單片機多功能時鐘的設(shè)計

1、 題目：學生姓名：劉寧學號:070403228學院:機電工程學院班級:A07電信2指導教師：李良兒浙江海洋學院教務(wù)處2009年12月17日附2：浙江海洋學院課程設(shè)計任務(wù)書20072008學年第2學期學院機電工班級A07電信2專業(yè)電子信息工學生姓名（學號）劉寧070403228課程名稱單片機多功能時鐘的設(shè)計設(shè)計題目單片機多功能時鐘的設(shè)計完成期限自2009年12月10日至2009年12月17日共1周設(shè)計依據(jù)已經(jīng)學習了驗室提供必要的設(shè)備,系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用課程的內(nèi)容，實可以進行相關(guān)設(shè)計。設(shè)計要求及主要內(nèi)容基本要求：（1）、能實現(xiàn)正常的時鐘功能。分別由6個數(shù)碼管顯示實時的時、分、秒。時、分后面加小

2、數(shù)點區(qū)分。（2）、能實現(xiàn)秒表的功能。以0.01秒為計數(shù)單位，顯示范圍在到分秒。有秒表的開始、停止功能。（3）具有校時功能：能對時、分按實際時間進行手動校正。發(fā)揮部分：（1）被校時段，有閃爍功能。（2）開機能顯示班級、學號等信息，并能滾屏顯示。（3）其他發(fā)揮功能。參考資料系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用高等教育出版社指導教師簽字日期單片機多功能時鐘的設(shè)計劉寧電信班學號：系統(tǒng)功能的確定基本要求：（1）、能實現(xiàn)正常的時鐘功能。分別由8個數(shù)碼管顯示實時的時、分、秒。時、分后面加-區(qū)分。（2）、能實現(xiàn)秒表的功能。以0.0秒1為計數(shù)單位，顯示范圍在0到99分99秒。有秒表的開始、停止功能。（3）具有校時功能：能對時

3、、分按實際時間進行手動校正。（4）被校時段，有閃爍功能。（5）開機能顯示班級、學號等信息，并能滾屏顯示。（6）其他發(fā)揮功能。方案論證1方案一為了實現(xiàn)顯示器的數(shù)字顯示，可以采用靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法，由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件，接口復(fù)雜一些，考慮時鐘顯示只有六位，且系統(tǒng)沒有其它復(fù)雜的處理任務(wù)，所以決定采用動態(tài)掃描法實現(xiàn)的顯示。2方案二硬件采用位數(shù)碼管，定義三個按鍵（、）為時鐘校時或秒表開始暫停鍵，為時鐘校分或秒表清零鍵，為顯示時鐘或秒表按鍵。時鐘正常走時不影響秒表計時。秒表不影響時鐘采用動態(tài)顯示法，顯示程序采用查表法。在中開辟、為時鐘的顯示緩存區(qū)，、為秒表的顯示緩存區(qū)。優(yōu)點:按鍵簡單、程

4、序設(shè)計可以簡潔等，缺點：校時時只能加一不能減一操作，使用不方便，并且在校時的時候數(shù)碼管不能閃爍。方案三硬件采用位數(shù)碼管，定義三個按鍵（、）為時鐘校時加一或秒表開始暫停鍵，為時鐘校時減一或秒表清零鍵，為顯示時鐘或秒表或校時開始按鍵。時鐘顯示格式為“、-、”、，-調(diào)、整、分鐘時，分為閃爍，調(diào)整時鐘時，時鐘為閃爍。秒表的顯示格式為“、-、”。-因、為、時鐘隨時改變的特殊性，在內(nèi)存中開辟、為時鐘的顯示緩存區(qū)，、為秒表的顯示緩存區(qū)，顯示程序采用查表法設(shè)計，這樣在數(shù)碼管上可以實時改變顯示數(shù)據(jù)?？紤]到秒表的準確性，秒表程序使用單片機的中斷計時，定時，次為一秒并對顯示緩存區(qū)數(shù)據(jù)加以修改。秒表則是使用了單片機的

5、定時器，因為秒表的精度為秒，所以定時器設(shè)置為中斷一次，中斷后對秒表的顯示緩存區(qū)數(shù)據(jù)加以修改。顯示程序設(shè)計思路如下：一個字節(jié)存放兩個數(shù)，位數(shù)碼管 對應(yīng)顯示緩沖區(qū)的一個字節(jié)。只需將顯示緩存區(qū)的首地址寫入既可顯示顯示緩存區(qū)后個字節(jié)里個數(shù)字字符。顯示緩沖區(qū)必須對與其他子函數(shù)共用的變量進行堆棧。為了使設(shè)計的多功能電子鐘更人性化，本次系統(tǒng)方案選擇第三種方案系統(tǒng)硬件的設(shè)計1主控制器的設(shè)計和接口電路的設(shè)計（電路圖及設(shè)計說明）秒表/時鐘計時器的硬件電路如右圖，采用AT89C52單片機最小化應(yīng)用設(shè)計，采用共陽七段LED顯示器,P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，P3.0P3.7口作列掃描輸出，Pl.O、Pl.l、P1.2口接三個

