毕业设计任务书实习报告大学生毕业实习报告.doc
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1、聊城职业技术学院毕业设计任务书系 别 计算机系 班 级 06电子信息 姓 名 丽娜 学 号毕业设计写作指导须知一、 毕业设计选题要符合专业培养目标的要求。论文(任务书)写作要做到论点明确、论据充分,说明透彻,语言准确恰当,书面整洁、字迹工整,图纸应清晰、工整,符合设计要求,符合国家有关标准和部分标准。字数、图纸数量符合学院的有关要求。并在规定的时间完成。二、 答辩过程中学生要严肃认真,文明礼貌,谦虚谨慎,认真回答答辩主持人、委员等提出的问题。三、 填报有关表格时,应按项目要求逐项填实、填全、填清。学号丽娜学 制三年专业电子信息工程技术年级06电子信息教学班负责人清虎地市省聊城市聊城职业技术学院
2、教学班06电子信息设计题目单片机多功能电子时钟指导教师清虎职务或职称助教一、 毕业设计的任务和具体要求:在智能化仪器仪表中,控制核心均为微处理器,而单片机以其高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠而得到广泛应用,是设计智能化仪器仪表的首选微控制器,单片机结合简单的接口电路即可构成电子钟,它可广泛应用于工业、农业、日常生活等领域,与传统钟表相比较,它具有高精度、高可靠性、操作方便、价格便宜、智能化等特点,是钟表的一个发展方向,具有一定的实用价值。1.本课题任务如下:设计一个具有特定功能的电子钟,系统以AT89S5单片机为控制核心,结合外部电路完成电子钟的功能。该电子钟上电或按键复位后能自动显
3、示系统提示符“00:00:00”, 进入时钟准备状态;按下电子钟启动键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;按下电子钟调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动键再次进入时钟运行状态2、本课题要求如下:(1)在AT89S5的P1口和P2口外接由六个LED数码管(LED5LED0)构成的显示器,用P1口作LED的段码输出口(P1.0P1.6对应于LED的ag),P2.5P2.0作LED的位控输出线(P2.5P2.0对应于LED5LED0),P3口外接四个按键A、B、C、D(对应于P3.2P3.5)。(2)、利用六个LED显示当前时间。(3)、四个
4、按键的功能:D键用于电子钟启动;A键用于调时,围0-23,0为24点,每按一次时加1;B键用于调分,围0-59,0 为60分,每按一次分加1;C键用于调秒, 围0-59,0为60秒,每按一次秒加1。(4)、单片机采用AT89S52,fosc=12MHZ。(5)、电子钟供电电源电路的设计。(6)、电子钟时钟电路,复位电路的设计。(7)、编写系统监控程序、键扫子程序、显示子程序与其它所需子程序、功能程序和中断服务程序。(8)、计算机输出课程设计说明书一份。 (9)、设计时间:二周(10)、制作电子钟实物。二、 毕业设计说明书应包含的容:1、课程设计说明书封面;2、课程设计任务书封面与课程设计任务书
5、;3、前言;4、课程设计说明书目录;5、电子钟功能说明与总体方案介绍;6、详细介绍电子钟的工作原理;7、绘制电子钟整机电路框图、整机电路原理图、电源电路原理图与PCB图各1份;8、列出电子钟元器件清单;9、详细介绍电子钟单元电路工作原理(包括电源电路、时钟电路、复位电路、键盘/显示接口电路与所用主要芯片);10、单片机硬件资源的使用分配情况;11、画出电子钟软件系统监控程序、各子程序、中断服务程序与各功能程序的流程框图;12、列出电子钟软件系统程序清单;13、写出电子钟的使用说明;14、设计体会,谈谈本设计的重点、难点与精妙之处,是否存在不足之点与改进意见;15、提出单片机技术课程教学建议;1
6、6、参考资料。三、 毕业设计应完成的图纸:四、其他要求:无五、毕业设计的期限: 自 1 月 1 日至 2009 年 2 月 1 日六、毕业设计(论文)进度计划:起 至 日 期工 作 容备 注2009.01.012009.01.07 2009.01.082009.01.142009.01.152009.01.22 2009.01.232009.02.01电子时钟电源电路设计单片机最小系统 电子时钟显示电路电子时钟按键电路原理图原理图,实物制作原理图,实物制作原理图,实物制作原理图,实物制作参考文献、资料表文献、资料名称编 著 者出 版 单 位电子CAD-Protel电路设计Protel 99SE
7、高级应用单片机实用技术单片机原理与应用技术单片机应用系统设计与实践MCS-51单片机原理与接口技术单片机应用技术M华东伟 颖 晶高江力景初马家辰守义清华大学人民邮电清华大学清华大学航空航天大学。工业大学。电子科技大学此表由学生填写所参考的文献、资料前言电子科技日新月异,人们对现代电子设备的智能化和微型化与其精度提出了更高的要求,而单片机因其具有稳定可靠、 体积小、 价格低廉等特点,成为设计智能化仪器仪表的首选微控制器,因此本次我们没有选用传统的专用的时钟芯片,而是采用了AT89S5芯片,此款单片机可以使用软件对其进行在线编程,其灵活性和可靠性都相对提高。通过此次实物制作,增强了我们的动手能力,
