数字电子钟说明书样本.docx
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数字电子钟说明书样本.docx
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数字电子钟说明书样本
《单片机技术》课程设计阐明书
数字电子钟
院、部:
电气与信息工程学院
学生姓名:
******
指引教师:
王韧职称副专家
专业:
通信工程
班级:
***********
完毕时间:
12月20日
湖南工学院
课程设计任务书
课程:
单片机技术
课程设计题目:
数字电子钟
数字频率计
数字电压表
交通灯
抢答器
密码锁
波形发生器
数字温度计
计算器
数字式秒表
适用班级:
电子1101~2、通信1102~3
通信1101~电子1103
时间:
~第一学期
指导教师:
王韧
《单片机技术》课程设计任务书
一、设计题目:
数字电子钟、数字频率计、数字电压表、交通灯、抢答器、密码锁、波形发生器、数字温度计、计算器、数字式秒表。
二、合用班级:
电子1101~2、通信1102~3、通信1101~电子1103
三、指引教师:
王韧
四、设计目与任务:
学生通过理论设计和实物制作解决相应实际问题,巩固和运用在《单片机技术》中所学理论知识和实验技能,掌握单片机应用系统普通设计办法,提高设计能力和实践动手能力,为后来从事电子电路设计、研发电子产品打下良好基本。
五、设计内容与规定
设计内容
1、数字电子钟
设计一种具备特定功能电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调节键,电子钟从0时0分0秒开始运营,进入时钟运营状态;再次按电子钟启动/调节键,则电子钟进入时钟调节状态,此时可运用各调节键调节时间,调节结束后可按启动/调节键再次进入时钟运营状态。
2、数字频率计
设计一种可以测量周期性矩形波信号频率、周期、脉宽、占空比频率计。
该频率计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入测量准备状态。
按频率测量键则测量频率;按周期测量键则测量周期;按脉宽测量键则测量脉宽;按占空比测量键则测量占空比。
3、数字电压表
设计一种可以测量直流电压数字电压表。
测量电压范畴0~5V,测量精度小数点后两位。
该电压表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入测量准备状态,按测量开始键则开始测量,并将测量值显示在显示屏上,按测量结束键则自动返回“P.”状态。
4、交通灯
设计一种具备特定功能十字路口交通灯。
该交通灯上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
按开始键则开始工作,按结束键则返回“P.”状态。
规定甲车道和乙车道两条交叉道路上车辆交替运营,甲车道为主车道,每次通车时间为60秒,乙车道为次车道,每次通车时间为30秒,规定黄灯亮3秒,并且1秒闪烁一次。
有应急车辆浮现时,红灯全亮,应急车辆通车时间10秒,同步禁止其她车辆通过。
5、抢答器
设计一种具备特定功能抢答器。
该抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
主持人按下开始按钮后,抢答开始并限定期间30S;10S内无人抢答,蜂鸣器发出音响;主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器,抢答违规,显示屏显示违规台号,违规批示灯亮,其他按钮不起作用;正常抢答,显示屏显示台号,蜂鸣器发出音响,其他抢答按钮无效;正常抢答下,从按下抢答按钮开始30S内,答完按钮没按下,则作超时解决,超时解决时,违规批示灯亮,显示屏显示违规台号。
蜂鸣器发出音响;各台数字显示消除,蜂鸣器音响及违规批示灯关断,都要通过主持人按复位按钮。
6、密码锁
设计一种具备特定功能密码锁。
该密码锁上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
该密码锁具备系统原始密码888888,顾客可以设定并存储顾客密码,密码输入时应处在保密显示状态,密码输入对的时应显示密码输入对的提示信息,否则,显示密码输入错误提示信息。
7、波形发生器
设计一种具备特定功能波形发生器。
该波形发生器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
该波形发生器可以分别产生幅值0~5V、频率100Hz~100KHz范畴内三角波、锯齿波、方波、梯形波和正弦波。
8、数字温度计
设计一种具备特定功能数字温度计。
该数字温度计上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
测量温度范畴0℃~99℃,测量精度小数点后两位,可以通过开始和结束键控制数字温度计工作状态。
