單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)

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1、 本文由xujianwei10086貢獻(xiàn) doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 摘要 電子鐘在日常生活中最常見(jiàn)，應(yīng)用也最廣泛。作為一種定時(shí)工具被廣泛的使用在 生產(chǎn)生活的各方面。人類最初依靠太陽(yáng)的角度來(lái)進(jìn)行定時(shí)，所以受天氣的影響比 較大，為了克服依靠自然現(xiàn)象定時(shí)的缺點(diǎn)人們發(fā)明的機(jī)器鐘表，電子鐘表一系列 的定時(shí)工具。而電子鐘表具有價(jià)格便宜，質(zhì)量輕，定時(shí)誤差小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的 應(yīng)用在生產(chǎn)，生活的各個(gè)方面。由于電子鐘的能提供精確定時(shí)又被廣泛的運(yùn)用在 測(cè)量之中。此電子鐘采用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，8 段數(shù)碼通過(guò)單片機(jī)進(jìn)

2、行刷新顯示。 其設(shè)計(jì)的產(chǎn)品除了單片機(jī)之外沒(méi)有用到其他集成塊，使其成本可以大大降低，而 其便于維修。成品可以被廣泛的用于公共場(chǎng)所，匾額裝飾，以及教學(xué)等方面。本 文主要就是設(shè)計(jì)一款數(shù)字鐘， AT89C51 單片機(jī)為核心， 以 配備 LED 顯示模塊、 鍵盤(pán)輸入模塊、 等功能模塊。數(shù)字鐘采用 24 小時(shí)制方式顯示時(shí)間，定時(shí)信息以及年月日顯示等功能。 文章的核心主要從硬件設(shè)計(jì)和軟件編程兩個(gè)大的方面。 1 目錄 摘要…… 1 1 設(shè)計(jì)要求及方案確定…… 3 1.1 設(shè)計(jì)要求 …… 3 1.2 方案確定…… 3 2 硬件電路設(shè)計(jì)及描述…… 3 2．1 確定元器件的型

3、號(hào)及參數(shù) …… 3 2.1.1 單片機(jī)的選擇…… 3 2.1.2 AT89C51 單片機(jī)的介紹 …… 5 2.1.3 LED 數(shù)碼管顯示模塊 …… 7 2.1.4 鍵盤(pán)輸入模塊…… 8 2.1.5 鬧鈴模塊…… 8 2.1.6 電源電路…… 8 2.1.7 蜂鳴器的介紹…… 9 2.2 硬件電路圖 …… 10 3 軟件設(shè)計(jì)…… 10 3.1 程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …… 10 3.1.1 程序結(jié)構(gòu)…… 10 3.1.2 主要程序模塊清單…… 11 3.2 程序 …… 14 4 參考文獻(xiàn) …… 17 結(jié)束語(yǔ)…… 18 2 1 1.1 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)要求及方案確定

4、 利用單片機(jī)設(shè)計(jì)制作具有下列功能的數(shù)字鐘： ① 自動(dòng)計(jì)時(shí)，由 6 位 LED 顯示器顯示時(shí)、分和秒 ② 具備調(diào)整功能，可以直接由 0～9 數(shù)字鍵設(shè)置當(dāng)前時(shí)間； ③ 具備定時(shí)鬧鐘功能。 1.2 方案確定 數(shù)字鐘電路由單片機(jī)、鍵盤(pán)輸入、時(shí)鐘顯示模塊及鬧鈴模塊組成。 單片機(jī)選用 AT89C51 即可滿足要求。 鍵盤(pán)及顯示模塊采用 8155 芯片擴(kuò)展如原理圖，鍵盤(pán)輸入電路采用 4×3 鍵盤(pán)， 包括 0～9 共 10 個(gè)數(shù)字鍵（鍵號(hào)為 00H～09H）、C/R 鍵（時(shí)間設(shè)定/啟動(dòng)計(jì)時(shí)鍵， 鍵號(hào)為 0AH）和 ALM 鍵（鬧鐘設(shè)置/啟鬧/停鬧，鍵號(hào)為 0BH）。LED 數(shù)碼管顯示

