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机械毕业设计
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高职数码管显时音乐小闹钟的设计,机械毕业设计
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毕业论文 第 1页共 17页 数码管显时 音乐 闹钟 的设计 nts毕业论文 第 2页共 17页 数码管显时 小闹钟的设计 摘要： 该闹钟不仅可以显示时间而且可以定时闹铃 ， 该闹钟有 四种工作模式，走时、 走时调整、闹时调整、闹时启 /停设定，它是我们学习生活的良伴。该系统硬件简单，设计巧妙。 使该内产品中的上简品 ,并具有一定的使用价值。 关键词：单片机 数码管 显时 闹铃 一：引言： 随着人民生活的提高，家庭中的时钟也在悄悄地发生着变化，早期的机械式小闹钟大部分被现代的电子时钟所取代。大大小小的电子手表、电子闹钟，石英手表，石英闹钟在人们的生 活中发挥着重要的作用，甚至有些家庭将带时钟的精美电子台历请到家中。传统的时钟多采用多片 IC，设计多采用数字电路中的各种触发器，电路结构复杂结构，为此设计了一种基于 89S51的单片机系统的闹钟，电路极为简单。 二：方案设计与论证： 方案一：如图 1所示 ： nts毕业论文 第 3页共 17页 图 1 在图 1 中 四 个共阳数码管工作在静态显示方式，各位的公共端连接起来并接电源。各位的断选线（ a-dp）分别有 8位 I/O口输出控制，各位显示中的各位相互独立，而且各位的显示字符一经确定，相应锁存 器 的输出维持不变，直到显示另一个字符为止。这种显示方式亮度较高。 IED1 由 I/O1 控制、 IED2 由 I/O2 控制、 IED3 由 I/O3 控制、IED4由 I/O4控制。这种显示方式接口、编程容易，管理简单，付出的代价是占用口线资源较多。图中 4个数码管要有 4个 I/O，如果显示器位数很多，这种方式无法适应。 图 2 LED1 IED2 IED3 IED4 I/O（ 1） I/O（ 2） I/O（ 3） I/O（ 4） 电源 键盘 89S51 VCC LED1 IED2 IED3 IED4 I/O（ 8 位 ） 电源 键盘 89S51 I/O（ 4 位 ） nts毕业论文 第 4页共 17页 方案二： 在图 2中四个数码管是动态显示。将 4位数码管的所有位的段选线响应地并联在一起，有一个 8位的 I/O口控制，形成端选线的多路复用。而各位的公共段 分别有响应的 I/O口控制，实现各位的分时复用 ，因此，同一时刻，如果各位选线都处于选通状态的话， 4 位 LED将显示相同的字符。若要各位 LED 能够显示出与本位响应的显示字符，就必须采用扫描显示方式，只让一位的位选处于选通状态，而其他各位的位选处于关闭状态，虽然这些字符是不同时刻出现的，而同一时刻，只有一位显示，其他各位熄灭，单由于人眼视觉惰性，只要每位显示间隔足够短，就可以造成多位同时亮的假象，达到显示的目的。 这种显示方式硬件简单，资源可以得到充分的利用。 方案二电路结构也比较简单，优化了控制功能，单片机的资源得 到了充分的利用。经过对两种方案的比较，本设计及制作采用了方案二。 三：系统设计： 一）硬件部分： 1、供电电源： 下图 3是辅助电源部分： V i n1GND2+ 5 V3I C 21234B D 1+ C4+ C3C2+ 5 v图 3 nts毕业论文 第 5页共 17页 图中的 220V市电经变压器 T变压输出，得到的 15V的交流电压，经 BD1 桥式整流，后经 C4 滤波，再经过 IC2（ 7805） 的稳压， 后经C2、 C3 的滤波 得到 5V 的电压，作为单片机该电路是传统的电路，电路结构简单，易于制作。 2、主控部分： 如图 4， 主控部分采用 51 的单片机作为控制器，单片机采用80S51，它的性能要比 80C51 好 ，现在， 89S51 目前已经成为了实际应用市场上新的宠儿，作为市场占有率第一的 Atmel目前公司已经停产 AT89C51，将用 AT89S51代替。 89S51在工艺上进行了改进， 89S51采用 0.35新工艺，成本降低 ,而且将功能提升 ,增加了竞争力。 89SXX可以像下兼容 89CXX等 51系列芯片。它和 80C51的编程一样 ,而且外部应脚和 80C51一样。