1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上單片機課程設(shè)計報告設(shè)計題目：簡易電子時鐘的設(shè)計院別： 專業(yè)班級： 學(xué)號： 姓名： 指導(dǎo)教師: 摘要通過一學(xué)期單片機的學(xué)習(xí)，對其已經(jīng)有了初步的了解，但是隨著社會的不斷發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，它特別適合于與控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來越廣泛地應(yīng)用于自動控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個領(lǐng)域，單片機往往是作為一個核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善。我們也借此課程設(shè)計的機會，對單片機有更深一步的了解與學(xué)習(xí)。本次課程課程設(shè)計的目的是設(shè)計一個簡易的電子時鐘，通過一個8位共陰極數(shù)碼管進行時、分、秒的顯示，

2、另外設(shè)置7個按鍵，一個用來調(diào)整小時，一個用來調(diào)整分鐘，一個開關(guān)控制是否調(diào)整時間。關(guān)鍵詞：AT89C51,數(shù)碼管，按鍵，DS1303時鐘芯片1. 概述 本設(shè)計是鍛煉我們的自學(xué)能力合作能力，依靠團隊的力量去完成一項具體的任務(wù)系統(tǒng)的訓(xùn)練了所學(xué)知識，設(shè)計的過程必將是難忘的，這也將是大學(xué)向社會工作過度的一個重要階段。本階段過后要去能夠熟練的運用單片機中的計數(shù)器、定時器、中斷、數(shù)碼管顯示等參考教材或者相關(guān)資料，采用C語言實現(xiàn)數(shù)字時鐘功能，在數(shù)碼管上實時顯示，并運用Protues軟件繪制電路原理圖，并進行仿真驗證和誤差分析。2. 系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1 系統(tǒng)方案的確定用6位數(shù)碼管，可以顯示出時、分、秒；用P

3、2端口控制位選，由定時器進行時間的控制（秒）；當總按鍵按下時可以進行時間調(diào)整；2.2 方案分析2.3 系統(tǒng)總框圖時鐘芯片DS1302AT89C51單片機控制器復(fù)位電路數(shù)碼管顯示時鐘電路按鍵74LS245控制數(shù)碼管段選蜂鳴器發(fā)聲圖2.13. 系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計3.1 復(fù)位電路 單片機復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現(xiàn)死機，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機也一樣，當單片機系統(tǒng)在運行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程跑飛的時候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。復(fù)位電路的工作原理：在單片機系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電啟動的時候復(fù)位一次，當按鍵按下的時候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下，系統(tǒng)還會

4、復(fù)位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。單片機復(fù)位電路如下圖圖3.13.2 時鐘電路 單片機運行需要時鐘支持就像計算機的CPU一樣，如果沒有時鐘電路來產(chǎn)生時鐘驅(qū)動單片機，那單片機就不能執(zhí)行程序。單片機可以看成是在時鐘驅(qū)動下的時序邏輯電路。 以5l單片機為例隨明：51單片機為l2個時鐘周期執(zhí)行一條指令。也就是說單片機運行一條指令，必須要用r2個時鐘周期。沒有這個時鐘，單片機就跑不起來了，也沒有辦法定時和進行和時間有關(guān)的操作。 時鐘電路是微型計算機的心臟，它控制著計算機的二個節(jié)奏。CPU就是通過復(fù)雜的時序電路完成不同的指令功能的。51的時鐘信號可以由兩種方式產(chǎn)生：一種是內(nèi)部方式

5、，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，產(chǎn)生時鐘信號：另一種為外部方式，時鐘信號由外部引入。如果沒有時鐘電路來產(chǎn)生時鐘驅(qū)動單片機，單片機是無法工作的。單片機時鐘電路是用來配合外部晶體實現(xiàn)振蕩的電路，這樣可以為單片機提供運行時鐘，如果運行時鐘為0 的話，單片機就不工作，當然超出單片機的工作頻率的時鐘也會導(dǎo)致單片機不工作。3.3 數(shù)碼管顯示器 LED數(shù)碼顯示器是1種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它使用了8個LED發(fā)光二極管，其中7個用于顯示字符，1個用于顯示小數(shù)點。 LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方法： （1）共陽極接法。把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時公共陽極接+5V，每個發(fā)光二極管的陰

6、極通過電阻與輸入端相連。當陰極端輸入低電平時，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入高電平時則不點亮。（2）共陰極接法。把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時公共陰極接地。每個發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。當陽極端輸入高電平時，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入低電平時則不點亮。在本設(shè)計中所采用的是共陰極LED數(shù)碼顯示器，其引腳排列如圖3.3所示：圖3.33.4 74HC573鎖存器 74LS245是我們常用的芯片,用來驅(qū)動led或者其他的設(shè)備,他是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器,可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245還具有雙向三態(tài)功能,既可以輸出,也可以輸入數(shù)據(jù)。當8051單片機的P0口總線負載達到

