电子时钟课程设计文档格式.docx
《电子时钟课程设计文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子时钟课程设计文档格式.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
2、秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。
将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计
3、软件程序通过单片机将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过液晶显示器显示出来。
4、整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时
5、校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。
三、总体设计
3.1设计方案
1）方案讨论和设计：
倒计时数字秒表的设计主要考虑以下几个问题：
一，LCD液晶显示器如何显示数字0—9；
二，如何用单片机来控制LCD的显示；
三，单片机最小模式下的设计。
处理好这些问题此设计才能完整，为此必须先了解LCD的显示原理和接线方法，再了解单片机的组成原理和控制方法。
硬件电路的绘制和软件程序的编写是此次设计的关键和基础，只有硬件电路的设计是正确的、合理的，软件设计才可以根据硬件电路编程，以下的设计才能够进行。
2）主要任务：
软件的调试和烧录
3.2硬件设计设计
1）CPU部分
P2.0口是“时间”按键，即是调时分秒端口
P2.1口是“加”按键，可以是时分秒加一
P2.2口是“减”按键，可以使时分秒减一
P2.3口是给轰鸣器送触发信号口
主要有ATC852、按键构成
2）时钟振荡模块
时钟振荡电路用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号，电路由两个30pF的瓷片电容和一个12MHz的晶振组成，并接入到单片机的XTAL1和XTAL2引脚处，使单片机工作于内部振荡模式。
此电路在加电后延迟大约10ms振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率决定。
电路中两个电容C4、C5的作用使电路快速起振，提高电路的运行速度。
3）LCD显示部分
D1-D7口分别依次接单片机的P1.0-P1.7；
RS,RW,E分别接P3.0-P3.3口
3）键盘及蜂鸣器部分
3.2电子钟软件部分设计
程序流程图
开始
初始化定时器T0,T1
开T0定时分秒
显示时分秒
YN
YN
四、方案实施
4.1单片机简介
单片机是把中央处理器（CPU），存储器和输入输出接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上，因此称为单片机，主要用于测控领域。
自从1976年Intel公司推出第一代8位的MCS—48系列单片机，它以体积小、控制功能全、价格低等优点为单片机的发展打下了坚实的基础。
随后单片机发生了深刻的变革，目前市面上最常用的51系列单片机也是8位的，因为其品种全、兼容性强、软硬件资料丰富的特点，因此历经几十年仍然是最常用的单片机系列。
随着技术的进步和发展，16位单片机32位单片机相继产生，其性能也有了长足的提高，但是其基本组成仍然没有改变。
设计中应用到的STC89C51是Atmel公司生产的51系列单片机中的一个典型代表，
AT89C51引脚图
从图中可以看到AT89C51有P0、P1、P2、P3四个输出输入口，其中P2.1口接开关用来LCD数字显示的起停,其中+5V的高电平有电源电路提供。
4.2动态LCD液晶显示器显示
液晶是人机交互最重要的通道，液晶不光要显示文字信息，还要显示波形信息，所以，编写一套完善的函数库是必不可少的，其中应该包括显示ASCII码、字符串、整型数字、浮点数、汉字、画点、画线等一系列函数。
上层函数的建立离不开底层的驱动，最底层驱动应该是建立在液晶基本时序与指令的基础上。
如图1，是液晶模块的基本时序图。
图1DMF5001液晶模块基本时序图
根据时序图和控制指令，不难写出基本的读写函数。
这些函数就是构建上层的基础。
之后，还必须了解液晶的基本显示方式和充填方式。
如图2，是液晶模块的缓冲区与显示屏的映射关系。
T6963控制芯片内部有64KB的缓冲区，可以由程序划分为图形、文本、文本特征3类缓冲区，在不同缓冲区里写入不同数据，在液晶屏上将映射相应的信息，这也就是液晶模块显示信息的原理。
图2DMF5001液晶映射方式
因为T6963内部含有ASCII码字库，所以要想显示字符信息，只需在文本区内填入相应的信息即可。
如果要显示汉字或图形，则必须先在单片机内部的ROM区建模，然后将这些信息写入液晶的图形缓冲区，在液晶控制模块的控制下，相应的信息就会映射在显示屏上，也就是我们看到的汉字或图形信息了。
如果要实时显示AD采集的波形图以及FFT处理后的频谱图，这里将就动态波形显示用到的技术加以详细介绍。
波形的显示离不开“点”的显示，所谓“点动成线”也就这个道理，对于只有黑白两级灰度的液晶来说，画一个“点”就是将一个像素点亮。
所以我们根据时序图，先建立在LCD屏上显示“点”的底层函数。
在液晶屏上绘制“点”，有两点需要注意，一是缓冲区空间的大小，二是像素的充填方式。
在DMF5001液晶模块中，“点”的绘制需要在图形缓冲区中进行。
对于160×
128像素的显示屏，图形缓冲区一共占用（160×
128）/8=2560字节的空间，每一个字节对应一个地址，也就是一共有2560个地址。
考虑到DMF5001图形的充填方式是从上到下，横向填充，加上控制指令本身就支持对一个像素亮灭的控制。
所以很容易根据缓冲区的地址，控制液晶屏上某一个点的亮灭，也就是所谓的画“点”了。
4.3软件调试及调试方法
1）启动keiluVision，编写倒计时汇编语言程序，然后点击Project菜单——〉Newproject，新建一个工程，接着选择CPU类型，我们选择最常用的AT89C51。
2）在工程中加入文件。
新建一个文件倒计时.C保存，汇编语言文件建好后把文件加入到工程中。
程序调试图如下：
3）编译工程及文件，发现错误更改后再重新编译文件，直到没有错误并且产生了xxx.hex的文件。
4）用单片机仿真软件ISIS7Professionl来仿真此次设计的单片机是否能够完成设计的要求。
仿真图如下：
五、课程设计总结
本次课程设计是用8052单片机CPU及接口电路设计一个数字时钟，经过近一个星期的调试，结果满足设计要求，验证无误。
设计主要用到了多种芯片，程序也比较长比较麻烦，同时也遇到了不少困难，尤其是关于校时模块的设计实现。
关于显示模块，在以前的实验中做过，所以问题很容易解决。
通过本次设计，系统的了解了实时时钟的设计流程，尤其是硬、软件的设计方法，掌握了键盘显示电路的基本功能及编程方法，掌握了键盘电路和显示电路的一般原理，也进一步掌握了定时器的使用和中断处理器程序的编程方法。
开拓了思路，锻炼了实践动手能力，提高了分工协作能力和分析问题，解决问题的能力，达到了本次课程设计的目的。
