单片机数字钟设计说明书.doc

指导老师 X X X 姓 名 大学鬼谷子 班 级 X X X X X X学 号 X X X X X X 系 别 X X X X X X 前言单片机课程是一门实践性很强的专业技术课程，初学者只有通过大量的编程、实验、调试、设计制作等一系列的实践环节的训练，才能真正理解单片机软件及硬件设计和调试技巧，才能灵活的运用单片机的各条指令系统和各种开发调试工具，设计出高效、可靠、低功耗、体积更小的单片机应用系统，充分体现单片机的嵌入式应用特色。要进行单片机的开发、实验及课程设计等，必须有一套软硬件开发工具，这样可以省下许多宝贵的时间及精力，提高工作效率。单片机是计算机家族的一个重要分支，它具有体积小、价格低、面向控制的特点，适用于各种工业控制、仪器仪表装置，在人类生产和生活的各个领域都有极为广泛的应用。 就目前而言，单片机的发展势头依然不减，各种型号和功能更强的单片机和超级接口芯片不断出现，进一步向高层次发展的重要标志就是构成多机系统和分布式网络。世界上单片机芯片的产量以每年27%的速度递增，到本世纪初已达30亿片，而我国的年需求量也超过了亿片的数量，这表明单片机有着广阔的应用前景。本课程主要针对目前我国早期应用比较广泛的“MCS-51”单片机进行系统的讲解和分析。为使用和开发各类机电一体化设备和仪表建立基础。一、数字钟设计的任务设计制作一个电子钟。说明：（本次课程设计的内容是使用STC89C52RC单片机最小系统设计电子钟。）二、数字钟设计的要求、 采用51系列单片机、 显示4位LED数码管显示时间：时时:分分；时分间隔符“:”以秒周期闪烁。、 键盘1）功能按钮G，2）加1按钮1，3）减1按钮1， 4）备用按钮B4、 功能 1）时钟运行， 2）时分调节， 3）闹铃设置。 （框图）三、时钟电路设计方案时钟计时器的硬件电路采用STC89C52RC单片机最小化应用设计，显示采用共阳极7段LED显示器，P0口输出段码数据，P2.0P2.3口作位扫描输出，P2.4P2.7口接3个按钮开关用以实现调时、调分、闹铃功能。为了提供共阳LED数码管的驱动电压，用三极管9012作电源驱动输出。并采用12（11.0592）MHz晶振，以提高秒计时的精确度、稳定度。硬件设计 电源、晶振电路如下图 显示电路YN开始显示单元清0T0、T1设为16位计数器模式允许T0、T1中断调用显示子函数键按下进入调时功能 主函数流程图显示电路采用的是动态扫描显示电路，将显示各位的所有相同字段线连在一起，每一位的a段连在一起，b段连在一起，g段连在一起，共八段，由一个8位I/0口控制，而每一位的公共端由另一个I/0控制。它比静态显示电路更加优越，它占用的I/0端线少；电路简单，硬件成本低；CPU要定时扫描刷新显示。由于P0口输出电流低不能驱动数码管，采用三极管上放大键盘电路闹铃电路元件选取 2个3.3pF电容 1个11.0592Mhz晶振 1块AT89S52 芯片 4块数码显示器4个9012三极管4个按钮开关若干个电阻89C52芯片管脚功能电源 1）Vcc芯片电源，接+5V 2）GND接地时钟XTAL1 XTAL2晶体振荡电路反相输入和输出端ALE/PROG地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲ALE功能：锁存P0口送出的低8位地址PROG 功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲2）PSEN外ROM读选通信号3）RST/Vpd复位/备用电源4）EA/Vpp内外ROM选择/片内EPROM编程电源I/O引脚80C51共有4个8位并行I/O端口，共32个引脚P0口8位双向I/O口P1口8位准双向I/O口（“准双向”指该口内部有固定的上拉电阻）P2口8位准双向I/O口P3口8位准双向I/O口P3第二功能：P3.0RXD：串行口输入端P3.1TXD：串行口输出端P3.2INT0：外部中断0请求输入端P3.3INT1：外部中断1请求输入端P3.4T0：定时/计数器0外部信号输入端P3.5T1：定时/计数器1外部信号输入端P3.6WR：外RAM写选通信号输出端P3.7RD：外RAM读选通信号输出端调试及性能分析硬件调试硬件调试时可先检查印刷电路板及焊接的质量情况，在检查无误后可通电检查LED显示器的点亮情况。若亮度不理想，可以调整P0口的电阻值大小，一般情况下取2001000之间，可以获得满意的亮度效果。实验室制作时可结合示波器测试晶振及P0、P1端口的波形情况进行综合硬件测试分析。软件调试软件调试用Keil C51编译器，源程序编译及仿真调试应分段或子函数为单位一个个地进行，最后可结合硬件实时运行调试。性能分析按照设计程序分析，LED显示器动态扫描频率约为167Hz，实际使用观察时完全没有闪烁，实际计时时间精度较高，可满足一般场合的应用需要。控制源程序清参考文献单片机原理与控制技术（第2版）张志良 主编 机工业出版社单片机原理及其应用作者：陈立周 编出版社：机械工业出版社四、通过设计和实作，所能达到的效果该课题具有较高的实用价值，可用作电子时钟、时序控制器等；能测试我们运用知识的能力、实际设计能力和独立工作能力。知识范围涵盖了模拟电路、数字电路、单片机等课程内容。通过设计与制作，学生应该综合运用电专业知识，初步掌握用单片机开发一个应用项目的基本过程。五、参考资料单片机原理与控制技术（第2版）张志良 主编 机工业出版社单片机原理及其应用作者：陈立周 编出版社：机械工业出版社电子线路CAD Protel 99 使用指南作者：王廷才主编出版社：机工单片机应用程序设计技术作者：周航慈 著 出版社：北航芯片技术数据资料： AT89C51.PDF STC89C52.PDF还可以上网搜索查询相关资料总结：我觉得做单片机课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。在做这次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的。其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，如：CAD制图、C语言、模拟和数字电路知识等。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。最后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。另外，这次课程设计让我感到了团队合作的重要性。在团队中，我们互帮互助，对整个课程设计来说，这是至关重要的，缺少每一个人都会对我们的设计产生影响。还有要感谢指导老师在我们遇到困难时，给予我们的建议与鼓励。课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。