实训论文格式模板

1、实训论文格式模板号:f籥姥如科歿火琢GUILIN UNIVERSITY OF ELECTRONIC TECHNCLOGY电子工艺实训（论文）说明书（封面为本次实训封面模板）（论文内容为本次实训格式模板）题 目电子工艺（黑体三号加粗院（系）：应用科技学院专业：电子信息工程桂林电子科技大学实训说明书用纸学生姓名：学 号:指导教师：*班立新、胡机秀、李秀东2011年 7月 1日-i -桂林电子科技大学实训说明书用纸摘要数字时钟是利用数字电路基础和程序控制实现分、时、秒的装置，与机械始终相 比具有更高的准确性和直观性，而且使用寿命更长，因而得到广泛的应用和研究。本 系统采用AT89C52单片机作为控制

2、核心，以液晶数码管动态显示相关信息。在本系 统设计中共有以下三个模块组成：单片机控制模块、LED显示模块、按键调时模块。能实现设计要求的基本功能：计时的最长时间为24小时，显示最长时间为 23小时59分59秒，能实现显示功能和计时功能。另外还增加了附加功能：可通过 年月日” 时间” 闹钟”等5个键组合使用对时钟进行年月日、时间和闹铃的设置。关键字： AT89C52 ； LED显示器；动态显示-2 -目 录引言 11 绪论11.1本课题研究的目的和意义 11.1.1研究目的11.2 本课题的设计内容和设计目标 21.2.1设计内容21.2.2设计目标21.3设计方法及设计中的关键问题 22系统硬

3、件电路的设计 22.1 AT89S52 的介绍22.2时钟电路的设计 32.3按键部分电路的设置 42.4 LED显示模块42.4.1数码管驱动方式 52.4.2数码管常见问题52.5报时电路 62.6复位电路72.7电源电路73系统的软件设计 84 实训心得体会 10谢辞 12参考文献 13附录 14桂林电子科技大学实训说明书用纸引言20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透 了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。电子钟是人们 日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟

4、又有其体积小、重量轻、走时准确、结 构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用。数字钟的精度、稳定度远远超过老 式机械钟。与传统机械钟相比，它具有走时准确、显示直观无机械传动装置等优点。 与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性， 而且使用寿命更长，因而得到广泛的应 用和研究。数字时钟的用途十分广泛，只要有计时、计数的存在，便要用到数字钟的 原理及结构；同时在显示中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能 多，可以设置日期，时间，闹铃等，便于集成化而受广大消费者的喜爱。它已成为人 们日常生活中必不可少的生活用品，广泛用于个人、家庭以及车站、码头、剧场、办 公室等公共场所，给人们的生活、

5、学习、工作、娱乐带来极大的方便。基于数字钟的各种优点及其发展趋势， 以及其广阔的发展空间，数字钟一直是人 们时刻关注并致力于研究改进的电子产品， 如何使其功能更完善，方便人们日常生活 的使用，仍是研究方向。鉴于数字时钟的广泛使用性和其实用性，而且为了检验对单 片机使用、编程的掌握程度，进一步加深对单片机的理解，本系统设计是基于52单片机的数字时钟控制电路，利用 52的控制来实现对数字钟的显示，设置时间、日期、 闹铃等基本功能，利用四位动态数码管显示，易于控制。在这次电子实训中，我们能够把理论与实践更有机地结合在一起，这也是我们第一次系统的完成从选题、电路设计，PCB画图，做板、调试到论文的写作

6、。通过这次 实训，较为系统的掌握了电路设计及制作，训练动手能力，培养电路设计制作思路， 为以后的学习和专业知识的学习打下了更为深厚的基础。再次我对这次实训做一个说明和总结。1 绪论1.1本课题研究的目的和意义钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的 报时功能，在定时控制、定时检测等方面也有广泛应用，因此，在数字实验中研究数 字钟设计有着非常现实的意义。1.1.1研究目的（1）熟练基于52单片机的时钟设计，对单片机各管脚功能有进一步的认识并掌握；（2）熟悉用数码管对数字钟的显示，并掌握按键的设置和控制；（3）学习单片机的简单C程序设计。1.2本课题的设计内容和设计目

7、标1.2.1设计内容基于52单片机设计数字时钟，可以实现用 2个四位动态数码管显示日期、时间 和设置的闹铃时间。并可以通过按键实现对年月日、时间、闹铃的设置，通过拨码开 关控制是否需要闹钟。1.2.2设计目标完成设计内容规定的要求，并能在不用时钟芯片的情况下，依靠单片机内部的时 钟来实现数字钟的基本功能。1.3设计方法及设计中的关键问题（1）数码管的选择。（2）电源的制作。（3）程序的编写和按键的设置。2系统硬件电路的设计硬件电路是一个系统的重要部分，单片机芯片作为控制系统的核心部件，它除了 具备微机CPU勺数值计算功能外，还具有灵活强大的控制功能，以便实时检测系统的 输入量、控制系统的输出量