5、 電路： 采用共陰極數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘顯示， 位 LED 從左到右依次顯示時(shí)、 6 分和秒， 采用 24 小時(shí)計(jì)時(shí)。 2 2．1 硬件電路設(shè)計(jì)及描述 確定元器件的型號(hào)及參數(shù) 2.1.1 單片機(jī)的選擇 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 通常， 單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成， 內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件： 中央處理器、存儲(chǔ)器和 I/O 接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴?部設(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 單片機(jī)經(jīng)過(guò)

6、1、2、3、3 代的發(fā)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功 耗、低價(jià)格、大存儲(chǔ)容量、強(qiáng) I/O 功能及較好的結(jié)構(gòu)兼容性方向發(fā)展。其發(fā)展趨 勢(shì)不外乎以下幾個(gè)方面： 1、多功能 單片機(jī)中盡可能地把所需要的存儲(chǔ)器和 I/O 口都集成在一塊芯片上，使得單 片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。比如 A/D、PWM、PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列）、WDT（監(jiān) 視定時(shí)器看家狗）、高速 I/O 口及計(jì)數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。 有的單片機(jī)針對(duì)某一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng) 的芯片數(shù)量。例如，有的芯片以 51 內(nèi)核為核心，集成了 USB 控制器、SMART CARD 3 接口、MP3

7、解碼器、CAN 或者 I*I*C 總線控制器等，LED、LCD 或 VFD 顯示驅(qū)動(dòng)器 也開(kāi)始集成在 8 位單片機(jī)中。 2、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(jī)開(kāi)始使用 RISC、流水線和 DSP 的設(shè)計(jì) 技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘頻率得到提高； 同樣頻率的單片機(jī)運(yùn)行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機(jī)的尋 址能力、片內(nèi) ROM（FLASH）和 RAM 的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。 由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，開(kāi)始使用高級(jí)語(yǔ)言（如 C 語(yǔ)言）來(lái)開(kāi) 發(fā)單片機(jī)的程序。使用高級(jí)語(yǔ)言可以降低開(kāi)發(fā) 難度，縮短開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)軟件 的可讀性和可

8、移植性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充功能。 3、低電壓和低功耗 單片機(jī)的嵌入式應(yīng)用決定了低電壓和低功耗的特性十分重要。 由于 CMOS 等工 藝的大量采用，很多單片機(jī)可以在更低的電壓下工作（1.2V 或 0.9V），功耗已 經(jīng)降低到 uA 級(jí)。這些特性使得單片機(jī)系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長(zhǎng)的 時(shí)間。 4、低價(jià)格 單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來(lái)的直接好處就是成本的降低。目前世界 各大公司為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，在提高單片機(jī)性能的同時(shí)，十分注意降低其產(chǎn)品的價(jià) 格。 下面大致介紹一下單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn)。 （1）家用電器領(lǐng)域 用單片機(jī)控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字控制電路，使家用電器（如洗衣機(jī)、 空調(diào)、冰箱、

9、微波爐、和電視機(jī)等）功能更完善，更加智能化和易于使用。 （2）辦公自動(dòng)化領(lǐng)域 單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代辦公設(shè)備，如計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)、磁盤(pán)驅(qū) 動(dòng)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、電話機(jī)和傳真機(jī)等。 （3）商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域 商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)部分與家用和辦公應(yīng)用系統(tǒng)相似，但更加注重設(shè)備的穩(wěn)定性、 可靠性和安全性。 商用系統(tǒng)中廣泛使用的電子計(jì)量?jī)x器、 收款機(jī)、 條形碼閱讀器、 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和冷凍保鮮系統(tǒng)等，都采用了單片機(jī)構(gòu)成的專用系 統(tǒng)。與通用計(jì)算機(jī)相比，這些系統(tǒng)由于比較封閉，可以更有效地防止病毒和電磁 干擾等，可靠性更高。 （4）工業(yè)自動(dòng)化 在工業(yè)控制和機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，除了采用工控計(jì)算機(jī)外，很多都

