单片机课程设计数字电子钟[修改好的]bnee.docx

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1、单片机技技术课程程设计说说明书 数 字字 电 子 钟钟院 、 部： 电气与与信息工工程学院院 学生姓名名：郭红红满指导教师师： 王韧 职称称 副副教授 专 业：通信工工程班 级： 111022完成时间间：20013-122-200摘 要要电子钟在在生活中中应用非非常广泛泛，而一一种简单单方便的的数字电电子钟则则更能受受到人们们的欢迎迎。所以以设计一一个简易易数字电电子钟很很有必要要。本电电子钟采采用ATTMELL公司的的AT889S552单片片机为核核心，使使用122MHzz 晶振振与单片片机ATT89SS52 相连接接,通过过软件编编程的方方法实现现以244小时为为一个周周期，同同时8位位7

2、段LLED数数码管(两个四四位一体体数码管管)显示示小时、分分钟和秒秒的要求求,并在在计时过过程中具具有定时时功能，当当时间到到达提前前定好的的时间进进行蜂鸣鸣报时。该该电子钟钟设有四四个按键键K1、KK2、KK3和KK4键,进行相相应的操操作就可可实现校校时、定定时、复复位功能能。具有有时间显显示、整整点报时时、校正正等功能能。走时时准确、显显示直观观、运行行稳定等等优点。具具有极高高的推广广应用价价值。关键词电电子钟；AT889S552；硬硬件设计计；软件件设计ABSTTRACCTClocckiss wiidelly uuseddin liffe, andd asimmpleediggit

3、aalcllockkismoorewwelccomeedbyy peeoplle. Sotoo deesiggn aasimmpleediggitaal eelecctroonicc cllockkis neccesssaryy.Thhe ssysttem usee a sinnglee chhip AT889S552 oof AATMEELs aas iits corre tto cconttroll Thhe ccrysstall osscilllattor cloock,usiing of E-112MHHZ iis cconnnectted witth tthe miccroccont

4、trolllerr ATT89SS52, thhrouugh thee sooftwwaree prrogrrammmingg meethood tto aachiievee a 24-houur ccyclle, andd eiightt 7-seggmennt LLED diggitaal ttubee (ttwo fouur iin oone diggitaal ttubee) ddispplayys hhourrs, minnutees aand seccondds rrequuireemennts, annd iin tthe timme ccourrse of a ttimiing

5、 funnctiion, whhen thee tiime arrriveed aaheaad oof sscheedulled timme tto bbuzzz a goood ttimeekeeepinng. Thee cllockk haas ffourr buuttoons K1, K22, KK3 aand K4 keyy, aand makke tthe appproppriaate acttionn caan bbe aachiieveed wwhenn thhe sschoool, tiiminng, resset. Wiith a ttimee diispllay, alla

6、rmm cllockk seettiingss, ttimeer ffuncctioon, corrrecctivve aactiion. Acccurratee trraveel ttimee, ddispplayy annd iintuuitiive, prreciisioon, staabillityy, aand so on.Witth aa hiigh apppliccatiion vallue.显示对应应的拉丁丁字符的的拼音字典 - 查看看字典详详细内容容 Keyy woordssEleectrroniic cclocck；AAT899S522；Haardwwaree Deesig

7、gn；SSofttwarre DDesiign目 录录1 设计课题题任务、功功能要求求说明及及方案介介绍11.1 设计课题题任务11.2 功能要求求说明11.3 设计总体体方案介介绍及原原理说明明12 设计课题题硬件系系统的设设计222.1 设计课题题硬件系系统各模模块功能能简要介介绍22.2 设计课题题电路原原理图和和PCBB图以及及元器件件布局22.3 设计课题题元器件件清单23 设计课题题软件系系统的设设计333.1 设计课题题使用单单片机资资源的情情况33.2 设计课题题软件系系统各模模块功能能简要介介绍33.3 设计课题题软件系系统程序序流程框框图33.4 设计课题题软件系系统程序序

8、清单64 设计结论论、仿真真结果、误误差分析析、教学学建议74.1 设计课题题的设计计结论及及使用说说明74.2 设计课题题的仿真真结果74.3 设计课题题的误差差分析84.4 设计体会会84.5 教学建议议8结束语9致 谢10参考文献献 111附录 AA 112附录 BB 113附录 CC 114附录 DD 115附录 EE 1161 设设计课题题任务、功功能要求求说明及及方案介介绍1.1 设计计课题任任务设计一个个具有特特定功能能的电子子钟。并并有时间间设定，时时间调整整功能。1.2 功能能要求说说明设计一个个具有特特定功能能的电子子钟。该该电子钟钟上电或或按键复复位后能能自动显显示系统统