8、，实现自动控制。在本次设计中采用单片机技术来实现数 字钟的功能。方案的设计可以从以下几个方面来确定。微处理器的选择，AT89S51、52是2003年ATME唯出的新型品种，除了完全兼容 8051夕卜，还多了 ISP编程和看 门狗功能。但是 AT89S52的存储器容量比AT89S51的大。在本次设计中主要是以 AT89S52为核心控制器，外加一些控制电路来实现数字钟的基本功能。该系统由单片机主控电路、时钟电路、按键部分、LED显示模块、报时电路、复位电路、电源电路等几部分组成。下面分别介绍各个控制电路的功能及其工作原理。2.1 AT89S52 的介绍单片机是微机的一个分支，在原理和结构上，单片机

9、与微型机之间不但没有根本 性的差别，而且微型机的许多技术与特点都被单片机继承下来了。AT89S52是一种低功耗、高性能 CMOS 8位微控制器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash允许 程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有 效的解决方案。它具有串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静 态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、 定时器/计数器、串

10、口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。如图2-1所示为单片机主控系统图。GWDC10VCCrr.71234567g9PICFll2P123P134P145P1J6PM7P17SgP3010KP3J11J1yccPIO1P3212PllP3313P12£3 斗 cP34P13P3J15PH诂P15Jpr17PISo73XTAL218P17XTALU920consGNDPICVCCPllFCOP12P01P13P02P14P03PHFQ4PKPOSP17P06mF07F30/1GJDEAP31/TXDALEP3

11、2HNT0PSENP33HNT1P27P34EP2fiP3J/71P25P24P23丈TAL2P22KT AL1P21OHOF2Q21 SI1T89SS1lots38r37 f3T35 d"34亡1q2B se25 S63TS334567£vcc图2-1单片机主控系统2.2时钟电路的设计AT89S52单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入、输出端。石英晶体和陶瓷谐振器都可以用来一起构成自激振荡 器。从外部时钟源驱动器件，XTAL2可以不接，而从XTAL1接入，由于外部时钟 信号经过二分频触发后作为外部时钟电路输入的，所以对外部时

12、钟信号的占空比没有其它要求，最长低电平持续时间和最少高电平持续时间等还是要符合要求的。反相放大器的输入端为XTALl，输出端为XTAL2，两端连接石英晶体及两个电容形成稳定 的自激振荡器。电容通常取30PF左右。振荡频率范围是1.212MHz如图2-2所示。图22晶体振荡器晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输出到片内的时钟发生器上。时钟发生器为 二分频器。向CPU提供两相时钟信号P1和P2。每个时钟周期有两个节拍（相） P1 和P2,CPU就以两相时钟P1和P2为基本节拍指挥AT89S52单片机各部件协调工作。 在本次设计中取石英晶体的振荡频率为12MHz。2.3按键部分电路的设置本系统电路的

13、控制及调节使用了 5个按键来实现对数字钟日期、时间、闹铃的设 置。通过对各个按键之间的单独或组合使用，实现相关要求的设置。其电路图如2-3图所示。图2-3按键电路2.4 LED显示模块显示电路是采用四位共阴动态数码管来显示。尽管液晶的使用越来越频繁，但由于液晶显示的源代码较为复杂，限于目前作者的单片机水平，选用较为容易控制的动 态数码管显示。数码管是一类显示屏，通过对其不同的管脚输入相对的电流会使其发亮从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。由于它 的价格便宜，使用简单，在电器，特别是家电领域应用极为广泛空调热水器、冰箱等 等绝大多数热水器用的都是数码管。241数码管驱

14、动方式数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。(1) 静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如 BCD码二-十进制译码器译 码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度咼，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5X 8= 40根I/O端口来驱动，要知道一个 89S51单 片机可用的I/O端口才32个呢，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了 硬件电路的复杂性。本系统采用的是数码管动态显示来显示时间

15、等数字信息。(2) 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a ,b ,c ,d ,e ,f ,g , dp "的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字 形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字 形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流

16、显示过程中，每位数 码管的点亮时间为 12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应， 尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象 就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样 的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。如其动态时， 16/1动态扫描时， 平均电流为4-5mA,峰值电流50-60mA。2.4.2数码管常见问题(1)恒流驱动与非恒流驱动对数码管的影响由于发光二极管基本上属于电流敏感器件，其正向压降的分散性很大，并且还与温度有关，为了保证数码管具有良好的亮度均匀度，就需要使其具有恒定的工作电流，且不能受温度及其它因素的影响。