10、是以單片 機(jī)為核心的單片機(jī)和多機(jī)系統(tǒng)。 （5）智能儀表與集成智能傳感器 目前在各種電氣測(cè)量?jī)x表中普遍采用了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量 系統(tǒng)，使得測(cè)量系統(tǒng)具有存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、查詢及聯(lián)網(wǎng)等智能功能。將單片機(jī)和 傳感器相結(jié)合，可以構(gòu)成新一代的智能傳感器。它將傳感器變換后的物理量作進(jìn) 一步的變化和處理，使其成為數(shù)字信號(hào)，可以遠(yuǎn)距離傳輸并與計(jì)算機(jī)接口。 （6）現(xiàn)代交通與航空航天領(lǐng)域 通常應(yīng)用于電子綜合顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以 及運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)等。這些領(lǐng)域?qū)w積、功耗、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性的要求往往比商用 系統(tǒng)還要高，因此采用單片機(jī)系統(tǒng)更加重要。 4 目前，我國(guó)生產(chǎn)

11、很多型號(hào)的單片機(jī)，在此，我們采用型號(hào)為 AT89C51 的單 片機(jī) AT89C52 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40 個(gè)引腳，32 個(gè)外部雙向輸入/輸出 （I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口，2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2 個(gè)全雙工 串行通信口，AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處 理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起， 特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。 2.1.2 AT89C51 單片機(jī)的介紹 AT89C51 是 MCS-51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品之一。其內(nèi)部具有的硬件資源 如圖所示。

12、 AT89C51 單片機(jī)的 P 口特點(diǎn)： P0 口：是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路輸出型雙向 I/O 端口。作為輸出端口時(shí)，每位能 以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 輸入，對(duì)端口寫(xiě) 1 時(shí)，又可作高阻抗輸入端用。 在訪問(wèn)外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，它是時(shí)分多路轉(zhuǎn)換的地址（低 8 位）/數(shù)據(jù) 總線，在訪問(wèn)期間將激活內(nèi)部的上拉電阻。 P1 口：P1 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。P1 口的輸出緩 沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫(xiě) 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的 上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可作輸入口。P2 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi) 部有上拉電阻，那些被外部信

13、號(hào) 拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（Iil）。 P2 口：P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。P2 口的輸出緩沖 器可驅(qū)動(dòng) （吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫(xiě) 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把 5 端口拉到高電位，這時(shí)可作輸入口。P2 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部有上拉電 阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（Iil）。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)和 16 位外部地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時(shí)，P2 口送出高 8 位地址。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX @RI）時(shí)，P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄

14、存器(SFR)區(qū)中的 P2 寄存器的 內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不會(huì)改變。 P3 口：P3 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。P3 口的輸出緩 沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫(xiě) 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的 上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可作輸入口。P3 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi) 部有上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（Iil）。 內(nèi)部單元： 1、算術(shù)／邏輯部件 ALU：用以完成+、-、*、/ 的算術(shù)運(yùn)算及布爾代數(shù)的邏 輯運(yùn)算， 并通過(guò)運(yùn)算結(jié)果影響程序狀態(tài)寄存器 PSW 的某些位， 從而為判斷、 轉(zhuǎn)移、 十進(jìn)制修正和出錯(cuò)等提供依據(jù)。 2、累加器