7、或超過P0最大負載能力時,必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。當片選端/CE低電平有效時,DIR=“0”,信號由B向A傳輸;(接收)*DIR=“1”,信號由A向B傳輸;(發(fā)送)當/CE為高電平時,A、B均為高阻態(tài)。在應(yīng)用系統(tǒng)中，所有的系統(tǒng)擴展的外圍芯片都需要總線驅(qū)動，本設(shè)計時鐘芯片是系統(tǒng)擴展外圍芯片，所以就需要總線驅(qū)動器，3.5 DS1302時鐘芯片1.簡介DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片,內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷和31 字節(jié)靜態(tài)RAM,通過簡單的串行接口與單片機進行通信實時時鐘/日歷電路.提供秒分時日日期.月年的信息,每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整時鐘操作可通過AM

8、/PM 指示決定采用24 或12 小時格式.DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信,僅需用到三個口線:1 RES 復(fù)位,2 I/O 數(shù)據(jù)線,3 SCLK串行時鐘.時鐘/RAM 的讀/寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達31 個字節(jié)的字符組方式通信.DS1302 工作時功耗很低,保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于1mW.DS1302 是由DS1202 改進而來,增加了以下的特性.雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng)Vcc1,為可編程涓流充電電源附加七個字節(jié)存儲器.它廣泛應(yīng)用于電話傳真便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域.2. DS1302 的基本組成和工作原理DS1302 的引腳功能排列及

9、描述如下圖所示.ds1302引腳圖管腳描述X1 X2 32.768KHz 晶振管腳GND 地RST 復(fù)位腳I/O 數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳SCLK 串行時鐘Vcc1,Vcc2 電源供電管腳DS1302 串行時鐘芯片8 腳DIPDS1302S 串行時鐘芯片8 腳SOIC 200milDS1302Z 串行時鐘芯片8 腳SOIC 150mil3.DS1302 內(nèi)部寄存器CH: 時鐘停止位 存器2 的第7 位12/24 小時標志CH=0 振蕩器工作允許 bit7=1,12 小時模式CH=1 振蕩器停止 bit7=0,24 小時模式WP: 寫保護位 寄存器2 的第5 位:AM/PM 定義WP=0 寄存器數(shù)據(jù)能

10、夠?qū)懭?AP=1 下午模式WP=1 寄存器數(shù)據(jù)不能寫入 AP=0 上午模式TCS: 涓流充電選擇 DS: 二極管選擇位TCS=1010 使能涓流充電 DS=01 選擇一個二極管TCS=其它 禁止涓流充電 DS=10 選擇兩個二極管DS=00 或11, 即使TCS=1010, 充電功能也被禁止RS位電阻典型位00沒有沒有01R12K10R24K11R38K4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 程序設(shè)計思路 總體程序主要有主程序，中斷定時程序，數(shù)碼管顯示程序，按鍵掃描程序，74HC595的讀寫程序，數(shù)據(jù)更新程序，蜂鳴器程序。 先數(shù)碼管顯示(中斷定時，當一秒時間到時，數(shù)碼管加一)，當總按鍵按下時，計時停止，執(zhí)行

11、按鍵掃描程序，等待調(diào)時按鍵的按下，當有按鍵按下時，進行相應(yīng)的改變，再次按下總按鍵，繼續(xù)顯示時間。特別再有按鍵按下時，蜂鳴器發(fā)聲。4.2 主要程序（1） 主函數(shù)void main()show();write_ds1302(0x84,0x12); /初始化write_ds1302(0x82,0x00);write_ds1302(0x80,0x00);while (1) set_rtc();read_rtc();display();（2） 顯示函數(shù)void display()/顯示時間函數(shù)unsigned int a=1;P2=0x01;P0=data_7seghour/16;delay(a);P2

12、=0x02;P0=data_7seghour%16;P0_7=0;delay(a);P2=0x04;P0=data_7segmin/16;delay(a);P2=0x08;P0=data_7segmin%16;P0_7=0;delay(a);P2=0x10;P0=data_7segsec/16;delay(a);P2=0x20;P0=data_7segsec%16;delay(a);4.3 流程圖開始設(shè)置初始值13.00.00自動顯示時間否判斷總按鍵是否按下是定時器關(guān)閉 否判斷其他按鍵是否按下是數(shù)碼管顯示值改變是否判斷總按鍵是否按下是5. 調(diào)試及仿真軟件運行效果和預(yù)期一致。6. 總結(jié) 通過此次

13、電子時鐘的設(shè)計，我對單片機又進行了復(fù)習(xí)與鞏固，在此過程中，也學(xué)到了新的知識，比如時鐘芯片的應(yīng)用。關(guān)于這次課程設(shè)計,首先鞏固一下課程理論,再一遍熟悉課程知識的構(gòu)架,然后結(jié)合加以理論分析、總結(jié),有了一個清晰的思路和一個完整的的軟件流程圖之后才著手設(shè)計。在設(shè)計程序時,我們不能妄想一次就將整個程序設(shè)計好,反復(fù)修改、不斷改進是程序設(shè)計的必經(jīng)之路;養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣是非常必要的,一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能,而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路,這樣也能為資料的保存和交流提供了方便。除了對此次設(shè)計的準備工作之外,我們還學(xué)到了很多平時難得的東西,首先是團隊協(xié)作,在這次設(shè)計當中,難免和同學(xué)產(chǎn)生觀點和意見的分