9、提示符符“P.”， 进进入时钟钟准备状状态；第第一次按按电子钟钟启动/调整键键，电子子钟从00时0分分0秒开开始运行行，进入入时钟运运行状态态；再次次按电子子钟启动动/调整整键，则则电子钟钟进入时时钟调整整状态，此此时可利利用各调调整键调调整时间间，调整整结束后后可按启启动/调调整键再再次进入入时钟运运行状态态。1.3 设计计课题总总体方案案介绍及及工作原原理说明明本电子钟钟主要由由单片机机、4*1独立立键盘、显显示接口口电路和和复位电电路构成成，设计计课题的的总体方方案如图图1.11所示： 图1.11 总总体设计计方案图图本电子钟钟的所有的的软件、参参数均存存放在AAT899S522的内部R

10、OOM和内内部RAAM中，减减少了芯芯片的使使用数量量简化了了整体电电路也降降低了整整机的工工作电流流。键盘盘采用动动态扫描描方式。利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程形成数字钟效果，再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据，同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态，实现不同功能。2 设设计课题题硬件系系统的设设计2.1 设计课题题硬件系系统各模模块功能能简要介介绍硬件系统统主要采采用以下下基本模模块来实实现，单单片机最最小系统统模块、输输入模块块、输出出模块、电电源模块块。（1）单单片机最最小系统统模块：包括低低功耗、高高性能CCMOSS8位微微控制器器AT889S5

11、52；复复位电路路；晶振振电路。本本模块AAT899S522系统控控制核心心，单片片机系统统复位由由复位电电路完成成，单片片机内部部有一个个高增益益、反相相放大器器，其输输入端为为芯片引引脚XTTAL11，其输输出端位位位引脚脚XTAAL2。通通过这两两个引脚脚在芯片片外并接接石英晶晶体振荡荡器和两两只电容容。这样样就构成成一个稳稳定的自自激振荡荡器。 （2）输输入模块块：本模模块共用用到了55个按键键，其中中1个复复位键，接接通电源源后，利利用按键键复位完完成复位位操作。，KK1键控控制电子子钟的启启动调调整状态态，做正正常走时时状态时时K2为为电子钟钟时调整整键，KK3为电电子钟分分调整键

12、键，K44键为电电子钟秒秒调整键键，当作作为闹钟钟调整状状态时KK4键为为闹钟启启动/关关闭，KK2为闹闹钟时调调整键，KK3为闹闹钟分调调整键。KK1、KK2、KK3，KK4任一一键都独独自连一一个I/O（PP1.00、P11.1、PP1.22）口线线，说明明它们可可以独立立实现相相应的电电子钟功功能。（3）输输出模块块：本次次设计显显示为88位字符符，采用用两个四四位一体体数码管管（共阳阳极）作作为显示示窗口。数码管管用8个个PNPP三极管管驱动。（4）电电源模块块：本次次直接购购买了市市场上由由PC机机的USSB口直直接供电电的编辑辑器2.2 设计课题题电路原原理图、PPCB图图、元器器

13、件布局局图2.2.1 电路原原理图见附录AA所示。2.2.2 PCBB图 见附录录B所示示。2.2,3 元器件件布局图图 见附录录C所示示。2.3 设计课题题元器件件清单见附录DD所示。3 设设计课题题软件系系统的设设计3.1 设计计课题使使用单片片机资源源的情况况设计课题题使用单单片机资资源的情情况如下下：P0口输输出数码码管段控控信号，PP2口输输出数码码管位控控信号；晶振112MHHz；时时间调整整开关键键K1：P1.0；通通过K11切换电电子钟走走时/暂暂停；时时调整键键K2：P1.1；按按一次使使电子钟钟时加11；分调调整键KK3：PP1.22；按一一次使电电子钟分分加1;秒调整整键