8、把理论与实践融合在一起。同时,也进一步加深了对单片机的硬件结构的理解和巩固,编程能力也得到了提高。在此将电子钟制作过程中用到的知识进行了一些总结,并记录了遇到的问题,希望自己今后能注意,并且能够全方位的提高自己。同时也希望能成为读者的参考资料,能帮助读者避免出现一样的问题,并能从中得到一些启发。在此要感老师对我的指导和我同学对我的帮助,感同组人的合作与互相鼓励。由于本人水平有限,书中的错漏在所难免,恳请读者批评指正。目 录1 多功能电子表说明与总体方案介绍1.1 多功能电子表计时方案1.2 多功能电子表键盘/显示方案2 电子钟的工作原理3 多功能电子表原理框图、原理图与PCB图3.1 多功能电
9、子表原理框图3.2 多功能电子表整机原理图3.3 多功能电子表电路PCB图4 多功能电子表元器件清单5 多功能电子表单元电路工作原理与芯片5.1 电源电路工作原理5.2 时钟电路工作原理5.3 复位电路工作原理5.4 键盘电路工作原理5.5 显示器工作原理5.6 AT89S51芯片5.7 74LS244芯片5.8 S8550PNP三极管5.9 四位一体数码管6 单片机硬件资源分配7 程序流程图8 电子钟程序清单9 误差分析10 电子钟使用说明11 设计体会12 教学意见13 参考资料1 多功能电子表说明与总体方案介绍本次设计电子钟系统功能简单,用单片机的最小系统就能得以实现。而单片机的最小系统
10、设计中实际上最重要的就是对键盘/显示器接口电路的设计,由于系统功能不同所以要求就不同,接口设计也就不同。对一个键盘/显示器接口设计应从整个系统出发,综合考虑软、硬件特点。下面是本人在设计前对各种设计方案的考虑:1.1 多功能电子表计时方案方案一:采用实时时钟芯片实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能,计时数据的更新每秒自动进行一次,不需程序干预。计算机可通过中断或查询方式读取计时数据进行显示,因此计时功能的实现无需占用CPU的时间,程序简单。此外,实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源,具备永不停止的计时功能;具有可编程方波输出功能,可用做实时测控系统的采样信号等;有的实时
11、时钟芯片部还带有非易失性RAM,可用来存放需长期保存但有时也需变更的数据。由于功能完善,精度高,软件程序设计相对简单,且计时不占用CPU时间,因此,在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。方案二: 软件控制。利用单片机部的定时/计数器进行中断定时,配合软件延时实现时、分、秒的计时与秒表计时。该方案节省硬件成本,且能使设计者对单片机的指令系统能有更深入的了解,从而掌握单片机应用技术MCS-51汇编语言程序设计方法,因此,本系统设计采用此种软件控制方法来实现计时。而由于ATMEL公司的AT89S51单片机是低功耗的具有4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51
12、系列单片机的指令系和引脚兼容。片的Flash可允许在线重新编程,也可使用通用非易失性存储器编程。它将通用CPU和在线可编程Flash集成在一个芯片上,形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能价格比的微控制器。它的功能强大,而且也较容易购买,故本设计中所选的单片机为AT89S51单片机。1.2 多功能电子表键盘/显示方案方案一: 8279扩展。该方案方框图如图1.2.1所示,8279是一种可编程的键盘/显示接口专用芯片,它含有键盘输入和显示输出两种功能,键扫描程序和动态显示程序全由8279硬件自动完成,此种方案能以比较简单的硬件 电路和较少的软件开销实现单片机与键盘、LED显示器的接口。方案二:
13、8155扩展,LED动态显示。 该方案方框图如图1.2.2所示,8155是一块可编程的接口芯片,与单片机的接口非常简单,它的键盘、显示共用一个接口电路,可节省I/O口。但动态扫描方式需占用CPU较多的时间,在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。方案三: 串口扩展,LED静态显示。该方案方框图如图1.2.3所示,独立式键盘配置灵活,软件结构简单,按键较多时不宜采用。静态显示占用口资源少,采用串口传输实现静态显示, LED数码管与单片机之间通过6个移位寄存器相连,显示亮度有保证,但此方案的硬件开销大,电路复杂,信息刷新速度慢,比较适用于并行口资源较少的场合。方案四: 独立式按键,LED动态
