单片机电子钟.doc

单片机电子钟课程设计学 院 机械工程学院 班 级 机制1074 姓 名 庄建华 学 号 2010718126 成 绩 指导老师 王晓峰 2012年 01月 日1、 课程设计的目的(1)巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力；(2)培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力；(3)过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。2、 课程设计任务(1)设计AT89S51的最小系统； (2)LED显示电路及与AT89S51接口，LED数码块显示时，分，秒；(3)时钟调整电路及与AT89S51接口； (4)电子时钟程序设计；(5)基于Proteus的电子时钟原理路及仿真实现；（6）电子时钟事物制作（可选） 3、 硬件结构概述（一）复位电路图1单片机复位电路单片机复位的条件是：必须使RST/VPD 或RST引（9）加上持续两个机器周期（即24个振荡周期）的高电平。例如，若时钟频率为12 MHz，每机器周期为1s，则只需2s以上时间的高电平，在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。单片机常见的复位如图所示。电路为上电复位电路，它是利用电容充电来实现的。在接电瞬间，RESET端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RESET的电位逐渐下降。只要保证RESET为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图中的RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RESET端产生一个复位高电平。（二）晶振电路 下图所示为时钟电路原理图，在AT89S51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。图2晶振电路（三）按键电路 图3 按键电路 如图3所示，为按键部分。其中，K1为功能选择键，K2为确定键，K3为复位键，其原理为：检测P1.0-P1.1上点位，当有键按下时为高电平，当没有键按下时为低电平。（四）显示部分 图4 显示电路 如图4所示，为显示电路部分，P0口输出段码，P2口输出位码。采用六位共阳极七段数码管显示，用NPN型三极管驱动位，P0口接上拉电阻，驱动段。4、 软件结构概述（一）代码说明#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit second_set=P10;sbit minute_set=P11;sbit hour_set=P12; sbit go=P13;uchar code table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xbf;/数码管段选编码表uchar code disbit=0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80; /数码管位选编码表uchar aa,second,minute,hour;uchar buffer=0,0,0,0,0,0,0,0;void delay(uint t);void display();void main() TMOD=0x01; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; /定时器0初始化 aa=0; second=0; minute=0; hour=0; /各变量初始化 while(1) P1=0xff; /P1口作为读入口，检测按键状态 if(second_set=0) /秒设置键编码 delay(5); /按键消抖 5ms if(second_set=0) TR0=0; /设置时，关闭定时器0second+;delay(3); if(second=60) minute+;second=0;if(minute=60)hour+;minute=0;if(hour=24)hour=0; while(!second_set); /按键松手检测 display(); if(minute_set=0)/分设置键编码 delay(5);if(minute_set=0)TR0=0;minute+;delay(3);if(minute=60)hour+;minute=0;if(hour=24)hour=0;while(!minute_set); display(); if(hour_set=0) /时设置键编码 delay(5);if(hour_set=0)TR0=0;hour+;delay(3);if(hour=24)hour=0;while(!hour_set); display(); if(go=0) /开始键编码 delay(5);if(go=0)TR0=TR0;while(!go); display(); void timer0()interrupt 1 aa+; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; if(aa=20) /此时计满一秒 aa=0;second+;if(second=60)second=0;minute+;if(minute=60)minute=0;hour+;if(hour=24)hour=0; void delay(uint t) /延时子程序uint x,y;for(x=t;x0;x-)for(y=177;y0;y-);void display() /显示子程序uchar i;buffer0=second%10;buffer1=second/10;buffer2=10;buffer3=minute%10;buffer4=minute/10;buffer5=10;buffer6=hour%10;buffer7=hour/10;for(i=0;i8;i+)P0=tablebufferi; /段选P3=disbiti;/位选delay(3);P3=0x00; /P3作为驱动口5、 调试过程（一）系统仿真首先建立一个工程项目选择芯片确定选项，然后建立c源文件（将做好的*.c文件加入），再用项目管理器生成（编译）各种应用文件，最后检查并修改源文件中的错误。运行proteus软件进行仿真现在proteus软件中建立一个新的文件，再根据自己的要求选择所需的器件，把器件进行适当的排位后进行连接，连接后运行软件进行仿真。效果如图：图6 调试效果（二）仿真过程中出现的问题及解决方案1）子函数disp3( )原本想要的效果是，当对时钟的某位（时、分、秒）进行调整时，对应的两位数码管会闪烁，但在调试过程中，我们发现当设置同样的闪烁间隔时间时，不同电脑会有不同的效果。比如，在这台电脑上闪烁，而在另一台上调试时却不闪烁。2）开始调试时，经常会发现按键没有按照预定的功能进行工作，或者出现乱码，经过多次尝试，我们发现这都是我们在原来按键的基础上添加功能时，更改或影响了其他的计数器或状态值，根据这个原因，我们逐个排除了许多错误，最终所有的功能都达到了满意的效果。3）调试过程中，我们发现了一个奇怪的现象，到现在还不能解释清楚：在对计数器重装初值时，本来是要对初值进行加3-8个周期的修正以减小误差计数误差，但实际上我们发现适当减小计数初值，系统的误差会更小。经过多次的调时我们将时钟的误差保持在0.002s/25s，算是比较理想的了。6、 心得体会单片机作为我们主要的专业课程之一，我觉得单片机课程设计很有必要，而且很有意义。但当拿到题目时，确实不知道怎么着手，有些迷茫，上网查资料，问老师，在老师的帮助下，历时一个星期，解决一个又一个的困难，终于完成任务。在这次课程设计中，运用到了很多以前的专业知识，虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的一大收获。另外，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题的课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。设计过程，好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，但毕竟这是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，不能灵活运用。通过这次设