9、计算器
设计一种具备特定功能计算器。
该计算器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
能实现
(1)基本加、减、乘、除、平方、开方;
(2)三角函数运算;(3)十进制、十六进制转换运算;(4)其她功能。
10、数字式秒表
设计一种具备特定功能数字式秒表。
该数字式秒表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
该数字式秒表应具备开始、暂停、持续、清零和停止功能。
设计规定
1、以上课题可以任选其一或多选,学生也可以自拟课题;
2、编程语言:
汇编或C51;
3、计算机打印《单片机技术》课程设计阐明书一份;
4、设计时间:
一周;
5、实物制作;
6、人员分组:
一人一组一实物。
六、《单片机技术》课程设计阐明书正文重要内容
参照“《单片机技术》课程设计阐明书正文重要内容”文献。
七、《单片机技术》课程设计阐明书书写规范格式
参照“《单片机技术》课程设计阐明书书写规范格式”文献。
八、参照资料
1、马忠梅,单片机C语言Windows环境编程宝典[M],北京:
北京航空航天大学出版社,.6;
2、李光飞,单片机C程序设计指引[M],北京:
北京航空航天大学出版社,.01;
3、李光飞,单片机课程设计实例指引[M],北京:
北京航空航天大学出版社,.9。
电气自动化教研室
9月10日
摘要
当今社会,人们对时间规定越来越高,而老式机械式手表和电子钟,对距离和视力有一定规定,不能精确直观地读出时间,本设计数字电子钟是为了满足所有群体时间规定,适应于各种年龄段人和各种恶劣状况,能直观明了读出时间,其设计新颖,成本低廉,走时精确、显示直观,具备较好开发和生产价值。
本设计环绕数字电子钟系统设计与开发工作进行研究和实践,详细简介了电子钟系统整体构造、硬件设计、软件设计,系统方案。
简介一种基于ATMEL公司AT89S52单片机为核心,以及电源电路,复位电路,晶振电路,下载电路,输入设备,输出设备构成数字电子钟系统。
软件上用汇编程序进行设计,达到显示时、分、秒和校时、定期、复位等功能。
本设计到达了设计规定,具备走时精确、显示直观、精度、稳定等长处合用于家庭、办公大楼、公共场合等。
核心词电子钟;单片机;硬件设计;软件设计
ABSTRACT
Intoday'ssociety,peoplemoreandmorehightotherequirementoftime,andthetraditionalmechanicalwatchesandclocks,thedistancehascertainrequirements,andvisioncan'tintuitivelyreadcorrecttime,thedesignofdigitalelectronicclockisinordertomeettherequirementsofthetimeallthegroups,suitableforvariousagegroupsandallkindsofbadsituation,canreadtimeofstraightforward,itsnoveldesign,lowcost,asaccurate,directdisplay,hasgreatvalueindevelopmentandproduction.
Thisdesignaroundthedigitalelectronicclocksystemdesignanddevelopmentofworkstudyandpractice,electronicclocksystemareintroducedindetailthewholestructure,hardwaredesign,softwaredesign,systemsolutions.IntroducesakindofbasedonATMELcompanyAT89S52singlechipmicrocomputerasthecore,andpowersupplycircuit,resetcircuit,crystaloscillationcircuit,circuit,inputdevices,outputdevicescomposedofdigitalelectronicclocksystem.Softwareinassemblyproceduresdesignedtoshowwhen,minutes,seconds,andtheschoolwhen,timing,andreset,andotherfunctions.
Thisdesigntoreachthedesignrequirements,withtraveltimeaccurately,directdisplayandtheadvantagesofprecision,stability,suitableforfamilies,officebuildings,publicplaces,etc.