14、显示。 该方案方框图如图1.2.4所示,独立式按键直接与单片机I/O口相连构成键盘,每个按键不会相互影响,因本系统用到的按键比较少,采用独立式键盘不会浪费I/O口线,所以本系统采用独立式键盘。动态显示的亮度虽然不如静态显示,但其硬件电路较简单,可节省硬件成本,虽然动态扫描需占用CPU较多的时间,但本系统中的单片机没有很多实时测控任务,因此,本系统采用此种方案。 2 多功能电子表的工作原理本设计中的电子钟的核心是AT89S5单片机,其部带有4KB在线可编程Flash存储器的单片机,无须外扩程序存储器,硬件电路主要由四部分构成:时钟电路,复位电路,键盘以与显示电路。时钟电路是电子表硬件电路的核心,
15、没有时钟电路,电子表将无常工作计时。本系统时钟电路采用的晶振的频率为12MHz,定时器采用的是定时器0工作在方式1定时,用于实现时、分、秒的计时,定时时间为62.5ms。复位电路可使电子表恢复到初始状态。键盘可对电子表进行开启、停止,还能实现时、分、秒的显示与设定等操作。显示电路由两个共阳级4位一体LED数码管构成,它的段控端和位控端通过74LS244与其S8550PNP型号三极管与AT89S51单片机的I/O口相连,显示器可使电子表显示出时、分、秒。 多功能电子表的计时原理为:上电后,电子表显示P.提示符,按下A键后,电子表从00:00:00开始计时。当定时器0的定时时间满62.5ms后,定
16、时器0溢出一次,溢出满16次后,电子表的秒加1,满60秒后,分加1,满60分后,时加1,满24时后,电子表重新从00:00:00开始计时。3 多功能电子表原理方框图、原理图与PCB图3.1 多功能电子表原理方框图多功能电子表整机电路方框图如图3.13.2 多功能电子表电路原理图3.2.1多功能电子表电源电路原理图直流稳压电源电路原理图如图3.2所示3.2.2 多功能电子表整机电路原理3.3 多功能电子表电路PCB图3.3.1 多功能电子表电源电路PCB图电源电路PCB图如图3.4所示3.3.2 多功能电子表整机电路PCB图多功能电子表整机电路PCB图如图3.5所示3.5整机PCB图4 多功能电
17、子表元器件清单多功能电子表电路所有元器件清单如表4.1所示表4.1 多功能电子表元器件清单1元件名称封装形式元件号LED数码管(共阳极)DIP-12D1LED数码管(共阳极)DIP-12D2510电阻AXIAL0.4R1510电阻AXIAL0.4R2510电阻AXIAL0.4R3510电阻AXIAL0.4R4510电阻AXIAL0.4R5510电阻AXIAL0.4R6510电阻AXIAL0.4R7510电阻AXIAL0.4R81K电阻AXIAL0.4R9200电阻AXIAL0.4R104.7K电阻AXIAL0.4R114.7K电阻AXIAL0.4R124.7K电阻AXIAL0.4R134.7K
18、电阻AXIAL0.4R144.7K电阻AXIAL0.4R154.7K电阻AXIAL0.4R164.7K电阻AXIAL0.4R174.7K电阻AXIAL0.4R18电源插座UINDIANYUAN74LS244芯片DIP-20A1S8550PNP三极管TO-585501S8550PNP三极管TO-585502S8550PNP三极管TO-585503S8550PNP三极管TO-585504S8550PNP三极管TO-585505S8550PNP三极管TO-585506轻触开关ADIP04A轻触开关BDIP04B轻触开关CDIP04C轻触开关DDIP04D轻触开关DIP04S512M晶振XTAL1Y1
19、33pF电容RAD0.2C133pF电容RAD0.2C222F电容RB.2/.4C37805芯片TO-220U10.33F电容RAD0.2C10.1F电容RAD0.2C2220F电容RB.2/.4C3220F电容RB.2/.4C4桥式整流DIP-04D2二极管DIODE0.4D111V变压器DIP-5TR扩展插针SIP08J0扩展插针SIP08J15 多功能电子表单元电路工作原理介绍5.1 电源电路工作原理 图5.1所示为集成直流稳压电源电路的原理图,本电源电路是由集成稳压器构成的。电路可分成三部分:电源变压器部分、整流滤波部分和稳压部分。变压器原边为工频交流220V电压,经过变压后,变压器副
20、边的电压变为交流11V,11V交流电压经过桥式整流电路整流后变为直流10V电压,直流10V电压作为CW7805的输入电压,CW7805输出+5V电压。图中D2为整流桥,它由四个整流二极管接成电桥形式。C3为滤波电容,C1用于抵消输入端较长接线的电感效应,以防止自激振荡,还可抑制电源的高频脉冲干扰。一般取0.11F。CW7805为三端固定输出集成稳压器,其输入和输出电压都为固定值,它的输入电压为+10V,输出电压为+5V。C2和C4用以改善负载的瞬态响应,消除电路的高频噪声,同时也具有消振作用。5.2 时钟电路工作原理 图5.2所示为时钟电路原理图,在AT89S51芯片部有一个高增益反相放大器,
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