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1、课程设计题 目 名 称 数字电子时钟研究与设计 课 程 名 称 单片机原理及应用 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 电气工程系 电气自动化 指 导 邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业电气自动化学生姓名学 号题目名称数字电子时钟设计时间09年6月8日7月1日课程名称单片原理及其接口技术课程编号121200105设计地点数字控制与PLC实验室一、 课程设计（论文）目的通过课程设计，使学生巩固和加深对单片机基本知识的理解，学生查询资料、方案设计、方案比较，以及单元电路设计计算环节，进一步提高学生综合运用所学知识的能力，提高分析理解解决实际问题的能力。锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领，通过
2、此综合训练，为以后毕业设计打下基础。二、 已知技术参数和条件1 .89c51单片机2 .LED数码显示管3 74LS373芯片4 74LS21芯片任务和要求（1） 设计一个基于单片机的电子时钟，并且能够实现分秒的现实和调节。（2） 设计出硬件电路（3） 设计出软件编程方法，并写出源代码（4） 用proteus进行仿真（5） 用汇编用汇编语言编实现程序设计（6） 利用查表，中断等方式实现目的。邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名 学 号 074 系 电气工程系 专业班级 题目名称 数字电子时钟 课程名称 单片机原理及应用 一、学生自我总结通过这次单片机课程设计，我能够很好地应用单片机理论知识，
3、将其应用于实践，并且这是一次小组的合作，从中更好培养了小组合作的默契。通过课程设计，让我加深了对单片机课程的理解，而且也巩固了数字电路有关知识的理解，特别是关于芯片的连线，以及proteus反真软件的使用，我觉得这是一次宝贵的经验。 学生签名： 2009年 06 月29日二、指导教师评定评分项目综合成绩权 重单项成绩指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月 日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。摘要单片计算机即单片微型计算机。由RAM ,ROM,CPU构成，定时，计数
4、和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。基于单片机课程的学习，本小组成员利用单片机实现时钟的显示，利用键盘和门电路控制时间的调整，充分利用单片机的资源和空间，较大限度的实现了功能,设计时主要应用了一个基于AT89C51单片机的电子时钟。并在数码管上显示相应的时间。并通过一个控制键用来实现时间的调节和是否进入省电模式的转换。应用Proteus的ISIS软件实现了单片机电子时钟系统的设计与仿真。该方法仿真效果真实、准确，节省
5、了硬件资源。关键词：AT89C51单片机 、 键盘控制 、 Proteus仿真目录摘要1 方案选取.51.1 总体方案介绍6.1.2 多功能电子表计时方案6.1.3 多功能电子表键盘显示方案.6.2 电路设计.72.1 键盘的设计.72.2门电路的设计.72.3显示电路.83 软件设计.103.1 程序流程图.103.2 汇编源程序114 系统仿真.17.5 结束语.18参考文献.18附录191 方案选取1.1 总体方案介绍本次设计电子钟系统功能简单，用单片机的最小系统就能得以实现。而单片机的最小系统设计中实际上最重要的就是对键盘/显示器接口电路的设计，由于系统功能不同所以要求就不同，接口设计
6、也就不同。对一个键盘/显示器接口设计应从整个系统出发，综合考虑软、硬件特点。下面是本人在设计前对各种设计方案的考虑：1.2 多功能电子表计时方案方案一：采用实时时钟芯片实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次，不需程序干预。计算机可通过中断或查询方式读取计时数据进行显示，因此计时功能的实现无需占用CPU的时间，程序简单。此外，实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源，具备永不停止的计时功能；具有可编程方波输出功能，可用做实时测控系统的采样信号等；有的实时时钟芯片内部还带有非易失性RAM，可用来存放需长期保存但有时也需变更的数据。由于功能完善，精度
