畢業(yè)設(shè)計（論文）-基于AT89S52單片機數(shù)字時鐘的設(shè)計

1、 單位代碼 密 級 公 開 學(xué) 號 學(xué)士學(xué)位論文 基于單片機數(shù)字時鐘的設(shè)計 論文 指導(dǎo)教師：學(xué)科專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)職教師資本科提交論文日期：2021年3月24日論文辯論日期：2021年4月2日學(xué)位授予單位：重慶文理學(xué)院 中 國 重 慶2021年 4月目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc260088373 摘 要： PAGEREF _Toc260088373 h I HYPERLINK l _Toc260088377 Abstract PAGEREF _Toc260088377 h II HYPERLINK l _Toc260088378 第一章 引言

2、PAGEREF _Toc260088378 h 1 HYPERLINK l _Toc260088382 PAGEREF _Toc260088382 h 11.2 單片機的的應(yīng)用 HYPERLINK l _Toc260088388 11.3 單片機的開展趨勢 HYPERLINK l _Toc260088389 21.4 數(shù)字時鐘方案論證比擬 HYPERLINK l _Toc260088391 3 HYPERLINK l _Toc260088392 3 HYPERLINK l _Toc260088399 數(shù)碼管與LCD液晶顯示性能比擬4第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn) HYPERLINK l _Toc

3、260088414 5 HYPERLINK l _Toc260088423 系統(tǒng)概述5 HYPERLINK l _Toc260088424 62.2.1 時鐘電路 HYPERLINK l _Toc260088437 6 HYPERLINK l _Toc260088443 2.2.2 液晶LCD1602顯示電路72.2.3 復(fù)位電路與晶振電路 HYPERLINK l _Toc260088444 92.3 總體電路圖設(shè)計 HYPERLINK l _Toc260088444 10第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計與實現(xiàn) HYPERLINK l _Toc260088444 113.1 程序的功能 HYPERLIN

4、K l _Toc260088444 113.2 編程思路 HYPERLINK l _Toc260088444 123.3 程序設(shè)計流程圖 HYPERLINK l _Toc260088444 133.3.1 DS1302 軟件設(shè)計流程圖 HYPERLINK l _Toc260088444 153.3.2 LCD顯示程序流程圖 HYPERLINK l _Toc260088444 153.3.3 時間鬧鈴設(shè)置流程圖 HYPERLINK l _Toc260088444 PAGEREF _Toc260088444 h 16第四章 系統(tǒng)的組裝與調(diào)試 HYPERLINK l _Toc260088444 16

5、硬件系統(tǒng)的組裝與調(diào)試 HYPERLINK l _Toc260088444 17軟件調(diào)試 HYPERLINK l _Toc260088444 18 HYPERLINK l _Toc260088445 第五章 結(jié) 論19 HYPERLINK l _Toc260088448 參考文獻21 HYPERLINK l _Toc260088449 致 謝22 摘要隨著科技的快速開展和生活水平的不斷提高，人們對時鐘的精確度和實用性要求越來越高。本文采用AT89S52單片機，通過DS1302日歷芯片進行定時，并通過LCD1602液晶進行顯示。通過C語言程序編寫，將設(shè)計出更準確定時、更省電的數(shù)字時鐘。單片機數(shù)字時

6、鐘具有設(shè)置時間、日期、星期的根本功能，并且能夠顯示年、月、日、時、分、秒、星期。單片機數(shù)字鐘不管在性能還是在樣式上都發(fā)生了質(zhì)的變化，實踐證明單片機數(shù)字時鐘具有更加準確性、精密性等功能。關(guān)鍵字：數(shù)字時鐘；DS1302；LCD1602;AT89S52AbstractIn daily life, time is science, technology and everyday life is one of the most basic physics, we often deal with temporal clocks, such as hand watch, wall clock, even o

7、n a computer program, the clock on the phone can be generalized a clock display on the clock, along with the rapid development of technology and the continuous improvement of living standards, people on the clocks accuracy and practical demand is higher and higher. Based on the single chip microcomp

8、uter principle, USES the monolithic integrated circuit AT89S52 series, through the hardware circuit and software production procedure formulation, will design a more accurate timing, electricity -saving digital clock, SCM in performance or digital clock no matter in style have undergone a qualitativ