14、K44:P11.3按按一次使使电子钟钟秒加11/闹钟钟开启或或关闭；蜂鸣器器接：PP3.11；整点点和闹钟钟时间到到时蜂鸣鸣器报时时；288H-336H；9个寄寄存器单单元作为为显示单单元； 28H 闹铃小小时缓冲冲区；229H闹闹铃分钟钟缓冲区区；30H 位选通通控制位位； 31HH 显示示位数计计数器；32H 走时小小时缓冲冲区；333H 走时分分钟缓冲冲区；34H走走时秒缓缓冲区； 35HH 定时时器中断断次数计计数器；36H显显示缓冲冲区首地地址；3.2 设计课题题软件系系统个模模块功能能简要介介绍 本设计计的软件件系统主主要采用用以下基基本模块块来实现现，主程程序、中中断服务务程序、

15、键键盘输入入程序模模块、数数码管及及其驱动动模块和和延时模模块。主程序：主要是是用于对对输入信信号的处处理、输输出信号号的控制制和对各各个功能能程序模模块的运运用及其其控制。中断服务务程序：主要是是用于电电子钟的的准确运运行、数数据输入入过程中中的闪烁烁。键盘输入入程序模模块：主主要是用用于确定定按键并并得到特特定的键键码值。数码管及及其驱动动模块：主要是是用于驱驱动数码码管及利利用数码码管显示示时间。延时模块块：程序序中有两两种延时时子程序序，一种种是短延延时用于于判键按按下等，一一种是长长延时。3.3 设计计课题软软件系统统程序流流程框图图系统软件件采用汇汇编语言言按模块块化方式式进行设设

16、计,然然后通过过Keiil软件件开发平平台将程程序转变成成十六进进制程序序语言，接接着使用用Prooteoous 进行仿仿真，读读出显示示数据。图3.11 主主程序流流程框图图图3.22 定定时器初初始化子子程序流流程框图图 图3.3 转换子子程序图3.44动态显显示子程程序 图3.5定时时器1中中断服务务程序 图图3.66 按键键处理子子程序流流程框图图3.4设设计课题题软件系系统程序序清单 要求：.显示示系统提提示符“P.” .定义义5个功功能键：分别是是复位键键，启动动/暂停停键，时时调整键键，分调调整键，秒秒调整键键 .在系系统提示示符状态态下，只只有按启启动键/暂停键键才能开开启电子

17、子钟 .在电电子钟运运行状态态下，只只有按启启动键/暂停键键才能调调整电子子钟电路描述述：P00口为数数码管段段控口，PP2口为为数码管管位控口口，蜂鸣鸣器接PP3.11口，LLED灯灯接P33.7口口系统程序序见附录录E4 设设计结论论、仿真真结果、误误差分析析4.1 设计计课题的的设计结结论及使使用说明明本设计为为单片机机的电子子钟的设设计。设设计中问问题很多多，比如如电路板板的制作作和电路路的设计计，但是是经过查查找和实实验制作作出了该该设计，真真的经历历了许多多困难，却却积累了了很多宝宝贵的经经验，本本设计用用2个四四位一体体的共阳阳数码管管做为显显示器，它它显示时时间值；设计中中有三

18、个个按键，其其中S11为启动动/选择择调整位位置，SS2为加加控制键键 S33为减控控制键，当当整点时时间到时时，蜂鸣鸣器报警警。这样样的结果果与设计计要求完完全相符符，本设设计成功功。完成成了设计计任务。4.2 设计计课题的的仿真结结果在Prooteuus IISISS的Deebugg菜单中中选择EExeccutee，运行行程序，系系统仿真真结果如如图4.1与44.2所所示。实现功能能：可调整运运行的电电子钟具具有三种种工作状状态：“P.”状态，运运行状态态，走时时调整状状态，闹闹钟调整整状态。（1）、“P.”状态:依靠上电或按复位键进入，在此状态下，按K2,K3,K4键均无效，按K1键有效

19、，进入运行状态。（2）、运运行状态态:在此此状态下下，按KK2,KK3键均均无效，只只有按KK1,KK4键有有效，按按下K11键后，退退出运行行状态，进进入调整整状态。（3）、调调整状态态:按KK1键进进入在此此状态下下，按KK2（时时+1键键）、KK3（分分+1键键），KK4（秒秒+1键键）键均均有效；调整结结束后必必须按KK1键，即即可退出出调整状状态，进进入运行行状态。（4）、闹闹钟调整整状态:闹钟走走时状态态下按KK4键进进入，在在此状态态下，按按K2（时时+1键）、KK3（分分+1键键），键键均有效效；调整整结束后后必须按按K4键键，即可可退出闹闹钟调整整状态，进进入运行行状态。时间