15、 A：在算術(shù)／邏輯運(yùn)算中存放一個(gè)操作數(shù)或結(jié)果，在與外部存儲(chǔ) 器和 I/O 接口打交道時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送都要經(jīng)過(guò) A 來(lái)完成。 3、寄存器 B：在 *、/ 運(yùn)算中要使用寄存器 B 。乘法時(shí)，B 用來(lái)存放乘數(shù) 以及積的高字節(jié)；除法時(shí)，B 用來(lái)存放除數(shù)及余數(shù)。不作乘除時(shí)，B 可作通用寄 存器使用。 4、程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器 PSW：用來(lái)存放當(dāng)前指令執(zhí)行后操作結(jié)果的某些特 征，以便為下一條指令的執(zhí)行提供依據(jù)。 Cy：進(jìn)位標(biāo)志。有進(jìn)位或借位，則 Cy＝1,否則 Cy＝0 ；在布爾運(yùn)算時(shí)，Cy（簡(jiǎn) 稱 C）作為布爾處理器。 AC：輔助進(jìn)位標(biāo)志位。 F0：用戶標(biāo)志位：用戶可用軟件對(duì) F0 置位“1”或清“0”，

16、以決定程序的流向。 OV：溢出標(biāo)志位：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果溢出時(shí)，OV 為“1”，否則為“0”。 D.1：未定義。 P： 奇偶校驗(yàn)位：當(dāng)累加器 A 中的“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，P 置“1”，否則 P 置 “0”。 RS1、RS0：工作寄存區(qū)選擇位：指令的執(zhí)行提供依據(jù)。 AT89C2051 單片機(jī)的 P 口特點(diǎn) P1 口：P1 口是一個(gè) 8 位雙向 I/O 端口，其中 P1.2～P1.7 引腳帶有 內(nèi)部上拉電阻，P1.0 和 P1.1 要求外部上拉電阻。P1.0 和 P1.1 還分別作為片內(nèi) 精密模擬比較器的同相輸入(AIN0)和反相輸入(AIN1)。P1 口輸出緩沖器可吸收 20mA 電流，并能直接驅(qū)動(dòng)

17、LED 顯示。對(duì)端口寫(xiě) 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端 口拉到高電位，這時(shí)可作輸入口。P2 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部有上拉電阻， 那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（Iil）。 P3 口：P3.0～P3.5、P3.7 是帶有內(nèi)部上拉電阻的 7 個(gè)雙向 I/O 端口。P3.6 用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號(hào)并且它作為一通用 I/O 口引腳而只讀。P3 口輸出緩沖器可吸收 20mA 電流。對(duì)端口寫(xiě) 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉 6 到高電位，這時(shí)可作輸入口。P3 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部有上拉電阻，那 些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（Iil）。 AT89C

18、51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可 選的掉電模式。在閑置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口 和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 2.1.3 LED 數(shù)碼管顯示模塊 LED 數(shù)碼管顯示電路： 主芯片使用 AT89C51 或 STC89C52 單片機(jī),晶振使用 12MHz 或 11.0592MHz， 使用 3 個(gè) 2 位一體共陰數(shù)碼管組成 6 位顯示時(shí)、分、秒，或者使用 4 位一體時(shí)鐘 專用數(shù)碼管。 通過(guò) S1、S2、S3、和 S

19、4 這 4 個(gè)按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)，S1 調(diào)時(shí)，S2 調(diào)分，S3 切換 時(shí)鐘與鬧鐘，S4 是復(fù)位。 顯示“時(shí)間”的時(shí)候通過(guò) S1 調(diào)“時(shí)”，S2 調(diào)“分”，通過(guò) S3 切換到“鬧 鐘”的時(shí)候，同樣可以通過(guò) S1 調(diào)節(jié)鬧鐘的“時(shí)”，S2 調(diào)節(jié)鬧鐘的“分”，從而 實(shí)現(xiàn)“時(shí)鐘”與“鬧鐘”兩個(gè)時(shí)間任意調(diào)節(jié)。 7 鬧鐘時(shí)間到蜂鳴器會(huì)響鈴一分鐘，響鈴的時(shí)候若要停止響鈴，只要按下 S3 切換到鬧鐘顯示既可，要再恢復(fù)響鈴就再按一下 S3 切換回時(shí)鐘顯示（一分鐘響 鈴時(shí)間內(nèi)）。 設(shè)置完鬧鐘忘記返回到時(shí)間顯示， 秒鐘走到一分鐘的時(shí)候會(huì)自動(dòng)切換回時(shí)間 顯示。 “時(shí)”與“分”之間的兩個(gè) LED 長(zhǎng)亮（也可