9、e change, digital clock has proved microcontroller more accuracy, precision sex etc. Function. Key Words：Digital clock ; DS1302; LCD1602;第一章 引言單片機是在一塊硅片上集成了各種部件的微型計算機。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的開展，可以將中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲器RAM、程序存儲器ROM定時器計數(shù)器以及輸入/輸出I/O接口電路等主要計算機部件，集成在一塊電路芯片上。雖然單片機只是一個芯片，但從組成和功能上，都已具有了微機系統(tǒng)的含義。由于單片機能獨立執(zhí)行內(nèi)部程序，

10、所以又稱它為微型控制器Microcontroller。單片機自從問世以來，性能在不斷的提高和完善，它不僅能夠滿足很多應(yīng)用場合的需要，而且具有集成度高、功能強、速度快、體積小使用方便、性能可靠、價格低廉等特點。因此，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信、智能接口、商業(yè)營銷等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機應(yīng)用系統(tǒng)。單片機的潛力越來越被人們所重視，所以更擴大了單片機的應(yīng)用范圍，也進一步促進了單片機技術(shù)的開展，單片機的開展史大致可分為三個階段。第一階段1976-1978：初級單片機微處理階段。該時期的單片機具有8位CPU，并行I/O端口、8位時序同步計數(shù)器，尋址范圍4KB

11、，但是沒有串行口。第二階段1978-1982：高性能單片機微機處理階段，該時期的單片機具有I/O串行端口，有多級中斷處理系統(tǒng)，15位時序同步技術(shù)器，RAM、ROM容量加大，尋址范圍可達64KB。第三階段1982-至今：8位單片機微處理改進型及16位單片機微處理階段。1.2 單片機的應(yīng)用由于單片機具有顯著的優(yōu)點，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用普及各個領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1) 單片機在智能儀表中的應(yīng)用單片機廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測量的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價格比。(2) 單片機在機電一體化中的應(yīng)用機電

12、一體化是機械工業(yè)開展的方向。機電一體化產(chǎn)品是指集成機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)于一體，具有智能化特征的機電產(chǎn)品，例如微機控制床、鉆床等。單片機作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強等優(yōu)點，可大大提高機器的自動化、智能化程度。(3) 單片機在實時控制中的應(yīng)用單片機廣泛地用于各種實時控制系統(tǒng)中。例如，在工業(yè)測控、航空航天、尖端武器、機器人等各種實時控制系統(tǒng)中，都可以用單片機作為控制器。單片機的實時數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可使系統(tǒng)保持在最正確工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。(4) 單片機在分布式多機系統(tǒng)中的應(yīng)用在比擬復(fù)雜的系統(tǒng)中，常采用分布式多機系統(tǒng)。多機系統(tǒng)一般由假

13、設(shè)干臺功能各異的單片機組成，各自完成特定的任務(wù)，它們通過串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。單片機在這種系統(tǒng)中往往作為一個終端機，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點上，對現(xiàn)場信息進行實時的測量和控制。單片機的高可靠性和強抗干擾能力，使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作。(5) 單片機在人類生活中的應(yīng)用自從單片機誕生以后，它就步入了人類生活，如洗衣機、電冰箱、電子玩具、收錄機等家用電器配上單片機后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。單片機將使人類生活更加方便、舒適、豐富多彩。 單片機開展趨勢目前，單片機正朝著高性能和多品種方向開展，其開展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電

14、路內(nèi)裝化等幾個方面開展。下面是單片機的主要開展趨勢：(1) CMOS化近年，由于CHMOS技術(shù)的進小，大大地促進了單片機的CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特性之外，還具有功耗的可控性，使單片機可以工作在功耗精細管理狀態(tài)。這也是今后以80C51取代8051為標準MCU芯片的原因。因為單片機芯片多數(shù)是采用CMOS金屬柵氧化物半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)。CMOS電路的特點是低功耗、高密度、低速度、低價格。采用雙極型半導(dǎo)體工藝的TTL電路速度快，但功耗和芯片面積較大。隨著技術(shù)和工藝水平的提高，又出現(xiàn)了HMOS高密度、高速度MOS、CHMOS工藝以及CHMOS和HMOS工藝的結(jié)合。目前生產(chǎn)的CHMOS電路已到達L

15、STTL的速度，傳輸延遲時間小于2ns，它的綜合優(yōu)勢已大于TTL電路。因而，在單片機領(lǐng)域，CMOS電路正在逐漸取代TTL電路。(2) 低功耗化單片機的功耗已從mA級，甚至1uA以下；使用電壓在36V之間，完全適應(yīng)電池工作。低功耗化的效應(yīng)不僅是功耗低，而且?guī)砹水a(chǎn)品的高可靠性、高抗干擾能力以及產(chǎn)品的便攜化。(3) 低電壓化幾乎所有的單片機都有WAIT、STOP等省電運行方式。允許使用的電壓范圍越來越寬，一般在36V范圍內(nèi)工作。低電壓供電的單片機電源下限已可達12V。目前0.8V供電的單片機已經(jīng)問世。(4) 低噪聲與高可靠性為提高單片機的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方