20、显示示格式为为：时-分-秒秒；图4.11 “P.”运行状状态仿真真图4.22 时时钟运行行状态仿仿真4.3 设计计课题的的误差分分析本设计存存在相对对的误差差，误差差的产生有有几种情情况，第一是采采用的计计时方案案是软件件计时的的，计时时优势利利用中断断来实现现，而当电电子钟运运行时间间1秒时时，又得得去执行行中断程程序，这这个过程程是需要要时间的的，所以以就产生生了一定定的误差差；第二二还有硬硬件系统统也有一一定的影影响；第三，用用到122MHzz的晶振振，计算算是满220次为为一秒钟钟，所以以实际会会慢很多多。4.4 设计计体会通过本次次课程设设计，加加深了我我对专业业的认识识，知道道了自

21、己己的许多多不足，使我深深深的感感受到了了理论和和实际动动手能力力的重要要性。在在我们的的学习过过程中，我我们应当当加强理理论的基基础，彻彻底了解解程序的的结构和和含义，同时加加强自己己的动手手能力，只有这这样才能能学好这这门课程程。4.5 教学建建议通过对这这门课程程学习，了了解了单单片机的的许多知知识，尤尤其是在在王韧老老师的教教学过程程中，你你的幽默默的教学学方式让让课堂气气氛很活活跃，授授课内容容条理清清晰，经经常运用用各种实实例，给给人印象象深刻。王王老师您您在课堂堂上经常常会用一一些亲身身实践的的经验为为例，既既生动，又又有趣。但是对于不同的学生老师您可以有不同的规格，有的学生以后

22、不一定有专业对口的工作，也对这门专业没兴趣的话，老师您的严格要求可能只会有反效果，所以老师您适当放宽要求即能加深同学的认识也能培养学生的积极性。结束语单片机是是一门比比较难学学的课程程，相对对来说,单片机机的课设设也是不不容易做做的。通通过此次次课程设设计，使使我更加加扎实的的掌握了了有关单单片机方方面的知知识，在在设计过过程中虽虽然遇到到了一些些问题，但但经过一一次又一一次的思思考，一一遍又一一遍的检检查终于于找出了了原因所所在，也也暴露出出了前期期我在这这方面的的知识欠欠缺和经经验不足足。在此此课程设设计过程程中，我我不仅可可以学到到了很多多在书本本上所没没有学到到过的知知识，同同时还巩巩

23、固了以以前所学学过的知知识。通通过这次次课程设设计。我我深刻体体会到实实际动手手操作与与书本理理论知识识有很大大的反差差，只有有理论知知识是远远远不够够的，只只有把所所学的理理论知识识与实践践相结合合起来，从从理论中中得出结结论，从从而提高高自己的的实际动动手能力力和独立立思考的的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。致 谢谢通过不断断努力，终终于完成成了此次次单片机机的课程程设计。在在此，首首先感谢谢王韧老老师，正正是他在在万忙之之中还抽抽出宝贵贵的时间间对我们们进行精精心的指指导，才才使我顺顺利完成成了此次次单片机机课程设设计。同同时也感感谢各位位同

24、学和和老师对对我提供供的帮助助。使我我在此次次设计中中学到了了许多宝宝贵的知知识和经经验。在在此，衷衷心地感感谢你们们！参考文献献1 邓红.张越.单片机机实验与与应用设设计教程程M.北京京：冶金金工业出出版社，220044.5 1888-19951. ZhhanggYuee DeengGGongg. SSCM expperiimennt aand apppliccatiion dessignn tuutorriall MM. Beiijinng: mettalllurggicaal iinduustrry ppresss, 20004.55 1888-11952 李广第第.单片片机基础础M.北

25、京京：北京京航空航航天大学学出版社社，20006.7. 1-22602 LiGGuanng ffirsst. Sinnglee chhip miccroccompputeer bbaseed M. Beeijiing: Beeijiing uniiverrsitty oof aaeroonauuticcs &asttronnautticss prresss, 220066.7. 1-26003 刘建清清.轻松松玩转551单片片机MM.北北京：北北京航空空航天大大学出版版社，220111.3. 1866-20083 LiuuJiaanQiing. Eaasy plaay 551 SSCM M.

