电子时钟课程设计Word格式文档下载.docx
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(2)采用中断方式进行溢出次数累计,计满20次为秒计时(1秒);
(3)从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现。
1.4电子时钟的时间显示及操作
电子钟的时钟时间在六位数码管上进行显示,因此,在内部RAM中设置显示缓冲区共8个单元。
LED8LED7LED6LED5LED4LED3LED2LED1
37H36H35H34H33H32H31H30H
时十位时个位分隔分十位分个位分隔秒十位秒个位
电子钟设置4个按键通过程序控制来完成电子钟的启、停及时间调整。
A键控制电子钟的启、停;
B键调整小时;
C键调整分钟;
第2章系统硬件设计
2.1AT89C52单片机
单片机(SCM)是单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)的简称。
它是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时/计数器以及输入输出适配器都集成在一块芯片上,构成一个完整的微型计算机。
随着SCM在技术上、体系上不断扩展其控制功能,国际上已经采用MCU(MicroControllerUnit)代替单片机的名词。
它的最大优点是体积小,可放在仪表内部,但存储量小,输入输出适配器简单,功能较低。
目前,单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用,早已深深地融入人们的生活中。
近年来,AT89C52在我国非常流行。
通过对多种单片机性能的分析,最终认为89C52是最理想的电子时钟开发芯片。
89C52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器,器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的89C52是一种高效微控制器,而且它与MCS-52兼容,且具有4K字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循环,数据保留时间为10年等特点,是最好的选择[2]。
图2.1AT89C52
2.274LS245芯片
74LS245是我们常用的芯片,用来驱动led或者其他的设备,它是8路同相三态双向总线收发器,可双向传输数据。
74LS245还具有双向三态功能,既可以输出,也可以输入数据。
当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时,必须接入74LS245等总线驱动器。
当片选端/CE低电平有效时,DIR=“0”,信号由B向A传输;
(接收)
DIR=“1”,信号由A向B传输;
(发送)当/CE为高电平时,A、B均为高阻态。
由于P2口始终输出地址的高8位,接口时74LS245的三态控制端/1G和/2G接地,P2口与驱动器输入线对应相连。
P0口与74LS245输入端相连,/E端接地,保证数据现畅通。
8051的/RD和/PSEN相与后接DIR,使得/RD或/PSEN有效时,74LS245输入(P0.i←Di),其它时间处于输出(P0.i→Di)。
图2.2芯片74LS245
2.3数码管显示工作原理
数码管是一种把多个LED显示段集成在一起的显示设备。
有两种类型,一种是共阳型,一种是共阴型。
共阳型就是把多个LED显示段的阳极接在一起,又称为公共端。
共阴型就是把多个LED显示段的阴极接在一起,即为公共商。
阳极即为二极管的正极,又称为正极,阴极即为二极管的负极,又称为负极。
通常的数码管又分为8段,即8个LED显示段,这是为工程应用方便如设计的,分别为A、B、C、D、E、F、G、DP,其中DP是小数点位段。
而多位数码管,除某一位的公共端会连接在一起,不同位的数码管的相同端也会连接在一起。
即,所有的A段都会连在一起,其它的段也是如此,这是实际最常用的用法。
数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。
静态显示就是数码管的8段输入及其公共端电平一直有效。
动态显示的原理是,各个数码管的相同段连接在
一起,共同占用8位段引管线;
每位数码管的阳极连在一起组成公共端。
利用人眼的视觉暂留性,依次给出各个数码管公共端加有效信号,在此同时给出该数码管加有效的数据信号,当全段扫描速度大于视觉暂留速度时,显示就会清晰显示出来[3]。