17、另外，当温度变化时驱动芯片还要能够自动调 节输出电流 的大小以实现色差平衡温度补偿。(2)为什么数码管亮度不均匀关于亮度一致性的问题是一个行业内的常见问题。要保证数码管亮度一样，在控制方式选取上也有差别。最好的办法是恒流控制，流过每一个发光二极管的电流都是 相同的，这样发光二极管看起来亮度就是一样的了。如恒压控制，则导致VF不相同的发光二极管分到的电流不相同，所以亮度也不同。当然，可以通过加三极管和排阻 来实现数码管的亮度一致。本系统采用加排阻的形式。本系统用单片机P0 口对其进行段码控制，P2 口对其进行位码控制，通过各个I/O 口的控制，实现其动态扫描。所用四位共阴数码管管脚如图2-4(a

18、)所示：IG1DI?IGg onJ-IBAu- QIU6 oi畀¥征立慕垃¥址立¥垃¥乂¥¥¥¥¥¥" t i e c e f t tf d cTil e f c or i iTe do 611 76 6 6 6 6 61 2 1 10 5 J-19 -脚图bJ cH启CJ e茂白2 S nL6Q二n1V9 F耳J启溜qzgQS J花阳寸凸昌"8 I I I事卩 q 0 吕AS QfStS J 1£住SOAtHr-l口 窝图2-4 (a)数码管管原理图中数码管的管脚

19、及与单片机接口方式如2-4 (b)所示:图2-4 (b)数码管接口图2.5报时电路报时是数字钟的一个重要功能， 报时器可用蜂鸣器和扬声器来实现， 为了简化电路，使用较为常用的蜂鸣器来实现闹铃报时，效果不错。报时电路如图2-5所示:图2-5报时电路2.6复位电路单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后 PO 0000H,使单片机从第一个单元取指令。无论是 在单片机刚接通电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位，所以我们必须弄清楚MGS-51型单片机复位的条件、复体电路和复位后状态。该电路除具有上电复位功能外,对系统的可控性是很有帮助的。

20、其复位电路如图2-6所示:亠F- L-C810UTRST I-R210KGND图2-6复位电路2.7电源电路稳压电源是单片机系统的重要组成部分，它不仅为系统提供多路电压源，还直接影响到系统的技术指标和抗干扰性能。 一个稳压电源输出电压和最大输出电流决定于 所选三端稳压器。在本次设计中采用 +5V电压，所以选用H7805稳压器。电源设计的 原理图如图2-7所示：LED图2-7电源电路3系统的软件设计单片机的程序设计有其自身的特点。在单片机系统中，硬件与软件紧密结合，由 于硬件电路的设计不具有通用性，所以必须根据具体的硬件电路来设计对应的软件， 硬件设计的优劣直接影响到软件设计的难易， 软件设计的

21、优劣又直接影响到硬件的发 挥。在很多时候，软件可以替代硬件的功能，当然，需要付出额外占用CPU寸间的代价。再判断是否有按键按下，从而进行校时、定时功能。主程序是软件设计的总体框架，因此主程序流程图的设计决定了程序编写的好 坏，主程序的功能主要是通过单片机的定时计数器产生秒脉冲进而将脉冲送到数码管 显示，并与闹钟的设定时间比较， 其流程图如图3所示。是否Timec>>闹铃YYNYNNYNY图3系统软件流程图软件程序的设计是根据硬件电路图的连接和各个元器件的功能进行设计。在编写软件时，可以按各个程序的功能将软件细分为各个功能模块，再通过主程序的调用来实现整个软件系统。而一般编写的程序都

22、是根据事前所用的流程图来编写的，而且， 流程图中也包含了对设计所得结果的要求，因此，流程图的设计直接影响到源程序的设计。其源程序见附录。4实训心得体会总结本次电子线路设计的实训，我受益颇多。本次实训时间为三周。整个实训过程基本上由学生自主完成， 从选题到确定设计 思路再到做板，调试。第一天实训就进行了实训动员大会和实训课题的安排，并下达 了实训任务书。接下来的一个星期是我们查找资料和确定实训课题的时间。整个实训过程，辅导老师都为我们做好了进度安排， 这为我们初次独立完成课题设计进行了很 好的引导，让我们养成了一个良好的习惯。在确定实训课题的时候，由于对单片机已 经稍有学习，因而选了数字钟这个课