20、設(shè)置成閃爍），“分”與“秒” 之間的兩個(gè) LED 每秒閃爍一次，為了方便區(qū)分時(shí)鐘與鬧鐘的顯示，當(dāng)切換到鬧鐘 設(shè)置的時(shí)候“分”與“秒”之間的 LED 停止閃爍并熄滅，而且“秒”也不顯示。 2.1.4 鍵盤(pán)輸入模塊 鍵盤(pán)控制電路： 鍵盤(pán)部分采用普通的按鍵進(jìn)行設(shè)計(jì),使用軟件延時(shí)消除開(kāi)關(guān)抖動(dòng) 2.1.5 鬧鈴模塊. 鬧鈴電路： 鬧鈴電路通過(guò) p1.7 口輸出 1HZ 脈沖使蜂鳴器發(fā)出間隔為一秒的蜂鳴聲. 2.1.6 電源電路 8 2.1.7 蜂鳴器的介紹 1、蜂鳴器的認(rèn)識(shí) 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊

21、響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì) 算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等 電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 1．蜂鳴器的作用蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供 電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、 電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 2．蜂鳴器的分類 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 3．蜂鳴器的電路圖形符號(hào) 蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn) 用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。 2、蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理 1.壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配

22、器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。 多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.5~15V 直流工作電 壓）,多諧振蕩器起振,輸出 1.5~2.5kHZ 的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴 片發(fā)聲。 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。 在陶瓷片的兩面鍍上 銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 2．電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外 殼等組成。 接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁 場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。 9

23、 有源蜂鳴器直接接上額定電源(新的蜂鳴器在標(biāo)簽上都有注明)就可連續(xù)發(fā) 聲 2.2 硬件電路圖 數(shù)字鐘硬件電路圖 3 3.1 程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 3.1.1 程序結(jié)構(gòu) （1）主程序。 實(shí)現(xiàn)初始化與鍵盤(pán)監(jiān)控，如圖 1 所示。 （2）定時(shí)器 T0 中斷服務(wù)程序。 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)功能是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件 延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。利用定時(shí)器 T0 中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)時(shí)功能，同時(shí) 刷新計(jì)時(shí)緩沖區(qū)。定時(shí)器 T0 每隔 100ms 益處中斷一次（設(shè)系統(tǒng)使用 6MHZ 晶振， 定時(shí) T0 工作

24、方式 1） 的定時(shí)初值為 3CBOH(即 THO=3CH,TL0=0B0H),每循環(huán)中斷 10 次則延時(shí)時(shí)間為 1s，重復(fù) 60 次為 1min，分計(jì)時(shí) 60 次為 1 小時(shí)，小時(shí)計(jì)時(shí) 24 次則時(shí)間重新回到 00:00:00。 （3）時(shí)間設(shè)置與鬧鐘設(shè)置子程序。 實(shí)現(xiàn)當(dāng)前時(shí)間及定時(shí)啟鬧鐘時(shí)間的鍵盤(pán)輸入設(shè)置。流程圖如圖 2 所示。其功能是 用鍵盤(pán)設(shè)置子程序?qū)㈡I入的 6 位時(shí)間值送入鍵盤(pán)設(shè)置緩沖區(qū)， 用合字子程序?qū)㈡I 盤(pán)設(shè)置緩沖區(qū)中的 6 位 BCD 碼合并為 3 位壓縮 BCD 碼， 送入計(jì)時(shí)緩沖區(qū)或鬧鐘值 10 寄存區(qū)。若鍵盤(pán)輸入的小時(shí)值大于 23 或分和秒值大于 59，則

