数字钟设计_基于89S51单片机_实训总结.doc

电气信息工程学院实训报告课程名称 电子作品制作与开发项目实践选修课系列题 目 数字时钟的设计与制作 院（部、中心） 电气信息工程学院 学 生 姓 名 专 业 测控技术与仪器 学 号 指导教师签名 报告提交时间 2010年12月25日 同 组 人 员 教务处制评语:成绩:答辩:（ %）报告:（ %）平时:（ %）总成绩: 指导教师:年 月 日目 录目 录目 录i目 的1一、要求1二、任务1第一部分、设计原理2一、数字时钟结构2、数字钟的电路结构组成2二单元电路设计2、译码驱动及显示单元2、校时控制电路3、5v稳压直流电源电路4、晶振电路和复位电路4第二部分、硬件电路及pcb板图6第三部分、软件流程图8第四部分、仿真及实物图11第五部分、程 序13第六部分、元件清单19心得体会20参考文献22 电子作品制作与开发项目课程总结 目 的 数字钟的设计与制作目 的一、要求：、掌握单片机控制数码管现实系统的开发设计；、在之前掌握的电路、模电、数电等知识，以及单片机知识的基础上，进一步掌握电子产品设计及开发调试的全过程；、掌握pcb板的设计、印刷，元器件的安装、电路调试、程序调试、程序下载等实践实训部分；、真正培养理论联系实际、分析解决一般性技术问题以及实际动手的能力。二、任务：、设计并制作一个数字钟；、接4个按键，分别为“设定”、“加1”、“减1”、“确定”键，用于调整时间；、外接8个led数码管，分别显示时、分、秒，以24小时制显示时间；、另外需要使用ac220v转ac（单）12v变压器、二极管in4004，稳压块7905、7805等自制正负5v电源一套。0 第 页 电子作品制作与开发项目课程总结 第一部分设计原理 数字钟的设计与制作第一部分、设计原理一、数字时钟结构 该实训作品是利用at89s51单片机结合数码管设计出的一个可调时的数字时钟，其主要利用单片机的输入/输出功能，定时/计数功能和中断功能。单片机时钟结构分硬件和软件两部分。硬件主要由单片机，led数码管显示器和按键等组成。、数字钟的电路结构组成：1）晶振电路和复位电路。2）驱动电路及显示单元。3）校时控制电路。4）5v稳压直流电源电路。二单元电路设计：、译码驱动及显示单元：图1 led数码管显示图2 输送段码电路 当74ls373的le=1,oe(非)=0时其输出口随输入口变化，即输出段码。再由p0选中相应位显示输出低电平，使三极管9015导通驱动共阳数码管。、校时控制电路：图 3 校时控制电路程序设计时给p2口高电平，当有对应按键按下时由于另一端接地，所以对应口变成低电平，单片机根据各按键信号运行相应程序。k1为设定键，按下后进入调时状态，计时也瞬时停止。按一次进入调整小时的状态，在调时状态再按k1进入分调整状态，在分调整状态再按一次进入秒调整状态！进入相应状态后，利用k2,k3键进行调整，k2为加1，k3为减1。k4键为确定键，当处在调时状态时，k4按下时跳出调时状态，进入计时状态。 、5v稳压直流电源电路：图4 电源电路电源主要使用的是ac220v转ac12v变压器，二极管in4004，稳压块7805等。220v交流电由变压器转为12v交流电，电路板外接12v交流电，经过in4004整流及电容滤波，在通过稳压块7805得到5v左右的直流电，该电路接了电源指示灯d1，通电时变亮。、晶振电路和复位电路： 图5 晶振电路和复位电路4 第 页 电子作品制作与开发项目课程总结 第二部分硬件电路及pcb板图 数字钟的设计与制作第二部分、硬件电路及pcb板图图6 protel整体原理图pcb板图图7 pcb板图6 第 页 电子作品制作与开发项目课程总结 第三部分软件流程图 数字钟的设计与制作第三部分、软件流程图图8 程序流程图图9 程序流程图图10 程序流程图9 第 页 电子作品制作与开发项目课程总结 第四部分仿真及实物图 数字钟的设计与制作第四部分、仿真及实物图软件仿真环境：protues软件 学习使用protues软件，学会从该软件上找到所需的芯片及元器件，由秒向时部分依次进行设计并逐步仿真，从而发现问题能及时解决。 按原理电路图在软件上接好电路，进行仿真，从而发现电路的问题并进行解决。图11 仿真结果实物图图12 实物图11 第 页 电子作品制作与开发项目课程总结 第五部分程序 数字钟的设计与制作第五部分、程 序#include#define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit _led=p27;sbit key1=p20; /调时按键sbit key2=p21;/加按键sbit key3=p22;/减按键sbit key4=p23;/确定建uchar num=0,temp=0,count=0;uchar aa;uchar hour,min,sec;uchar code table=0x60,0xf3,0xa4,0xa1,0x33,0x29,0x28,0xe3,0x20,0x21;/定义共阳极led显示段码0、1、2、3、4、5、6、7、8、9void delay(uint z);/延时子函数声明void display(uchar a,uchar b,uchar c,uchar d,uchar e,uchar f,uchar aa);/显示子函数声明void read_key();/读按键函数声明void led();void time_change();/时间调整子函数声明/* 主函数 */void main()p2=0xff;hour=12;min=0;sec=0;tmod=0x11;th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;th1=(65536-50000)/256;tl1=(65536-50000)%256;ea=1;et0=1;et1=1;tr0=1;tr1=1;aa=0xff; while(1) time_change(); display(tablehour/10,tablehour%10,tablemin/10, tablemin%10,tablesec/10,tablesec%10,0xff); /* 显示函数 */void display(uchar a,uchar b,uchar c,uchar d,uchar e,uchar f,uchar