Keywordselectronicclock;SCM;hardwaredesign;softwaredesign
1电子钟功能及总体方案简介
1.1设计课题任务
设计一种具备特定功能电子钟。
1.2功能规定阐明
本设计中电子钟具备如下功能:
(1)上电或按键复位自动显示系统提示符“P.”,进入始终准备状态。
(2)第一次按电子钟启动/调节键,电子钟从0时0分0秒开始运营,进入时钟运营状态。
(3)第二次按电子钟启动/调节键,电子钟进入时钟调节状态,此时按下调时键,时加1,满24自动清零;按下调分键,分加1,满60自动清零;按下调秒键秒加1,满60自动清零。
(4)第三次按下电子钟启动/调节键,电子钟从当前显示开始继续运营。
调节功能键只容许在自己控制位上操作,不容许浮现进位;所有键操作均需等到案件释放后做出响应功能反映,负责状态不变。
1.3设计课题总体方案简介
1.3.1设计课题硬件系统方案
图1电子钟原理框图
如图1所示,电子钟硬件系统由单片机、电源电路,时钟电路,复位电路,下载电路,输入设备和输出设备构成。
其中电源电路提供应单片机+5V直流电源,8个独立式键盘接在单片机P1口,2个四位一体数码管有外接在单片机上74HC573驱动,其位控接在74HC573上,段控经470Ω电阻挂在单片机P0口。
硬件输入和输出设备,加上相应程序,实现显示时间和调节时间功能。
1.3.2设计课题软件系统方案
运用基于AT89S52单片机有关程序和硬件电路,一方面实现,单片机上电或者复位时,数码管显示电路显示“P.”,
运用AT89S52单片机内部定期/计数器进行中断定期,配合程序延时实现时、分、秒计时。
运用单片机外部中断源,加上有关程序设计,用按键相应做中断源,对电子钟时间进行相应调时、调分、调秒。
详细程序设计思想、程序流程图,和有关程序见后文。
2设计课题硬件系统设计
2.1设计课题硬件系统各模块功能简要简介
2.1.1单片机最小系统
单片机最小系统由电源电路、时钟电路和复位电路构成。
在各种电子设备中,直流稳压电源是必不可少构成某些,它是电子设备唯一能量来源,本设计设计思路是依照我模仿电子技术知识,由其USB插口提供一种+5V电源,并有1个发光二极管来显示其启动关闭状态。
本设计时钟电路由振荡电路和分频电路构成。
其中振荡电路由反相器以及并联外接12M晶振和33PF电容构成,用于产生振荡脉冲。
而分频电路则用于把振荡脉冲分频,已得到所需要时钟信号。
本设计中单片机AT89S52高增益反相放大器,其输入端为引脚XTAL1,输出引脚为XTAL2。
通过这两个引脚在单片机外并接12M晶振和33PF电容C1和C2构成振荡回路,为片内放大器提供正反馈和振荡所需相移条件,从而构成一种稳定自激振荡。
复位电路普通采用上电自动复位和按键复位两种方式,所谓加电复位是指通过专用电路产生复位信号,它是系统得原始复位方式,发生在开机加电时是系统自动完毕。
按键复位也是通过专用复位电路实现,本设计采用是上电与按键复位电路,按键复位采用S1键控制,AT89S52有复位信号引脚RST,用于从外界引入复位信号。
2.1.2LED显示电路
显示屏普遍地用于直观地显示数字系统运营状态和工作数据,按照材料及产品工艺,单片机应用系统中惯用显示屏有:
发光二极管LED显示屏、液晶LCD显示屏、CRT显示屏等。
LED显示屏是当前最惯用显示屏之一。
发光二极管(LED)由特殊半导体材料砷化镓、磷砷化镓等制成,可以单独使用,也可以组装成分段式或点阵式LED显示屏件(半导体显示屏)。
分段式显示屏(LED数码管)由7条线段围成8字型,每一段包括一种发光二极管。
外加正向电压时二极管导通,发出清晰光。
只要按规律控制各发光段亮、灭,就可以显示各种字形或符号。
LED数码管有共阳、共阴之分。
本设计采用是共阳式LED数码管显示。
显示电路显示模块需要实时显示当前时间,即时、分、秒,因而需要6个数码管,另需两个数码管来显示横。
采用动态显示方式显示时间,时十位和个位分别显示在第一种和第二个数码管,分十位和个位分别显示在第四个和第五个数码管,秒十位和个位分别显示在第七个和第八个数码管,别的数码管显示横线。
LED显示屏显示控制方式按驱动方式可提成静态显示方式和动态显示方式两种。
本设计采用动态扫描办法进行显示。