26、BBeijjingg: BBeijjingg unniveersiity of aerronaautiics &asstroonauuticcs ppresss, 20111.33 1886-2208附录A附录B附录C附录D表1元器器件清单单名称数量参数电阻4个1K电阻8个470电阻1个200下载口1个USB电电源插座座1个蜂鸣器1个按键10个三极管1个90122USB供供电线1根晶振1个12MHHz瓷片电容容2个33pff电解电容容2个22FF单排插针针2个40P发光二极极管9个六角开关关1个AT899S522单片机机1个40PAT899S522芯片锁锁紧座1个40P四位一体体共阳数数码管2

27、个四位一体体数码管管插座1个40P74HCC57331个20P74HCC5733芯片插插座1个20P排阻4个10K排阻1个470短路冒4个附录E;= 程序序定义段段;= ALLARMM BITT 220H.0 K11 BITT PP1.00 KK2 BIIT P1.1 KK3 BIIT P1.2 KK4 BIIT P1.3 HOOUR_A EQUU 228H MIIN_AA EQUU 229H DDISPP_DIIGITT EQQU 30HH DDISPP_SEEL EQQU 31HH HHOURR EQQU 32HH MMIN EQQU 33HH SSEC EQQU 34HH TT1_CCO

28、UNNT EQQU 35HH DDISPP_BUUF EQQU 36HH;=; 主程序序开始;= OORG 00000HHLOOPP: MMOV P00, #0CCH MMOV P22, #7FFH JBB P1.0, LOOOP LCCALLL DELLAY_10mms JBB P1.0, LLOOPP JNNB P1.0, $ LLJMPP MAAIN OORG 0000BHH LLJMPP TIIME00 OORG 0001BHH LLJMPP TIIME11 OORG 01100HHMAINN: MMOV SPP, #700H MMOV P00, #0FFFHMOV P22, #0FF

29、FHCLR ALLARMMMOV HOOUR_A, #122 MOVV MMIN_A, #000MOV HOOUR, #0MOV MIIN, #0MOV SEEC, #0MOV T11_COOUNTT, #0MOV DIISP_DIGGIT,#7FFHMOV DIISP_SELL, #0MOV DIISP_BUFF+2,#100MOV DIISP_BUFF+5,#100ACALLL T00T1_INIITSTARRT: ACCALLL CONNV AACALLL ALLA_CCHECCK JJB K11, K1_NEXXTACALLL LIIGHTTACALLL KEEY_PPROCCAJMP

30、P STTARTTK1_NNEXTT: JJB K22, K2_NEXXTAJMPP STTARTTK2_NNEXTT: JB KK3, K33_NEEXT AJMMP SSTARRTK3_NNEXTT: JB KK4, K44_NEEXT ACAALL LLIGHHTACALLL ALLARMM_SEET CPLL AALARRMJNB ALLARMM, STOOP_BBEEPPACALLL LIIGHTTACALLL LIIGHTTACALLL LIIGHTTAJMPP STTARTTSTOPP_BEEEP:ACAALL LLIGHHTK4_NNEXTT: AJMMP SSTARRT;=;

31、 定时器器T0.T1初初始化子子程序;=T0T11_INNIT:MOVV TTMODD, #111H MOVV TTH0, #00F8HHMOV TLL0, #0CCCHMOV THH1, #0DDCHMOV TLL1, #000HSETBB EAASETBB ETT0SETBB ETT1SETBB TRR0SETBB TRR1RET;=; 走时转转换子程程序;=CONVV: MOVV AA, HOOURMOV B, #100 DDIV ABB MMOV DIISP_BUFF, A MMOV A, B MMOV DIISP_BUFF+1,A MMOV A, MINN MMOV B, #100

32、DDIV ABB MMOV DIISP_BUFF+3,A MMOV A, B MMOV DIISP_BUFF+4,A MMOV A, SECC MMOV B, #100 DDIV ABB MMOV DIISP_BUFF+6,A MMOV A, B MMOV DIISP_BUFF+7,A RRET;=; 定时器器T0中中断服务务程序，用用于数码码管扫描描;=TIMEE0: PUSSH AACC PUSSH PPSW MMOV THH0, #0FF8H MMOV TLL0, #0CCCH AACALLL DIISP PPOP PSSW PPOP ACCC RRETII;=; 显示子子程序;=DISPP: MOVV PP2, #00FFHH MOVV AA, #DDISPP_BUUF AADD A, DISSP_SSEL MMOV R00, A MMOV A, R00 MMOV DPPTR, #TAAB MMOVCC A, A+DPTTR MMOV P00, A MMOV P22, DISSP_DDIGIIT MMOV A, DISSP_DDIGIIT