14、歧,以及分工明細、時間安排等不合理,通過這次設(shè)計,我們體會到了團結(jié)合作的重要性及力量之強大,還有讓我們處理事情更加有條理,思路更加清晰明了了,發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都將受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。此次的設(shè)計,其實也是我們所學(xué)知識的一次綜合運用,讓我深深的認識到了學(xué)習(xí)單片機要有一定的基礎(chǔ),要有電子技術(shù)方面的數(shù)字電路和模擬電路等方面的理論基礎(chǔ),特別是數(shù)字電路;也要有編程語言的匯編語言或C語言。要想成為單片機高手,我們首先要學(xué)好匯編語言,然后轉(zhuǎn)入C語言學(xué)習(xí),所以我們不能學(xué)到后面就忘了前面的知識,更應(yīng)該將所學(xué)的知識緊緊的結(jié)合在一起,綜合運用,所謂設(shè)計,就是要求創(chuàng)新,只有將知

15、識綜合運用起來才能真正的設(shè)計好。7. 致謝課程設(shè)計是培養(yǎng)我們工作能力的一個實踐性的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。它不但是我們在大學(xué)學(xué)習(xí)中所學(xué)知識的一次綜合復(fù)習(xí)與考查，同時也是理論聯(lián)系實際的一個過程，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作的一次準備。 通過此次課程設(shè)計，培養(yǎng)了我綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的知識和實踐技能去分析和解決實際工作中的一般工程技術(shù)問題的能力，使我建立了正確的設(shè)計思想，學(xué)會了如何把平時所學(xué)的理論知識運用到實踐當中去。掌握了單片機的數(shù)字時鐘設(shè)計的一般程序、規(guī)范和方法，并進一步鞏固、擴大和深化了我所學(xué)的基本理論，基本知識和基本技能，提高了我設(shè)計計算、計算機制圖、設(shè)計說明書、正確使用技術(shù)資料，標準

16、手冊等工具書的能力。 在課程設(shè)計的過程中，雖然本人在指導(dǎo)老師的幫助下對所設(shè)計的問題有初步的了解。但由于本人缺少實際工作經(jīng)驗，遇到了一些設(shè)計和實際制作中的問題，受到同學(xué)和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與幫助，從而得到了全面的解決同時也受到各位老師優(yōu)良工作作風(fēng)的影響，培養(yǎng)了我嚴肅認真、一絲不茍和實事求是的工作作風(fēng)，并樹立了正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟觀和全局觀。 在設(shè)計中，由于個人能力有限，設(shè)計中漏洞和錯誤在所難免，敬請各位老師指正批評，以使我對自己的不足得到及時發(fā)現(xiàn)并修正。 通過此次畢業(yè)設(shè)計，希望能把所學(xué)的知識有機的聯(lián)系起來，培養(yǎng)自己分析問題，解決問題的能力，為充實自己，并在未來工作崗位上好好工作打下堅實的基礎(chǔ)。 在這里

17、，向在這次課程設(shè)計中給予過幫助我的老師表示衷心的謝意。8. 附件源程序#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar data_7seg10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;uchar hour,min,sec;sbit shi=P10;sbit fen=P11;sbit miao=P12;sbit P1_3=P13;sbit rst=P14;sbit sck=P15;sbit io=P16;sbit fm=P17;sbit

18、 P0_7=P07;/*函數(shù)聲明：*/void write_ds1302_byte(uchar dat);void write_ds1302(uchar add,uchar dat);uchar read_ds1302(uchar add);void read_rtc();void set_rtc();void display();void delay(int n);void show();void main()show();write_ds1302(0x84,0x13); /初始化write_ds1302(0x82,0x00);write_ds1302(0x80,0x00);while (1

19、) set_rtc();read_rtc();display();/*DS1302單字節(jié)寫入：*/void write_ds1302_byte(uchar dat)uchar i;for (i=0;i1;sck=1;/*DS1302多字節(jié)寫入：*/void write_ds1302(uchar add,uchar dat)rst=0;_nop_();sck=0;_nop_();rst=1;_nop_();write_ds1302_byte(add);write_ds1302_byte(dat);rst=0;_nop_();io=1;sck=1;/*DS1302讀?。?/uchar read_d

20、s1302(uchar add)uchar i,value;rst=0;_nop_();sck=0;_nop_();rst=1;_nop_();write_ds1302_byte(add);for (i=0;i1;sck=0;if (io) value=value|0x80;sck=1;rst=0;_nop_();sck=0;_nop_();sck=1;io=1;return value;void set_rtc() /調(diào)整時間 if(P1_3=0) rst=0;/if (shi=0) delay(100);if (shi=0)hour=(hour4)*10+(hour&0x0f);hour+;if (hour=24) hour=0;hour=(hour/10)4)*10+(min&0x0f);min+;if (min=60) min=0;min=(min