25、不合法，將取消本 次設(shè)置，清 0 重新開(kāi)始計(jì)時(shí)。 （4）鍵盤(pán)掃描子程序。 判斷是否有鍵按下， 無(wú)鍵按下則循環(huán)等待， 有鍵按下則求取返回。 流程圖如圖 3 。 （5）顯示子程序。 實(shí)現(xiàn)顯示緩沖區(qū)的 6 位 BCD 碼的動(dòng)態(tài)掃描方式顯示。 首先將 3 字節(jié)計(jì)時(shí)緩沖區(qū)中 時(shí)、分、和秒壓縮 BCD 碼拆分為 6 字節(jié) BCD 碼，由拆字子程序?qū)崿F(xiàn)。當(dāng)按下時(shí)間 或鬧鐘設(shè)置鍵后，在 6 位設(shè)置完成之前，應(yīng)顯示鍵入的數(shù)據(jù)而不顯示當(dāng)前時(shí)間， 為此系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)計(jì)時(shí)顯示允許標(biāo)志位 F0，在時(shí)間/鬧鐘設(shè)置期間 F0=1，不調(diào)用 拆字子程序。 （6）定時(shí)比較子程序。 實(shí)現(xiàn)當(dāng)前時(shí)間與預(yù)設(shè)的啟鬧鐘時(shí)間的比較，若二者完全相

26、同時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器名 叫并置位鬧鐘標(biāo)志位。當(dāng)重新按下 ALM 鍵時(shí)，停鬧并清 0 鬧鐘標(biāo)志。 （7）其他輔助功能子程序。 ①鍵盤(pán)設(shè)置子程序：將鍵入的 6 位時(shí)間值送入鍵盤(pán)設(shè)置緩沖區(qū)。 ②拆字程序：將 3 字節(jié)計(jì)時(shí)緩沖區(qū)中時(shí)、分和秒壓縮 BCD 碼拆分為 6 字節(jié) BCD 碼并刷新顯示緩沖區(qū)。 ③ 合字子程序：將鍵盤(pán)設(shè)置緩沖區(qū)中 6 位 BCD 碼合并為 3 位壓縮 BCD 碼，送入 計(jì)時(shí)緩沖區(qū)或鬧鐘值寄存區(qū)，同時(shí)檢測(cè)時(shí)間值的合法性。 3.1.2 主要程序模塊清單 資源分配：8155 的 A 口作為 6 位 LED 顯示的位選口，B 口作為段選口，C 口的低 3 位為鍵盤(pán)輸入口

27、，對(duì)應(yīng) 0～2 行，A 口同時(shí)用做鍵盤(pán)的列掃描口。 8155 的地址分配如下 控制寄存器：8000H,定義為 PORT A 口：8001H，定義為 PORTA B 口：8002H,定義為 PORTB C 口：8003H,定義為 PORTC 片內(nèi) RAM 及標(biāo)志位的分配與定義如圖 4。 地址 30H～35H 2CH～3FH 40H～42H 50H～7FH PSW.5 PSW.1 功能 顯示緩沖區(qū)，時(shí)、分、秒 計(jì)時(shí)緩沖區(qū)，時(shí)、分、秒、100ms C 鬧鐘值寄存區(qū)，時(shí)、分、秒 AHOUR,AMIN,ASEC 堆棧區(qū) 計(jì)時(shí)顯示允許位（1 禁止，0 允許） F0 鬧鐘標(biāo)志位（1 正在鬧鈴，0 未鬧鈴）

28、F1 FFH 0 0 名稱 DISP～DISP5 HOUR,MIN,SEC,MSE 初始化 值 00H 00H 11 開(kāi)始 保持堆棧 8115、定時(shí)器 T0 數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 鬧鐘標(biāo)志位初始化 調(diào)用延時(shí)子程序 調(diào)用鍵掃描子程序 是 C/R 鍵嗎？ 地址指針指向 計(jì)時(shí)緩沖區(qū) 是 ALM 鍵嗎？ 調(diào)用時(shí)間設(shè)置/鬧鐘 定時(shí)程序 鬧鐘標(biāo)志位=1 嗎？ 地址指針指向 鬧鐘值寄存區(qū) 停鬧清 0 鬧鐘標(biāo)志 圖 1 主程序流程圖 12 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 調(diào)用鍵盤(pán)設(shè)置