16、面更高標準的要求，各單片廠家在單片機內(nèi)部電路中都采用了新的技術(shù)措施。 數(shù)字時鐘方案論證比擬 數(shù)字電路與單片機性能比擬數(shù)字時鐘系統(tǒng)可采用數(shù)字電路實現(xiàn)，也可以采用單片機來完成。假設(shè)用數(shù)字電路完成，所設(shè)計的電路相當復(fù)雜，大概需要十幾片數(shù)字集成塊，其功能也主要依賴于數(shù)字電路的各功能模塊的組合來實現(xiàn)，焊接的過程比擬復(fù)雜，本錢也非常高。假設(shè)用單片機來設(shè)計制作完成，由于其功能的實現(xiàn)主要通過軟件編程來完成，那么就降低了硬件電路的復(fù)雜性，而且其本錢也有所降低，所以在該設(shè)計與制作中采用AT89S52單片機，它是低功耗、高性能的CMOS型8位單片機，內(nèi)帶有8KB的Flash程序存儲器，且允許在系統(tǒng)內(nèi)改寫或用編程器編

17、程。另外，AT89S52的指令系統(tǒng)和引腳與8051完全兼容，片內(nèi)有256B的RAM、32條IO口線、2個16位定時計數(shù)器、5個中斷源、一個全雙工串行口等，具有在線編程可擦除技術(shù)，當在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，不需要對芯片屢次拔插，所以不會對芯片造成損壞，由此可見使用單片機作為數(shù)字時鐘的核心器件將更加具有快捷、高效的性能。數(shù)碼管與LCD液晶顯示性能比擬單片機應(yīng)用系統(tǒng)最常用的顯示器LED發(fā)光二極管顯示器和LCD液晶顯示屏，這兩種顯示器器件都可顯示數(shù)字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)，他們的驅(qū)動電路簡單、易于實現(xiàn)且價格低廉，因此得到廣泛應(yīng)用。同時由于數(shù)碼管只能顯示數(shù)字數(shù)

18、碼管顯示內(nèi)容單一，液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，沒有電磁輻射、壽命長等優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，而這個畢業(yè)設(shè)計中，要求功能較多，為了使電路顯示的更清晰明了，在該設(shè)計當中我們決定采用LCD1602液晶作為我們單片機數(shù)字時鐘的顯示設(shè)備。單片機編程時鐘與時鐘芯片性能比擬在單片機系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，經(jīng)常需要一個時鐘電路定時、測控之用；數(shù)字時鐘的實現(xiàn)方法有很多種，最簡單的就是利用單片機中都集成的定時器，通過軟件編程來構(gòu)成一個時鐘來使用，但是基于這種方法，由于定時器工作在中斷方式，它會頻繁地中斷CPU的工作。每次開機都要重新設(shè)置標準時間，使用

19、不方便而且還占用單片機的定時器資源，單片機直接編程做時鐘電路雖然節(jié)省本錢，但功能卻有許缺乏，而且單片機工作不是很穩(wěn)定，容易出現(xiàn)死機、跑錯等等，電路一復(fù)位就又要從新調(diào)整時間，顯然這在實際情況中是很麻煩的，與社會的主流開展智能化，不相符合。但是美國DALLAS公司推出的具有涓細電流充電能力的低功耗實時時鐘電路DS1302，它可以對年、月、日、周、日、時、分、秒進行計時，且具有閏 年補償?shù)榷喾N功能。采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能，因此我們在這里將會采用采用DS1302作為我們單片機數(shù)字時鐘的時鐘芯片。 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)2.1 系統(tǒng)概述本系統(tǒng)是

20、由AT89S52單片機為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓環(huán)境中工作；時鐘電路由內(nèi)部時鐘電路外接晶振提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的可隨時調(diào)整時鐘電路，工作電壓為3V5V；所以采用DS1302作為本設(shè)計的日歷芯片；顯示部份使用LCD1602B液晶模塊進行數(shù)字顯示，1602B液晶模塊可以顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0D7,和RS、R/W、EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且?guī)в凶址日斩日{(diào)節(jié)和背光。該模塊也可以只用D4-D7作為四位數(shù)據(jù)分兩次傳送，這樣就可以節(jié)省MCU的I/O口資源，系統(tǒng)主要由晶振電路、復(fù)位電路、時鐘電路局部、中央處理單元、晶顯示局部組成，單片機

