時間的目的。</p><p><b>　　第六章 總結</b>&l

101、t;/p><p>　　我在這一次單片機最小系統(tǒng)的設計過程中，很是受益匪淺。通過對自己在大學三年時間里所學的知識的回顧，并充分發(fā)揮對所學知識的理解和對畢業(yè)設計的思考及書面表達能力，最終完成了。這為自己今后進一步深化學習，積累了一定寶貴的經驗。撰寫論文的過程也是專業(yè)知識的學習過程，它使我運用已有的專業(yè)基礎知識，對其進行設計，分析和解決一個理論問題或實際問題，把知識轉化為能力的實際訓練。培養(yǎng)了我運用所學知識解決實際問題的能

102、力。</p><p>　　通過這次課程設計我發(fā)現，只有理論水平提高了；才能夠將課本知識與實踐相整合，理論知識服務于教學實踐，以增強自己的動手能力。這個實驗十分有意義 我獲得很深刻的經驗。通過這次課程設計，我們知道了理論和實際的距離，也知道了理論和實際想結合的重要性，，也從中得知了很多書本上無法得知的知識。</p><p>　　硬件設計時，由于PCB板式未經布線的，所以元器件的聯系都要通過導

103、線的連接建立起關聯，這就加大了線路鏈接的復雜度。由于連線比較多，引腳很容易認錯。在焊接前我們采用有簡單到復雜，先連接相鄰的引腳，這樣連接時布線就更有層次，而且也不容易出錯、也不會出現引腳錯連的故障。</p><p>　　軟件設計時，在剛開始編寫程序時由于漏寫了顯示程序，導致在硬件仿真是顯示器白屏，沒有任何顯示。在將程序補進去后數碼管正常工作，顯示出實驗理想的效果。</p><p>　　我們

104、的學習不但要立足于書本，以解決理論和實際教學中的實際問題為目的，還要以實踐相結合，理論問題即實踐課題，解決問題即課程研究，學生自己就是一個專家，通過自己的手來解決問題比用腦子解決問題更加深刻。學習就應該采取理論與實踐結合的方式，理論的問題，也就是實踐性的課題。這種做法既有助于完成理論知識的鞏固，又有助于帶動實踐，解決實際問題，加強我們的動手能力和解決問題的能力。</p><p><b>　　致 謝&

105、lt;/b></p><p>　　畢業(yè)設計完成了，在這個過程中我學到了很多東西。首先我要感謝我的指導老師*老師，她在我完成論文的過程中，給予了我很大的幫助。在論文開始的初期，我對于論文的結構以及文獻選取等方面都有很多問題，整體構思不是很明確，段落層次也不是很清晰，老師詳細給我分析論文的寫作過程，從論文的題目，論文的內容，論文的脈絡，都給我詳細的指導。在我論文的進展過程中，老師也及時給我解決疑惑，并且監(jiān)督我論

106、文的進展過程，非常感謝！但是慚愧的是，我沒有及時完成任務，論文也時有偏差出現，經過了曲折的過程，老師也耐心的給我激勵，非常感謝! </p><p>　　我想，畢業(yè)論文的過程不僅僅是一個完成一篇論文的過程，而是一個端正態(tài)度的過程，是總結大學三年的一個過程，是在踏入社會前的歷練過程。這個過程將使我受益匪淺！</p><p>　　參考文獻（References）： </

107、p><p>　　[1] 于海生．微型計算機控制技術[M] ．清華大學出版社．1999-6 </p><p>　　[2] 孫涵芳．MCS-51系列單片機原理及應用[M] ．北京航空航天大學出版社．1996-4</p><p>　　[3] 黃正謹．綜合電子設計與實踐[M] ．東南大學出版社．2002-3&

108、#160;</p><p>　　[4] 楊欣等．電子設計從零開始[M] ．清華大學出版社．2005-10 </p><p>　　[5] 謝嘉奎．電子線路[M] ．高等教育出版社．2003-2 </p><p>　　[6] 夏路易，石宗義．電路原理圖與電路設計教程Protel 99SE[M