aa) if(1) p0=0xfb&aa;p1=0xbf;delay(2); p0=0xdf&aa;p1=0xbf;delay(2); if(num=1) p0=0xfe&aa;p1=a;delay(2); else p0=0xfe;p1=a;delay(2); /hour if(num=1) p0=0xfd&aa;p1=b;delay(2); else p0=0xfd;p1=b;delay(2); /hour if(num=2) p0=0xf7&aa;p1=c;delay(2); else p0=0xf7;p1=c;delay(2); /min if(num=2) p0=0xef&aa;p1=d;delay(2); else p0=0xef;p1=d;delay(2); /min if(num=3) p0=0xbf&aa;p1=e;delay(2); else p0=0xbf;p1=e;delay(2); /sec if(num=3) p0=0x7f&aa;p1=e;delay(2); else p0=0x7f&aa;p1=f;delay(2); /sec/* 定时器0中断函数 */ void timer0() interrupt 1 th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;temp+;/* 定时器1中断函数 */void timer1() interrupt 3 th1=(65536-50000)/256;tl1=(65536-50000)%256;count+;if(count=20)count=0;/* 延时子函数 */void delay(uint z) uint j,k; for(j=z;j0;j-) for(k=120;k0;k-);/* 读按键函数 */void read_key() if(key1=0) _led=0; delay(100); if(key1=0) delay(100); _led=1;num+; if(num3)num=0; while(1) if(key1=0) _led=0; delay(10); if(key1=0) num+; if(num3)num=0;break; while(!key1);delay(10);while(!key1);_led=1; if(key2=0) _led=0; delay(80); if(key2=0) if(num=1)hour+;if(hour=24)hour=0; if(num=2)min+;if(min=60)min=0; if(num=3)sec+;if(sec=60)sec=0; while(!key1);delay(10);while(!key1);_led=1; if(key3=0) _led=0; delay(80); if(key3=0) if(num=1)hour-;if(hour=0)hour=23; if(num=2)min-;if(min=0)min=59; if(num=3)sec-;if(sec=0)sec=59; while(!key1);delay(10);while(!key1);_led=1; if(key4=0) _led=0; delay(80); if(key4=0) num=0;break; if(count15) display(tablehour/10,tablehour%10,tablemin/10, tablemin%10,tablesec/10,tablesec%10,0x00); while(!key1);delay(10);while(!key1);_led=1; /* 时间调整函数 */void time_change() read_key();if(temp=20) temp=0; sec+; if(sec=60) sec=0; min+; if(min=60) min=0; hour+; if(hour=24) hour=0; 17 第 页 电子作品制作与开发项目课程总结 第六部分元件清单 数字钟的设计与制作第六部分、元件清单序号元器件名称元件数目（个）140脚双列直插at89s51单片机1240脚双列直插芯片底座1320脚74hc373锁存器1420脚双列直插芯片底座15稳压块780516极性电容50v220uf27极性电容50v22uf18电容16v1uf29瓷片电容30pf210按键51112mhz晶振1120.56寸共阳极7段数码管81310k 1/4w金属膜电阻1% 色环铜脚电阻19149015三极管815in4004二极管416发光二极管1173脚 接插件（含簧片），脚距：2.54118ac220v-ac12v变压器119开关120电线1米121插头118 第 页 电子作品制作与开发项目课程总结 心得体会 数字钟的设计与制作心得体会这次实验其实电路原理很清楚，可是实际动手起来遇到问题却比想象中多，任何一点小错误都会让努力白费，所以细心，耐心和和小组成员讨论是一定要的。数字电路复杂,因此需要我们连接时要有好的布局和合理的布线规则,使电路板连线清晰美观，最重要的是检查时特别方便。让我们知道了许多的东西,也让我们了解了许多在书本上所学不到的知识和技能,这为我们在以后的工作起了非常重要的作用.通过这次实训也让我对数字钟的设计与制作，了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。这次实训设计并制作一个数字钟。要求的是接4个按键，分别为“设定”、“加1”、“减1”、“确定”键，用于调整时间；外接8个led数码管，分别显示时、分、秒，以24小时制显示时间。另外还需要使用ac220v转ac（单）12v变压器、二极管in4004，稳压块7905、7805等自制正负5v电源一套。单片机使用40脚双列直插at89s51实现，led显示器使用74hc373串入并出芯片模拟串口实现。这次课程的实训，使我在使学生掌握选修课程的基础上，一方面能综合应用这些课程的理论只是，更重要的一方面，是让我亲自动手，参与到工程实践训练中。通过这样的实训，真正能培养我的理论联系实际和分析解决一般性工程技术问题的能力。这次实训，使我在之前掌握的电路、模电、数电等知识，以及单片机知识的基础上，进一步掌握电子产品设计及开发调试的全过程，尤其包括掌握pcb板的设计、印刷，元器件的安装、电路调试、程序调试、程序下载等实践实训部分，真正的培养我理论联系实际、分析解决一般性技术问题以及实际动