21、數(shù)字時鐘的。電路總體框圖設(shè)計 單片機AT89S52LCD1602DS1302時鐘芯片復(fù)位電路按鍵電路晶振蜂鳴器電源 電路總體框架圖 模塊電路的設(shè)計時鐘電路時鐘電路為整個單片機系統(tǒng)產(chǎn)生時間基準，是單片機系統(tǒng)必須的局部；本系統(tǒng)采用美國DALLAS公司推出的DS1302實時時鐘芯片，采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)，該芯片是采用串行方式的實時時鐘芯片，串行方式的實時時鐘芯片大多數(shù)是將地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合為一根串行傳輸數(shù)據(jù)的傳號線，這種方式的有點是信號線少、電路連接簡單、節(jié)省系統(tǒng)資源和電路板的面積，缺點是程序編寫復(fù)雜、工作量比擬大，且操作速度較

22、慢，接下來我們來分析一下DS1302的性能與原理。DS1302的性能 、 計算2100年之前的秒、分、時、日、星期、月和年，能進行閏年調(diào)整； B、31字節(jié)數(shù)據(jù)RAM；C、引腳與TTL兼容；D、工作電流小于300nA,有備份電源和涓流充電能力； 2、DS1302引腳定義I/O：數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳 SCLK：串行時鐘輸入引腳 RST復(fù)位引腳GND：接地引腳 Vcc1、Vcc2：工作電源、備份電源引腳 X1、X2：晶振接入管腳。晶振頻率為32.768KHz。 DS1302的操作 命令字格式如下圖：圖2.2 命令字格式D7位：固定為1 R/C位：為0時選擇操作時鐘，為1時選擇操作RAM A4A3A2A

23、1A0:操作地址 R/W位：為0時進行寫操作，為1時進行讀操作 單字節(jié)操作如圖2.3所示：圖2.3 寫操作 圖2.4 讀操作多字節(jié)操作突發(fā)模式 :每次寫入或讀出8個字節(jié)時鐘日歷數(shù)據(jù)或31個字節(jié)RAM數(shù)據(jù)。與單字節(jié)時相似，僅需將A0A4換成“11111 。四、DS1302的存放器DS1302有12個存放器，其中有7個存放器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時間存放器及其控制字，表為日歷存放器功能表。 日歷時鐘存放器功能表五、DS1302與單片機的接口 圖 DS1302與單片機的接口圖 2.液晶LCD1602顯示電路1602B液晶模塊可以顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0D

24、7,和RS、R/W、EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且?guī)в凶址日斩日{(diào)節(jié)和背光。該模塊也可以只用D4-D7作為四位數(shù)據(jù)分兩次傳送，這樣就可以節(jié)省MCU的I/O口資源，液晶LCD1602引腳情況如下表所示；液晶LCD1602最小系統(tǒng)圖如2.5所示。 LCD1602引腳功能表 圖液晶LCD1602最小系統(tǒng)圖 復(fù)位電路與晶振電路復(fù)位電路是單片機系統(tǒng)必須的，用來為單片機提供正確的復(fù)位信號；振蕩電路就為單片機工作提供了所需要的時鐘脈沖信號，使單片機的開始正常工作；如下圖 18腳和19接時鐘電路，XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入，XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另

25、一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出；第9引腳為復(fù)位輸入端，接上電容，電阻及開關(guān)后能夠形成上電復(fù)位電路。 圖 2.6復(fù)位電路與晶振電路 總體電路圖設(shè)計下列圖為總體電路設(shè)計圖，。 圖2.7 總體電路圖 第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計與實現(xiàn) 程序功能 數(shù)字時鐘程序主要完成以下的功能：1、該數(shù)字鐘能夠準確顯示年、月、日、時、分、秒、星期；2、可以進行鬧鐘的設(shè)置；3、能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)置時間、日期、星期； 編程思路采用主從兩個單片機系統(tǒng)，從系統(tǒng)對各個參數(shù)，然后以串行通信傳送到上位機，然后進入下一輪檢測。當主系統(tǒng)需要顯示這些參數(shù)時，允許接受數(shù)據(jù)，然后進行處理顯示。在主系統(tǒng)當中，初始化之后，讀DS1301內(nèi)部時間數(shù)據(jù)并