图2.38段共阳数码管
2.4键盘电路设计
该设计用3个键盘,实现的功能是比较完善,减少了硬件资源的损耗,该键盘可以实现小时和分钟的调节。
A按键按下第一次表示计时开始,再按一下表示暂停,再按下接着计时,依次类推;
通过C按键实现分钟的累加,每按一次分钟加一,累加到60分中钟小时进一;
通过B按键实现小时的累加,则可实现小时的调节,同样每按一次小时加一累加到24小时清零[4]。
图2.4控制键
2.5整个电路原理图
图2.5系统电路原理图
第3章系统软件设计
3.1程序设计
程序设计是指设计、编制、调试程序的方法和过程,是目标明确的智力活动。
在进行控制系统设计时,除了系统硬件设计外,大量的工作就是如何根据每个生产对象的实际需要设计应用程序。
故软件设计在电子时钟设计中占重要地位。
3.2系统流程图
3.2.1主程序流程图
图3.2.1主程序流程框图
见图3.2.1所示
3.2.2加一子程序流程框图
见图3.2.2所示
图3-2主程序流程框图
3.3电子时钟程序清单
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG000BH
LJMPINTT0
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVPSW,#00H;
MOVR0,#20H
MOVR7,#5FH
QL:
MOV@R0,#00H
INCR0
DJNZR7,QL
MOVIP,#02H
MOVIE,#82H
MOVTMOD,#01H
LCALLPP
NEXT:
LCALLKEY
JBACC.0,RUNF
LCALLDISP
SJMPNEXT
RUNF:
LCALLOUTT
LCALLTIME
JK:
LCALLDISP
LCALLKEY
JZJK
LCALLANKEY
LCALLDISP
SJMPJK
;
P点显示;
PP:
MOV37H,#12
MOVR0,#30H
MOVR7,#07H
PPP:
MOV@R0,#10
DJNZR7,PPP
RET
键扫子程序;
KEY:
LCALLKEYS
JZEXIT
LCALLDISP
LCALLDISP
LCALLKEYS
JZEXIT
MOVB,20H
KEYSF:
JZKEYY
LCALLDISP
AJMPKEYSF
KEYY:
MOVA,B
EXIT:
RET
KEYS:
MOVP1,#0FFH
MOVA,P1
CPLA
ANLA,#0FH
MOV20H,A
RET
键功能子程序;
ANKEY:
CLREA
CHECK:
JBTR0,YXZ
K0:
CJNEA,#01H,K1
AJMPRUN
K1:
CJNEA,#02H,K2
AJMPKEY1
K2:
CJNEA,#04H,K3
AJMPKEY2
YXZ:
JBACC.0,STOP
AJMPOUT
KEY1:
MOVR0,#45H
LCALLADD1
CLRC
CJNEA,#24H,OUTT
ACALLCLR0
AJMPOUTT
KEY2:
MOVR0,#43H
CJNEA,#60H,OUTT
传送显示数据;
OUTT:
MOV30H,40H
MOV31H,41H
MOV32H,#11
MOV33H,42H
MOV34H,43H
MOV35H,#11
MOV36H,44H
MOV37H,45H
RET
STOP:
CLRTR0
RUN:
LCALLTIME
OUT:
SETBEA
运行电子钟;
TIME:
SETBEA
MOVTL0,#0H
MOVTH0,#3CH
MOVR4,#20
SETBTR0
定时中断;
INTT0:
PUSHACC
PUSHPSW
CLRET0
CLRTR0
SETBTR0
DJNZR4,OUTT0
ADDSS:
MOVR4,#14H
MOVR0,#41H
ACALLADD1
CLRC
CJNEA,#60H,ADDMM
ADDMM:
JCOUTT0
ACALLCLR0
MOVR0,#43H
ACALLADD1
CLRC
CJNEA,#60H,ADDHH
ADDHH:
JCOUTT0
ACALLCLR0
MOVR0,#45H
CLRC
CJNEA,#24H,HOUR
HOUR:
JCOUTT0
OUTT0:
MOV31H,41H
MOV32H,#11
MOV33H,42H
MOV34H,43H
MOV36H,44H
MOV37H,45H
POPPSW
POPACC
SETBET0
RETI
时间清零子程序;
CLR0:
CLRA
MOV@R0,A
DECR0
MOV@R0,A
加一子程序;
ADD1:
MOVA,@R0
DECR0
SWAPA
ORLA,@R0
ADDA,#01H
DAA
MOVR3,A