2.1.3键盘控制电路
本设计开发板中共有10个独立式键盘,其中S1为手动复位按键,S2-S9共8个独立式按键并接在一起,一端接地,一端挂在单片机P1口上,结合相应程序,实现单片机有关控制。
该设计需要校对时间,因此用三个按键来实现。
S2做启动/调节键,第一次按,做时钟启动键,电子钟从0时0分0秒开始运营。
第二次按,做时钟调节键,以此类推,每奇多次按下做启动键,偶多次按下做调节键。
S2、S3、S4分别做电子钟调时、调分、调秒功能键,但是使用这三个功能键时候,按下S1必要工作在调节键状态下。
当用手按下一种键时,往往按键在闭合位置和断开位置之间跳几下才稳定到闭合状态状况,在释放一种键时,也回会浮现类似状况。
这就是抖动,抖动问题不解决就会引起对闭合键辨认出错。
因此本设计中采用了相应延时程序进行去斗,再读入键盘码。
2.1.4下载电路
在单片机电路设计中,下载电路也是必不可少,本设计采用下载口重要用于将Keil软件里面程序下载到单片机中进行相应调试。
2.2设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图
2.2.1设计课题电路原理图
见附录A
2.2.2设计课题电路PCB图
见附录B
2.2.3设计课题电路元件布局图
见附录C
2.2.4设计课题电路实物图
见附录D
2.3设计课题元件清单
见附录E
3设计课题软件系统设计
3.1设计课题使用单片机资源状况
3.1.1堆栈
堆栈栈底开辟在60H
3.1.2数据存储器变量及常量单元定义
78H字节单元:
十进制数秒个位,非压缩BCD码;
79H字节单元:
十进制数秒十位,非压缩BCD码;
7BH字节单元:
十进制数分个位,非压缩BCD码;
7CH字节单元:
十进制数分十位,非压缩BCD码;
7EH字节单元:
十进制数时个位,非压缩BCD码;
7FH字节单元:
十进制数时十位,非压缩BCD码;
20H.0位单元:
布尔量,S2键键值,S2键按下为1,S2键未按下为0;
20H.1位单元:
布尔量,S3键键值,S3键按下为1,S3键未按下为0;
20H.2位单元:
布尔量,S4键键值,S4键按下为1,S4键未按下为0;
20H.3位单元:
布尔量,S5键键值,S5键按下为1,S5键未按下为0;
3.1.3定期器/计数器资源
T/C0:
工作方式1;定期50ms,循环20次,实现1s定期;中断法。
3.1.4键功能程序
KEY2:
S2键键功能程序;
KEY3:
S3键键功能程序;
KEY4:
S4键键功能程序;
KEY5:
S5键键功能程序;
3.1.5子程序
DELAY:
800us延时子程序;
DIR:
数码管显示子程序;
DIR1:
P.显示子程序;
KEY:
键扫描子程序;
KEYCHULI:
P1口数据解决子程序;
3.1.6常数表格
DB:
0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH,0CH,0FFH0~9,"-","P.","灭"
3.2设计课题软件系统各模块功能简要简介
3.2.1按键某些
本设计中按键某些,采用是独立式键盘,因而采用独立式键盘接口编程模式,此键盘接口程序功能事实上就是驱动键盘工作,依照有关程序,完毕键盘辨认,依照所辨认按键键值,完毕子程序对的调用,从而完毕单片机应用系统对顾客按键动作预定义响应。
采用独立式键盘因素是每一种按键只占用一种I/O口,同步每个按键工作不影响其她按键,可直接根据每个I/O口线状态进行子程序调用,因而编制程序较简洁。
由于单片机设计者规定,上电时,单片机I/O口线为高电平,因此硬件设计上将键盘并接,且一端接地,因此在程序设计中,辨认与否有键按下时候,0表达有键按下,1表达没有键按下。
本程序中运用查询方式对按键进行判断,若有键按下,则进行软件延时消抖,避免了抖动引起干扰,同步只有当按键松开后,才判断其有效并进行辨认,最后依照辨认按键转子程序解决。
3.2.2显示某些
本设计显示某些采用单片机应用系统中最惯用动态扫描显示法,所谓动态显示,就是同一时刻点亮不同数码管,因而LED显示程序都是作为一种子程序供主程序调用,各位显示屏都扫过一遍后,就返回主程序,进行某些其她操作,再调用显示扫描程序。
程序中重要通过重复调用来实现LED数码显示屏动态扫描。