26、顯示，然后進行按鍵判斷，對按鍵請求進行處理，結(jié)束之后，程序回到讀DS1302時間數(shù)據(jù)處形成循環(huán)。共12個按鍵，低電平有效，按鍵選擇要調(diào)整的年，月，日，星期，小時，分鐘，鬧鐘；狀態(tài)0：model=0,字鐘正常時鐘顯示狀態(tài)。狀態(tài)1：model=1，進入時，分，秒的調(diào)整。狀態(tài)2：model=2，進入年，月，日，星期的調(diào)整。狀態(tài)3：model=3，進入鬧鐘的設(shè)置。 程序設(shè)計流程圖系統(tǒng)主程序首先對系統(tǒng)進行初始化，包括設(shè)置液晶LCD1602、都是DS1302和端口的初始化，程序主要包括3個方面的內(nèi)容，一是利用日歷芯片完成時鐘的時間控制，在這里我們使用了功能豐富的日歷芯片DS1302；二是利用按鍵和開關(guān)觸發(fā)

27、外中斷，改變時鐘的運行模式；三是單片機控制的液晶顯示模塊顯示時間和相關(guān)功能的計數(shù)值，主程序流程圖、時間調(diào)整流程圖如下，主程序如同3.1所示。開始LCD1602DS130初始化顯示時間進入模式選擇狀態(tài)年、月、日期的設(shè)置時、分、秒的設(shè)置鬧鈴的設(shè)置退出圖3.1主程序流程圖 .1 DS1302軟件設(shè)計流程圖 DS1302初始化從DS1302中讀出數(shù)據(jù)，讓入RAMLCD模塊顯示時間掃描按鍵時間設(shè)置調(diào)用顯示屏子程序開始數(shù)據(jù)寫回DS1302保存 返回主顯單 圖3.2 DS1302軟件設(shè)計流程圖數(shù)字時鐘需要調(diào)整年，月，日，星期，小時，分鐘，鬧鐘等的設(shè)置，所以軟件程序設(shè)計如圖3.3所示。 圖 時間調(diào)整程序流程圖

28、 LCD1602程序序流程圖 一、1602根本操作時序?qū)懖僮鲿r序 時序時間表 3.4時序時間表四 、LCD1602主程序流程圖 A 、 主程序主要完成硬件初始化、子程序調(diào)用等功能，主程序設(shè)計流程圖如下圖。 初始化堆棧指針調(diào)用LCD初始化子程序調(diào)用字符顯示子程序顯示第二行字符調(diào)用字符顯示子程序顯示第一行字符開始 圖3.5 LCD主程序流程圖B、寫入顯示數(shù)據(jù)到LCD子程序模塊設(shè)計當LCD1602的存放器選擇信號RS為1時，選擇數(shù)據(jù)存放器；當LCD1602的讀寫選擇線R/W為0時，進行寫操作；當LCD1602的使能信號E至高電平后再過兩個時鐘周期至低電平，產(chǎn)生一個下降沿信號，往LCD寫入顯示數(shù)據(jù)。寫

29、入RS0時，選擇指令存放器讀/寫標志位R/W0時，進行寫操作LCD使能信號E至高電平后再過兩個時鐘周期至低電平，產(chǎn)生一個下降沿信號，往LCD寫入指令代碼，LCD執(zhí)行命令調(diào)用延時子程序DELAY子程序返回把指令數(shù)據(jù)送至P0口LCD數(shù)據(jù)線DB7DB0開始所示。 圖3.6 LCD子程序模塊設(shè)計時間鬧鈴設(shè)置流程 本設(shè)計中計時采用定時器T1中斷完成，秒表使用定時器T0中斷完成。主程序循環(huán)調(diào)用顯示子程序和查鍵子程序，當端口有開關(guān)按下時，轉(zhuǎn)入相應(yīng)功能程序。其主程序執(zhí)行流程如圖3.7所示。YNNY開始初始化調(diào)用相關(guān)顯示子程序蜂鳴器鳴叫進入功能程序鍵按下？整點到？ 圖3.7 時鐘鬧鈴設(shè)計流程圖 第四章 系統(tǒng)組裝