并且 89S51相对于 89C51增加的新功能包括： 新增加很多功能，性能有了较大提升，价格却基本不变，甚至比 89C51更低； ISP 在线编程功能，这个功能的优势在于改写 单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能；工作频率为 33MHz，大家都知道 89C51 的极限工作频率只有 24M，就是说 S51具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度；具有双工UART 串行通道；内部集成看门狗计时器，不再需要像 89C51 那样外接看门狗计时器单元电路； 双数据指示器；电源关闭标识； 全新的加密算法，这使得对于 89S51的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯；兼容性方面：向下nts毕业论文 第 6页共 17页 完全兼容 51全部字系列产品。比如 8051、 89C51等等 早期 MCS-51兼容产品。也就是说所有教科书、网络教程上的程序（不论教科书上采用的单片机是 8051 还是 89C51 还是 MCS-51 等等），在 89S51 上一样可以照常运行，这就是所谓的向下兼容。 18和 19脚外接晶振， 外连接 12MHZ的晶振， 9脚为复位开关， 单片机的复位电路，采用传统的上电复位。 P3.4、 P3.5、 P3.7 为控制端，外连接三个轻触按键，我们依次命名为： SET、 HOUR、 MIN， SET：为工作方式显示，有四种工作方式： （ 1） 走时 ：通过模式设定为走时， U1、 U2显示小时， U3、 U4显示分。（ 2） 走时 调整 ：通过模式设定为走时调整，按下 HOUR 对 U1、 U2 的走时时间进行调整（每 0.2秒递加一），按下 MIN键对 U3、 U4的走分进行调整（每 0.2秒递加一） （ 3） 闹时调整 ：通过模式设定闹时调整，按下 HOUR对 U1、 U2的闹时时间小时进行调整（每 0.2秒递加一），按下 MIN键对 U3、 U4的闹时分进行调整（每 0.2秒递加一）。 （ 4） 闹时启 /停 ：通过模式设定闹启 /停，按 一 下 HOUR， U3的小数点显示，闹铃开。再按一下 HOUR， U3的小数点不显，闹铃关。 通过按动 SET选择四种工作形式。 HOUR：为小时调整，每按动 一下时间增加 1， MIN：为分钟调整，每按动一下时间加 1。 3、显示部分： 数码管选用的是共阳极，单片机的 P1口输出的信号经过 470的电阻限流连接到数码关的八段端， U1、 U2、 U3、 U4的公共端经过 VT1nts毕业论文 第 7页共 17页 VT4（ 9012） 的集电极连到 +5V的电源上。 VT1 VT4的基极经过 1K的限流电阻连接到单片机的 P3.0、 P3.1、 P3.2、 P3.3，实现了动态的数码显示。 4、闹时部分： 闹时部分有 VT5（ 9012）驱动，带动一个音乐芯片。到定时时间到，音乐芯片发出声音。闹时一分钟。 DP7A10B9C8D5F2G3E4COM1COM6U1DP7A10B9C8D5F2G3E4COM1COM6U2DP7A10B9C8D5F2G3E4COM1COM6U3DP7A10B9C8D5F2G3E4COM1COM6U4CCABDEFGDPDPABCDEFGDP DP DPA A AB B BC C CDDDE E EF F FG G GV T 1 V T 2 V T 3 V T 4 V T 5R4 R3 R2 R1R5R6R7R8R9R 1 0R 1 1R 1 2BZGND 图 4 二 ） ：软件设计： 系统的软件设计采用了 KEILC51， 程序采用模块设计，主要包括：闹时启 /停部分、走时部分、扫描按键部分、 调整走时时间 和 调整闹时时间 、闹时时间输出驱动和走时时间输出驱动部分等组成。 程序见附件 1 nts毕业论文 第 8页共 17页 三：总结与结论： 系统的设计比较简单，但充分利用了单片机的资源，易于制作，并具有一定的使用价值。在生活、学习中得到了利用。是我们的良伴。该系统可以说是 单片机设计的上极简，今使用了单片机就实现了电子钟的功能。 参考文献： 1、李华 .MCS-51系列单片机实用接口技术 .北京 :北京航空航天大学出版社 ,2002 2、万福君 .单片微机原理系统设计与应用 .合肥 :中国科技大学出版社 ,2001 3、徐爱钧，彭秀华 .单片机高级语言 C51Windows环境编辑与应用 .