29、子程序 調(diào)用合字子程序 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 返回 圖 2 時(shí)間設(shè)置/鬧鐘定時(shí)流程圖 13 掃描鍵盤(pán) N 有鍵按下嗎？ 調(diào)用顯示程序 調(diào)用定時(shí)比較程序 調(diào)用顯示子程序 N 有鍵按下嗎？ 調(diào)用顯示程序 調(diào)用定時(shí)比較程序 求取鍵號(hào) 返回 圖 3 鍵盤(pán)掃描程 3.2 程序 主程序： ORG AJMP 000H MAIN 14 ORG 000BH AJMP CLOCK ORG 0030H MAIN: MOV SP,

30、#50H ；設(shè)置堆棧區(qū) MOVX DPTR,#PORT ；8155 初始化 MOV A, #03H MOVX @DPTR, A CLR F1 ；清 0 鬧鐘標(biāo)志位 CLR F0 ；允許計(jì)時(shí)顯示 MOV AHOUR, #0FFH ；鬧鐘值寄存區(qū)置初值 MOV AMIN, #0FFH MOV ASEC, #0FFH MOV R7, #10H ；顯示緩沖區(qū)、計(jì)時(shí)緩沖區(qū)清 0 MOV R0,#DISP0 CLR A LOOP: MOV @R0, A INC R0 DJNZ R7, LOOP MOV TMOD, #01H ；定時(shí)器 T0 初始化 MOV TL0, #0B0H MOV TH0, #3CH

31、SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器 SETB EA ；開(kāi)中斷 SETB ET0 BEGIN: ACALL ALARM ；調(diào)用定時(shí)比較 ACALL KEYSCAN ；調(diào)用鍵盤(pán)掃描 CJNE A, #0AH, NEXT1 ；是 C/R 鍵否？ CLR TR0 ；暫時(shí)停止計(jì)時(shí) MOV R1, #HOUR ；地址指針指向計(jì)時(shí)緩沖區(qū)首地址 AJMP MOD NEXT: CJNE A, #0BH, BEGIN ；是 ALM 鍵否？ JB F1, NEXT2 ；鬧鐘正在鬧鈴否？ MOV R1, #AHOUR ；地址指針指向鬧鐘值寄存區(qū)首地址 MOD: SETB F0 ；禁止顯示計(jì)時(shí)時(shí)間 ACALL MODIFY

32、 ； 調(diào)用時(shí)間設(shè)置/鬧鐘定時(shí)程序 SETB TR0 ；重新開(kāi)始計(jì)時(shí) CLR F0 ；恢復(fù)顯示計(jì)時(shí)時(shí)間 AJMP BEGIN NEXT2: SETB P1.0 ；鬧鐘正在鬧鳴，停鬧 CLR F1 AJMP BEGIN ；清 0 鬧鈴標(biāo)志 定時(shí)器 T0 中斷服務(wù)子程序： CLOCK: PUSH PSW PUSH ACC ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 15 MOV MOV INC MOV CJNE MOV MOV ADD DA MOV CJNE MOV MOV ADD DA MOV CJNE MOV MOV ADD DA MOV CJNE MOV DONE: POOP POP RET 鍵盤(pán)設(shè)置子程

33、序： KEYIN: PUSH PUSH SETB MOV MOV L1: CLR ACALL SETB CJNE L2: JNC MOV INC DJNZ CLR POP POP TL0, #0B7H TH0, #3CH MSEC A, MSEC A, #0AH, DONE MSEC, #00H A, SEC A, #01H A SEC,A A, #60H, DONE SEC, #00H A, MIN A,#01H A MIN A A, #60H, DONE MIN, #00H A, HOUR A, #01H A HOUR, A A, #24H, DONE HOUR, #00H AC