由于本设计硬件方案中显示某些采用2个共阳极四位一体数码管,因此要点亮相相应数码管,只需要需要时候通过软件、硬件相结合方式,将对的位控码和段控码送到显示某些,加上相应延时程序,即可实现数码管动态显示。
3.2.3计时方案
运用AT89S52单片机内部定期/计数器进行中断定期,配合软件延时实现时、分、秒计时。
先设立定期器工作方式,加上相应循环程序即可实现定期功能,如:
运用定期器1工作方式1,每次定期50ms,循环20次,加上相应中断程序,就可以实现定期1s功能,以此类推。
3.3设计课题软件系统程序流程框图
3.3.1主程序流程框图
图2主程序流程框图
3.3.2键扫子程序流程框图
图3键扫子程序流程框图
3.3.3中断服务程序流程框图
图4中断服务程序流程框图
3.3.4调节键功能程序流程框图
图5调节键功能程序流程框图
3.3.5显示子程序流程框图
图6显示子程序流程图
3.4设计课题软件系统程序清单
电子钟完整程序清单如下:
;********************************************************************
;项目名称:
数字电子钟
;设计者:
何智慧
;设计日期:
12月20日
;项目功能:
上电或按键复位自动显示系统提示符“P.”,进入始终准备状态。
;第一次按电子钟启动/调节键,电子钟从0时0分0秒开始运营,进
;入时钟运营状态。
;第二次按电子钟启动/调节键,电子钟进入时钟调节状态,此时按下
;调时键,时加1,满24自动清零;按下调分键,分加1,满60自动
;清零;按下调秒键秒加1,满60自动清零。
;第三次按下电子钟启动/调节键,,电子钟从当前显示开始继续运营。
;调节功能键只容许在自己控制位上操作,不容许浮现进位;所有
;键操作均需等到案件释放后做出响应功能反映,负责状态不变。
;*******************************************************************
;起始程序
ORG0000H
START:
LJMPMAIN
ORG000BH
LJMPTTC0;断0服务程序入口地址
;********************************************************************
;监控程序
ORG0100H
MAIN:
CLRRS1
CLRRS0;使用寄存器组0
MOVSP,#60H;堆栈初始化
MOV78H,#00H;初始化各位清零
MOV79H,#00H
MOV7BH,#00H
MOV7CH,#00H
MOV7EH,#00H
MOV7FH,#00H
LOOP:
LCALLDIR;调显示
LCALLKEY;调键扫
MOV7AH,#10
MOV7DH,#10;显示‘-’,通过查表
JB20H.0,KEY2A;;判键值,S2键按下,转键S2功能程序
LJMPLOOP;其中无键按下,转回循环
;********************************************************************
;键S2功能程序
KEY2A:
SETBEA
SETBET0;开中断
MOVTMOD,#01H;定期器初始化
MOVTH0,#3CH
MOVTL0,#0B0H;定期50ms
MOV50H,#20;设定循环次数
KEY2C:
SETBTR0;启动定期器
HERE:
LCALLDIR1;调显示
LCALLKEY;调键扫
JB20H.0,KEY2B;此时唯有键S2再次按下有所变化
LJMPHERE
KEY2B:
CLRTR0;键S2再次按下,关闭定期器
LCALLDIR1;调显示
LCALLKEY;调键扫
JB20H.0,KEY2C;键S2按下,转回执行键2C功能
JB20H.1,KEY3;键S3按下,时加1
JB20H.2,KEY4;键S4按下,分加1
JB20H.3,KEY5;键S5按下,秒加1
LJMPKEY2B
;********************************************************************
;键S3功能程序:
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