北京 :电子出版社 ,2002 nts毕业论文 第 9页共 17页 附件 1 程序清单： #include /*包含器件配置文件 */ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int char DATA_7SEG10=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99, 0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,;/*0-9的数码管段码 */ uchar hour=0,min=0,sec=0; /*时、分、秒单元清零 */ uchar deda=0; /*5mS计数单元清零 */ uchar t_hour=0,t_min=0; /*闹时时、分单元清零 */ bit d_05s=0; /*0.5秒标志 */ bit o_f=0; /*闹时启 /停标志 */ uchar set=0; /*模式设定标志 */ uchar m=0; uchar flag=0; /*RAM掉电标志 */ void delay(uint k); /*延时子函数 */ void conv(); /*走时单元转换 */ void p_out(); /*判别闹时到否子函数 */ void dirve(); /*走时时间输出驱动子函数 */ void t_dirve(); /*闹时时间输出驱动子函数 */ /*闹时启 /停子函数 */ void time1_of() uchar m; nts毕业论文 第 10页共 17 页 if(P3_7=0)delay(1); if(P3_7=0)o_f=1; for(m=0;m=4)set=0; if(set=1)flag=0x55; F0:if(P3_4=0)goto F0; /*按键未释放，在此等候 */ nts毕业论文 第 12页共 17 页 /*延时子函数 */ void delay(uint k) uint i,j; for(i=0;i=200)sec+;deda=0; if(sec=60)min+;sec=0; if(min=60)hour+;min=0; nts毕业论文 第 15页共 17 页 if(hour=24)hour=0; /*走时时间输出驱动子函数 */ void dirve() P1=DATA_7SEGhour/10;P3=0xf7;delay(1); P1=DATA_7SEGhour%10;P3=0xfb;delay(1); if(d_05s=1)if(P3_2=0)P1_7=0;else P1_7=1; delay(1); P1=DATA_7SEGmin/10;P3=0xfd;delay(1); if(o_f=1)if(P3_1=0)P1_7=0;else P1_7=1;delay(1); P1=DATA_7SEGmin%10;P3=0xfe;delay(1); /*闹时时间输出驱动子函数 */ void t_dirve() P1=DATA_7SEGt_hour/10;P3=0xf7;delay(1); if(P3_3=0)P1_7=0;else P1_7=1; delay(1); P1=DATA_7SEGt_hour%10;P3=0xfb;delay(1); P1=DATA_7SEGt_min/10;P3=0xfd;delay(1); nts毕业论文 第 16页共 17 页 P1=DATA_7SEGt_min%10;P3=0xfe;delay(1); /*判别闹时到否 子函数 */ void p_out() if(o_f=1) if(t_hour=hour)if(t_min=min) if(P3_0=0)P1_7=0;delay(1); else P1_7=1; /*主函数 */ void main() init_timer(); /*定时器 T0初始化 */ while(1) /*无限循环 */ if(P3_4=0)scan_key(); /*有按键，调用按键扫描子函数 */ switch(set) /*根据 set键值散转 */ case 0:time();break; /*走时时间程序 */ nts毕业论文 第 17页共 17 页 case 1:time1_adj();break; /*闹时时间调整 */ case 2:time_adj();break; /*走时时间调整
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