34、C PSW ；重裝初值，時(shí)間校正 ；二—十進(jìn)制轉(zhuǎn)換 PSW ACC RS1 RO, #DISP0 R7, #06H RS1 KEYSCAN RS1 A, #0AH, 12 L1 @R0, A R0 7,L1 RS1 ACC PSW 16 ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) ；R0 指向顯示緩沖區(qū)首地址 ；設(shè)置鍵盤(pán)輸入次數(shù) ；調(diào)用鍵盤(pán)掃描程序取下鍵號(hào) ； 鍵入數(shù)合法性檢測(cè) （是否大于 9） ；大于 9，重新鍵入 ；鍵號(hào)送顯示緩沖區(qū) ；6 位時(shí)間輸入完否？未完繼續(xù) ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) RET 定時(shí)比較模塊： ALARM: MOV CJNE MOV CJNE M

35、OV CJNE CLR SETB BACK: RET A, ASEC A, SEC, BACK ；秒單元相同則繼續(xù)比較，否則返回 A, AMIN A, MIN, BACK ；分單元相同則繼續(xù)比較，否則返回 A, HOUR A,HOUR, BACK ，小時(shí)單元相同定時(shí)時(shí)間到 P1.0 ；啟動(dòng)鬧鳴叫 F1 ；置位鬧鐘標(biāo)志 4 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 姜志海 《電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)》 陳大欽 《電路基礎(chǔ)》 許熙文 參考文獻(xiàn) 電子工業(yè)出版社 高等教育出版社 高等教育出版 《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》 北京理工大學(xué)出版社 主編 倪志連 《單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)

36、計(jì)》 電子工業(yè)出版社 主編 張琦 《51 系列單片機(jī)高級(jí)實(shí)例開(kāi)發(fā)指南》李軍 北京航空航天大學(xué)出版社 17 結(jié)束語(yǔ) 我在這一次數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)過(guò)程中，很是受益匪淺。通過(guò)對(duì)自己在大學(xué)三 年時(shí)間里所學(xué)的知識(shí)的回顧，并發(fā)揮對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和思考及書(shū)面表達(dá)能力， 自己親手設(shè)計(jì)，最終完成目標(biāo)了。以前上課都是上一些最基本的東西，而現(xiàn)在卻 可以將以前學(xué)的東西作出有實(shí)際價(jià)值的東西。在這個(gè)過(guò)程中，我的確學(xué)得到很多 在書(shū)本上學(xué)不到的東西，如：如何利用現(xiàn)有的元件組裝得到設(shè)計(jì)要求，如何找到 錯(cuò)誤的原因，如何利用計(jì)算機(jī)來(lái)畫(huà)圖等等。但也遇到了不少的挫折，有時(shí)遇到了 一個(gè)錯(cuò)誤怎么找也找不到原因所

37、在，找了老半天結(jié)果卻是芯片的管腳接錯(cuò)了，有 時(shí)更是忘接電源了。在學(xué)習(xí)中的小問(wèn)題在課堂上不可能犯，在動(dòng)手的過(guò)程中卻很 有可能犯。特別是在接電路時(shí)，一不小心就會(huì)犯錯(cuò)，而且很不容易檢查出來(lái)。但 現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)看，還是挺有成就感的。 這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了 一定寶貴的經(jīng)驗(yàn)。把知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí) 際問(wèn)題的能力。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了；才能夠?qū)⒄n本知識(shí)與實(shí)踐 相整合，理論知識(shí)服務(wù)于教學(xué)實(shí)踐，以增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力。這個(gè)課程設(shè)計(jì)十分 有意義 ，我獲得寶貴經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們知道了理論和實(shí)際的距離， 也知道了理論和實(shí)際想結(jié)合的重要性， ，也從中得知了很多書(shū)本上無(wú)法得知的知 識(shí)。自己今后將會(huì)更加的把理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，提高自己的能力。 18 1