23、题作为单片机的一个小试牛刀。由于数码管驱动较为简单，因而选用数码管显示。数字钟是单片机入门的一个很好的实践。虽然数字 钟较为简单，但为了原理图着实费了不少劲，通过上网查资料和图书馆相关书籍的查 阅，了解各个模块的功能及其实现方式，最后才确定原理图思路。PCB的画图又考验了我。由于平时很少练功，这是第一次那么急切的要认真完成任务。通过本次实训，积累了一些画PCB的技巧，结合实际情况，知道 PCB线路和焊盘等的一些注意事项， 那是平时练习画图所不能获得的知识和经验。实训第二周是做板。在一个星期的时间里，我们要把所选课题的板子做出来。这 次实训真是全方位的训练了我。由于暂时程序没出来，所以还不能仿真

24、。故而做板时 出现了很多不可预知的问题。由于没有做过相关单片机的板子， 以为下载口只要接单 片机任何一个端口就可以。第一块板做出来后，发现下载口必须和单片机的 P15P16、 P17 口对应连接。后来改进后，发现报时电路不起作用，蜂鸣器不响。经检查发现， 蜂鸣器原理接到了 P35 口，没有接电阻。后来改接P10 口，接了相应的阻值，蜂鸣器 就能正常工作了。这次课题设计难在程序的编写。还好后来放弃了选用液晶和时钟芯 片。因为他们的源代码和驱动程序比较难理解和把握， 而数码管的驱动程序比较简单， 只要理解段码和位码以及动态数码管的工作原理，就可以利用平时学过的C语言编写 了。本系统采用的是单片机内

25、部的定时计数器产生秒脉冲来进行秒计数，分计数和小时的计数。相对时钟芯片而言，单片机计数的准确性没那么高，但是基本能满足日常 数字钟的计数要求。本次实训没有训练自己的数电应用能力， 检验数电基底，实属遗憾，但纯属个人私心： 数字钟一直就想做，为了更好的单片机入门。总之，这次实训的机会十分的珍贵，对我们深入学习专业知识有极大的帮助。整 个实训过程，我们学会了如何依靠自己来完成既定的课题；如何在实践过程中，将理 论应用于实际；如何在未知的困难前学会镇定，学会不过喜，不过悲；如何在学习中 与同学互相帮助，共同解决问题；如何在一次次失败中重新开始，相信成功就在眼前。 一切一切的体会都让我从这次实训中受益

26、匪浅。硬件依靠软件得以升华，软件必须依赖硬件才能发挥其作用，所以数字钟的调试存在其一定的难度， 程序的反复改写也是 在所难免，可能就因为一个语句的错误可以导致全盘皆输。这次实训磨练人的耐心和 意志啊，从中我学会了一种精神：一丝不苟，认真操作，循序渐进，沉着冷静，输得 起，赢得起，戒骄戒躁，凡事不要想当然。谢辞三周的实训就这样匆匆而过，被时间刻印下来的除了昨日历历在目的实训情景还 有我的无限感恩。深深感谢老师们！是你们，与我们一同走过实训的日子；是你们，在实训过程中 给予了我悉心的指导；是你们，以严谨的工作作风、渊博的知识和务实的工作态度， 让我受益匪浅并深深的感动。孜孜不倦就是这样的吧，教人不

27、悔就是这样的吧，桃李 满天下就应该这样的吧！在此，谨向老师们的辛勤培养和教育，致以最真诚的感谢！要感激在平时学习中给我提供帮助的老师、学长及其他的同学，感激他们在我困惑时的指点迷津。此外，感谢我们学院为我们提供这次机会。感谢我的同学在实训与调试过程中给予的帮助， 有了他们的帮助，我少走了很多 的弯路。同时也要感谢科协、感谢实验室，感谢它们在我们实训过程中为我们提供的动手 的场地与器材，是它们让我们有了更多的条件去学习， 让我们有了更多锻炼自己的机 会，让我们学到了很多很多。学校开展实训这样的课题，使我受益匪浅，从中使我在很短的时间里学到了很多 很书本上没有的知识，而且让我对以前学过的知识有了更深刻的印象，同时也发现了自己知识的一些缺陷，因而我还要感谢学校，感谢学校安排实训这个课程，感谢学校 为了让每个同学在实训中能够学有所成学有所得而做出的努力。所有言语都无法表达心中的感恩，唯有给你们送出最诚挚的祝福和我最努力的表 现。成为你们的骄傲，将是我给你们最好的报答！参考文献1 于永.51单片机C语言常用模块与综合系统设 计实例精讲.北京.电子工业出版社，20082 林志琦.基于Proteus的单片机可视化软硬件 仿真.北京.北京航空航