六．参考文献
[1]李广弟单片机基础[M]北京：
航空航天大学出版社2001年1月
[2]迟荣强单片机原理及接口技术[M]北京:
高等教育出版2004年9月
[3]张毅刚单片机原理及应用[M]北京：
高等教育出版社2008年5月
七、附件
7.1软件设计程序：
#include<
reg52.h>
#defineucharunsignedchar
sbitrs=P3^0;
sbitrw=P3^1;
sbiten=P3^2;
sbittshi=P2^0;
sbitjia=P2^1;
sbitjian=P2^2;
sbitfm=P2^3;
ucharjishu=0,miao=0,fen=30,shi=12;
uchartiaoshi=0,xian1,xian2;
ucharcodemytab[8]={0x01,0x1b,0x1d,0x19,0x1d,0x1b,0x01,0x00};
//小喇叭形状定义
//********************延时程序**************************
voidDelay1ms（ucharcount）
{
uchari,j;
for（i=0;
i<
count;
i++）
for（j=0;
j<
120;
j++）;
}
//*********************写液晶命令程序****************
voidwrite_com（ucharcom）
rs=0;
rw=0;
en=0;
Delay1ms
（2）;
P1=com;
Delay1ms（4）;
en=1;
//*********************写液晶数据程序*********************
voidwrite_data（uchardt）//bunengyongdata
rs=1;
P1=dt;
//*********************液晶初始化程序***********************
voidinitial_lcd（）//henyongyiwangjigaibufen
Delay1ms（20）;
write_com（0x38）;
//16*2xianshi,5*7xianshi,8weishijujiekou
Delay1ms（5）;
write_com（0x0c）;
//kaixianshi,buxianshiguangbiao
write_com（0x06）;
//xueyigezifuhouacjia1
write_com（0x01）;
//****************定时器0定时1S时钟程序*******************
voidtime0（void）interrupt1using0
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
jishu++;
if（jishu==20）
jishu=0;
miao++;
if（miao==60）
miao=0;
fen++;
if（fen==60）
fen=0;
shi++;
if（shi==24）
shi=0;
//**********************拆分显示显示程序*************
voidchaixian（ucharmiao,fen,shi）
ucharshi1,shi2,fen1,fen2,miao1,miao2;
shi1=shi/10;
shi2=shi%10;
fen1=fen/10;
fen2=fen%10;
miao1=miao/10;
miao2=miao%10;
write_com（0x80+0x04）;
write_data（0x30+shi1）;
write_data（0x30+shi2）;
write_data（0x2d）;
write_com（0x80+0x07）;
write_data（0x30+fen1）;
write_data（0x30+fen2）;
write_com（0x80+0x0a）;
write_data（0x30+miao1）;
write_data（0x30+miao2）;
//*********************液晶闪烁*****************************
voidshanshuo（ucharadd,shu1,shu2）
write_com（0x80+add）;
write_data（0x01）;
Delay1ms（250）;
write_data（0x30+shu1）;
write_data（0x30+shu2）;
//***********************拆字*******************************
voidchai（ucharchai）
xian1=chai/10;
xian2=chai%10;
//*******************键盘扫描调时定时程序*******************
voidkeyscan（）
TR0=0;
if（tshi==0）
Delay1ms（10）;
tiaoshi++;
if（tiaoshi==4）
tiaoshi=0;
while（tiaoshi!
=0）
{
switch（tiaoshi）
case1:
chai（shi）;
shanshuo（4,xian1,xian2）;
if（jia==0）
if（shi==25）
if（jian==0）
shi--;
if（shi==255）
shi=24;
break;
case2:
chai（fen）;
shanshuo（7,xian1,xian2）;
fen--;
if（fen==255）
fen=59;
case3:
chai（miao）;
shanshuo（10,xian1,xian2）;
if（miao==59）
miao--;
if（miao==255）
miao=59;
while（tshi==0）
}
TR0=1;
//********************定时器1蜂鸣器************************
voidtime1（void）interrupt3using0
TH1=0xff;
TL1=0x44;
chaixian（miao,fen,shi）;
fm=~fm;
//**************整点报时程序*************************
voidbaoshi（）
while（fen==0&
&
miao<
7）
TR1=1;
write_com（0x80+0x0e）;
write_data（0x00）;
TR1=0;
//*自定义字符写入CGRAM*
voidwritetab（）
{
unsignedchari;
write_com（0x40）;
//写CGRAM
for（i=0;
8;
i++）
write_data（mytab[i]）;
//*******主程序*****************
voidmain（）
TMOD=0x01;
IE=0x8e;
IP=0x02;
initial_lcd（）;
write_data（0x00）;
writetab（）;
while
（1）
keyscan（）;
baoshi（）;
7.2电子钟电路原理图
升级会员 