30、與調(diào)試 系統(tǒng)組裝與調(diào)試分為硬件的組裝調(diào)試和軟件的調(diào)試，硬件的組裝與調(diào)試側(cè)重于原理設(shè)計的正確性驗證和印刷電路板的工藝性錯誤的檢測；軟件的調(diào)試那么側(cè)重于子模塊的功能驗證和模塊與模塊的接口配合。4.1 硬件系統(tǒng)的組裝與調(diào)試硬件組裝前首先要仔細核對硬件系統(tǒng)設(shè)計原理的正確性，包括參數(shù)選用的正確性和原理的正確性，對沒有把握的電路可以通過在通用實驗板上直接焊接實際電路來進行實物調(diào)試和驗證，調(diào)試分為斷電調(diào)試和通電調(diào)試。1斷電調(diào)試 為了平安起見，首先必須進行斷電調(diào)試，斷電調(diào)試的內(nèi)容至少包含短路檢測和原理正確性確認；系統(tǒng)電路焊接完成后，首先對實物進行原理正確性確實認，其次必須進行短路檢測，選用適宜的萬用表歐姆檔，

31、用紅表筆接到電路板的+5V電源的+、 極，如果存在充放電現(xiàn)象，最后電阻穩(wěn)定在一個適宜的位置，那么根本上可排除系統(tǒng)短路現(xiàn)象。2通電調(diào)試 A、系統(tǒng)時鐘是否起但凡微處理器系統(tǒng)，正常運行的必要條件是系統(tǒng)時鐘穩(wěn)定正常，在實際工作中，因為各種原因?qū)е孪到y(tǒng)時鐘不正常而出現(xiàn)系統(tǒng)無法正常運行的情況也時有出現(xiàn)，因此系統(tǒng)時鐘是否起震應(yīng)是通電檢查的首要一環(huán)，檢查方法包括邏輯筆發(fā)、數(shù)字萬用表法、示波器法，在這里采用數(shù)字萬用表法，測試晶振兩端引腳電壓為2.5V左右。B、復(fù)位是否正常及關(guān)鍵點電壓參數(shù)是否正常復(fù)位不正常也會導(dǎo)致系統(tǒng)不工作，這里的重點是檢查相關(guān)電路是否正常，同時檢查相應(yīng)電路的關(guān)鍵電壓參數(shù)是否正常，進行一一排查。

32、4.2 軟件調(diào)試單片機的程序設(shè)計調(diào)試分為兩種，一種是使用軟件模擬調(diào)試，即用開發(fā)單片機程序的計算機去模擬單片機的指令執(zhí)行，并虛擬單片機片內(nèi)資源，從而實現(xiàn)調(diào)試的目的，但是軟件調(diào)試存在一些問題，如計算機本身是多任務(wù)系統(tǒng)，劃分執(zhí)行時間片序，也就是說，不可能像真正的單片機運行環(huán)境那樣執(zhí)行的指令在同樣一個時間能完成往往比單片機慢。為了解決軟件調(diào)試問題，第二種方法是硬件調(diào)試，硬件調(diào)試其實也需要計算機軟件的配合。軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)有關(guān),如果采用模塊程序設(shè)計技術(shù),那么逐個模塊調(diào)好后再進行系統(tǒng)程序總調(diào)，如果采用實時多任務(wù)操作系統(tǒng),一般是逐個任務(wù)進行調(diào)試，對于模塊結(jié)構(gòu)程序要一個個子程序分別調(diào)試，調(diào)試時,一定

33、要符合入口條件和出口條件,調(diào)試可用單步運行和斷點運行方式,通過檢查用者系統(tǒng)的CPU現(xiàn)場情況、 RAM的內(nèi)容和IO口的狀態(tài),檢測程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計要求,有無循環(huán)錯誤、有無機器碼錯誤以及轉(zhuǎn)移地址的錯誤,同時,還可以發(fā)現(xiàn)用者系統(tǒng)中存在的 硬件設(shè)計錯誤和軟件算法錯誤，各程序模塊通過后,那么可以把相關(guān)功能塊連在一起進行總調(diào)。本設(shè)計采用Keil軟件對源程序進行編譯和調(diào)試,Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻,Keil

34、C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能表達高級語言的優(yōu)勢。在Proteus中翻開數(shù)字時鐘統(tǒng)完整電路圖，雙擊AT89S52，在Program File：選項中瀏覽選擇由Keil軟件編譯生成的hex文件，確認保存即可進行仿真。系統(tǒng)的仿真結(jié)果如圖4.2所示。從仿真結(jié)果看，系統(tǒng)滿足設(shè)計要求。 圖4.1系統(tǒng)仿真圖第五章 總結(jié)本論文基于MCS-51單片機而開發(fā)的數(shù)字時鐘，從總體的理論構(gòu)思到具體的軟硬件的設(shè)計，元件的采購，PCB板的制作