ANLA,#0FH
MOV@R0,A
MOVA,R3
INCR0
ANLA,#0FH
MOV@R0,A
MOVA,R3
显示子程序30H;
DISP:
MOVR1,#30H
MOVR2,#80H
DISP1:
MOVP2,R2
MOVA,@R1
MOVDPTR,#TAB
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
ACALLDL
MOVA,R2
JBACC.0,DISP2
RRA
INCR1
MOVR2,A
AJMPDISP1
DISP2:
RET
TAB:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH,0BFH,0CH
DL:
MOVR6,#14H
DL1:
MOVR7,#19H;
DL2:
DJNZR7,DL2
DJNZR6,DL1
END
第4章系统仿真
4.1仿真结果
所有准备工作做好后,点击进行仿真,则进入“P.”状态,在此状态下,按B、C键均无效。
见图4.1.1所示
图4.1.1P.显示
按A键进入运行状态,计时开始进行。
见图4.1.2所示
图4.1.2启动
在运行状态即计时状态下,按B、C键均无效,只有按A键有效。
见图4.1.3所示
图4.1.3运行
按下偶数次A键后,退出运行状态,进入调整状态。
每按一下C键,则对分加1。
按3下C键后再按奇数次A键,进入运行状态。
见图4.1.4所示
图4.1.4调整分钟
运行一下后,按下偶数次A键后,退出运行状态,进入调整状态。
每按一下B键,则对小时加1。
按7次后再按奇数次A键,进入运行状态。
见图4.1.5所示
图4.1.5调整小时
4.2仿真结果分析
本设计功能太过单调,设计比较简单。
电路图的设计过于单调,用的器件少了点,实现调节时间的按钮太少,不能很好的实现时间的调节。
不过最后的仿真效果非常好,实现了预期的效果,能过通过B、C控制键和调节时间,是一个比较令人满意的设计。
同时,单片机工作也会受到环境的影响,比如温度、湿度,以及其它电子设备的干扰。
因此,应该让电子钟工作在适度温度、干燥和电子干扰较少的环境下,还有一种方法就是采用实时时钟芯片,这样可以使误差降低到最。
另外,在调试运行过程中,在所有参数正确的情况下,我的结果仍出现运行缓慢情况。
产生误差的主要原因是我们用软件计时,计时1秒是采用定时器的中断服务程序。
当电子钟运行1秒,执行中断程序需要一定时间,这个时间就是所产生的误差,这个误差是不可避免的。
第5章结束语
通过本次课程设计,我去认真再次学习了汇编语言的,以及熟练了PROTEUS和KEIL软件的运用,还更好的锻炼了用VISIO画流程图。
有时间还是会更多锻炼的。
感觉这些软件都越来越顺手了,挺开心。
发现自己真是不逼就不学的人。
另外,我认识到本人对单片机方面的知识知道的太少了,对于书本上的很多知识还不能灵活运用,尤其是对程序设计语句的理解和运用,不能够充分理解每个语句的具体含义,导致编程的程序过于复杂,使得需要的存储空间增大。
损耗了过多的内存资源。
本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西,那就是如何从理论到实践的转化,怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。
在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识,而我们应把所学的用到我们现实的生活中去,此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础,我会在以后的学习、生活中磨练自己,使自己适应于以后的竞争,同时在查找资料的过程中我也学到了许多新的知识,在和同学协作过程中增进同学间的友谊,使我对团队精神的积极性和重要性有了更加充分的理解。
最后,感谢刘伟春老师对我的细心的指导,正是由于刘老师的细心的辅导和他提供给我们的参考资料,使得我的课程设计能够顺利的完成,同时在课程设计过程中,我们巩固和学习了我们的单片机知识。
相信这对我以后的课程设计和毕业设计将会有很大的帮助!
参考文献
[1]李泉溪.《单片机原理与应用实例仿真》.北京航空航天大学出版社2009年
[2]江世明.《基于proteus的单片机应用技术》.电子工业出版社2008年
[3]喻宗泉.《单片机原理与应用技术》.西安电子科技大学出版社2005年
[4]万光毅.《单片机实验与实践教程》.北京航空航天大学出版社2004年
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