6、按鈕開關(guān)用以調(diào)時及功能設(shè)置。由于所使用的P0端口內(nèi)部無上拉電阻，輸出的是虛高電位，所以利用74LS245使P0口能正常工作。在P3口連接了八個非門提高了單片機對數(shù)碼管的驅(qū)動電流（單片機各輸入端流入約為30mA，輸出約為10mA）。為了提供共陽LED數(shù)碼管的驅(qū)動電壓，用三極管90l2作電源驅(qū)動輸出（圖中未畫出）。采用11.0625MHz晶振可有系統(tǒng)軟件的設(shè)計1設(shè)計思想：11D1總體功能：K1（P1.0）,K2（P1.1）,K3（P1.2）為校時進入校時狀態(tài)，按K1（P1.0）為加一鍵，按應(yīng)選擇調(diào)分或調(diào)時。在秒表狀態(tài)下，K1為秒表開始暫獨立的T1定時器，所以時鐘、秒表、校時互不影響本人此次采用的設(shè)

7、計思想為模塊化思想。將本系1:211E:1:申1:41611；11:汨p(.=rF1：1=E畑13Ft.WI高秒=5:J.-j沖一如:TM*單。在時鐘狀態(tài)下長按K3（p1.2Ifn1-叫：二，在校時狀態(tài)下按因為秒表計時使用)鍵K3(P1.2)可以:鍵為冊秒表清妙歸八八，顯示計時模塊。將這些事先劃分好的模塊用匯編語言編成不同的子程序從而達到系統(tǒng)的整體功能。其中顯示程序貫穿整個系統(tǒng)軟件的始終，其它的程序以一定的規(guī)律改變顯示程序的顯示內(nèi)容為目的。滾屏程序由一個中斷服務(wù)程序構(gòu)成，當達到一定的中斷時間后改變顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容。塊、滾屏模塊、鍵盤模塊、再將它們有機的結(jié)合起來+翌勞 2開機初始化及滾動顯示班級

8、學號開機顯示班級學號流程圖如右圖：顯示緩沖區(qū)為0123顯示子程序延時一段時間后，緩沖區(qū)數(shù)據(jù)整體左移，然后繼續(xù)調(diào)用顯示函數(shù)循環(huán)執(zhí)行。源程序如下： # 主函數(shù)程序如下：秒表標志位整體左移、右2_m7Q40f3228=調(diào)用顯示程序3主函數(shù)主函數(shù)框圖如下圖所示，在初始化完畢以后，一直循環(huán)調(diào)用顯示子程序和鍵盤掃描子程序構(gòu)成一閉環(huán)。若有鍵按下則程序會去檢測是哪一個鍵按下，利用軟件消抖確認確實有鍵按下后進入鍵盤處理子程序定時次定時時鐘、秒表的中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序：本多功能電子鐘含時鐘，秒表功能。所以設(shè)置了兩個中斷服務(wù)程序，時鐘使用定時器，定時，循環(huán)次為一秒鐘并對秒位進行加一操作。秒表則使用定時器，定時就

9、可達到精度為秒的標準。其源程序如下：增加一秒加一次自動進位。中斷服務(wù)程序時間增加子函數(shù)，增加一秒加一次自動進位。秒*表*程序時，設(shè)置時間不進位CLRC;秒表中斷服務(wù)程序時間增加MOV40H,#00SUBBA,#0CAH子函數(shù)，OK1:RET顯示子程序顯示程序如下：它將顯示緩沖區(qū)4個字節(jié)數(shù)據(jù)依次讀出，每一字節(jié)數(shù)據(jù)分兩次分別對應(yīng)顯示到數(shù)碼管上（讀一字節(jié)顯示兩位，直到八個數(shù)碼管顯示完畢）。源程序如下：顯示數(shù)據(jù)顯示子程序緩沖區(qū)首地址送 函數(shù)鍵盤處理子程序主函數(shù)鍵盤處理子程序框圖如右圖。由于本電子鐘功能多，按鍵設(shè)計較為人性化，所以主函數(shù)的鍵盤處理子程序較為復(fù)雜。其功能如下，鍵負責秒表計時的開始暫停鍵或者

10、時鐘校時時的加一鍵。鍵負責秒表計時的清零和時鐘校時時的減一鍵。鍵為功能鍵，作為選擇秒表、時鐘或者是校時功能按鍵。因為按鍵按下的一瞬間和松開的一瞬間在按鍵兩端的電位產(chǎn)生抖動，必然會使單片機誤判，所以檢測鍵盤按鍵都必須經(jīng)過軟件延時消抖處理。其源程序如下：*鍵盤*掃*描進入校時程序，標志位校時子程序校時子程序鍵盤設(shè)計如下，鍵為功能選擇鍵，按（）為加一鍵，按為減一鍵。其源程序如下：校*時閃爍子程序設(shè)為標志位為時分閃爍,為時時閃爍系統(tǒng)調(diào)試及指標測試因為整個系統(tǒng)含有很多個子程序，所以調(diào)試時把各個子程序分別調(diào)試，成功后進行整體調(diào)試。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)了一些錯誤，加了修改。比如：1、在中斷服務(wù)程序中必須將與主函數(shù)中共用的變量進行堆棧，如果不堆棧程序執(zhí)行結(jié)果將無法想象。、在使用命令時總結(jié)出一定的規(guī)律：指令必須在指令之后，但是本時鐘校時時候需要對單元減一操作所以采用語句實現(xiàn)減一功能。、應(yīng)為程序長使用了多個檢測標志位，對于標志位的判斷和指令的區(qū)別，需小心檢查。在軟件模擬調(diào)試成功后，將編譯生成的文件用燒寫軟件燒入中并在實驗板上調(diào)試成功。時鐘與秒表性能良好，比較準確。結(jié)論通過本次課程設(shè)計，設(shè)為加深了對