7、高，软件程序设计相对简单，且计时不占用CPU时间，因此，在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。方案二: 软件控制。利用单片机内部的定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时及秒表计时。该方案节省硬件成本，且能使设计者对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而掌握单片机应用技术MCS-51汇编语言程序设计方法，因此，本系统设计采用此种软件控制方法来实现计时。而由于ATMEL公司的AT89S51单片机是低功耗的具有4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系和引脚兼容。片内的Flash可允许在线重新编程，也可使用通用非易失性存储
8、器编程。它将通用CPU和在线可编程Flash集成在一个芯片上，形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能价格比的微控制器。它的功能强大，而且也较容易购买，故本设计中所选的单片机为AT89S51单片机。1.2 多功能电子表键盘显示方案方案一: 8279扩展。该方案方框图如图1.2.1所示，8279是一种可编程的键盘/显示接口专用芯片，它含有键盘输入和显示输出两种功能，键扫描程序和动态显示程序全由8279硬件自动完成，此种方案能以比较简单的硬件 电路和较少的软件开销实现单片机与键盘、LED显示器的接口。方案二: 8155扩展，LED动态显示。 该方案方框图如图1.2.2所示，8155是一块可编程的接口
9、芯片，与单片机的接口非常简单，它的键盘、显示共用一个接口电路，可节省I/O口。但动态扫描方式需占用CPU较多的时间，在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。方案三: 串口扩展，LED静态显示。该方案方框图如图1.2.3所示，独立式键盘配置灵活，软件结构简单，按键较多时不宜采用。静态显示占用口资源少，采用串口传输实现静态显示， LED数码管与单片机之间通过6个移位寄存器相连，显示亮度有保证，但此方案的硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢，比较适用于并行口资源较少的场合。方案四: 独立式按键，LED动态显示。 该方案方框图如图1.2.4所示，独立式按键直接与单片机I/O口相连构成键盘，每个按
10、键不会相互影响，因本系统用到的按键比较少，采用独立式键盘不会浪费I/O口线，所以本系统采用独立式键盘。动态显示的亮度虽然不如静态显示，但其硬件电路较简单，可节省硬件成本，虽然动态扫描需占用CPU较多的时间，但本系统中的单片机没有很多实时测控任务，因此，本系统采用此种方案。 2 电路设计2.1 键盘的设计考虑到时间误差的存在以及调整时间的方便性，采用独立式键盘。提高CPU的工作效率，采用中断工作方式四个键盘接于P1口，用74ls21与门接于外部中断0，实现了调整时间的快速性，当四个键盘有中断发生，首先判断四个键哪个按下，向CPU发一个中断请求信号，然后调用相应的中断程序。参考电路如下：键盘的工作
11、过程可分为两步：第一步是CPU首先检测键盘上是否有按键被按下，第二步是识别哪一个减按下。检查键盘上有无键按下可采用查询工作方式、定时扫描工作方式和中断工作方式。查询工作方式（例如用8155扩展I/O组成的行列式键盘）：键盘上有无键按下是有列线送出全扫描字，然后读入行线状态来识别的。其方法是PA口输出00H，即所有列线置成低电平，然后将行线电平状态读入累加器A中，如果有键按下，总会有一根行线拉置低电平，从而使行输入状态不全为“1”。键盘中哪一个键按下是有列线逐列置低电平后，检查行输入状态，称为逐列扫描。方法是：从PC口读入行线状态，如果全为“1”，则所按下之键不在此列，如果不全为“1”，则在此列
12、，并且是与“0”电平行线相交的交点上的那个键。2.2 门电路的设计为了达到调整时间的快速性与准确性，采用中断方式，四个键盘采用与门芯片74LS21。当四个键盘有一个按下后就会向CPU申请中断。2.3 显示电路设计显示采用led动态显示方式，共阴极端由P2口线控制，分为段选线和位选线，利用人的视觉停留达到显示的效果，段选线控制字符选择，位选线控制显示位的亮或暗。从段选线I/O口上按位次分别送显示字符的段选码，在位选控制口也按相应的次序分别选通相应的显示位（共阴极送低电平，共阳极送高电平），选通位就显示相应字符，并保持几毫秒的延时，为选通不显示字符（保持熄灭）。这样，对各位显示就是一个循环过程。从
13、计算机工作来看，在一个瞬间只有一位显示字符，而其他位都是熄灭的。但由于人的视觉停留，这种动态变化是察觉不到的。从效果上看，各位显示器能连续而稳定地显示不同的字符。3 软件设计3.1 程序流程图 开始有键按下否？调用延时子程序调用延时子程序有键按下否？否？判断闭合键,键码入栈保护闭合键释放否？键码 A返回3.2 汇编源程序 ORG 0000H AJMP START ORG 0003H LJMP ST1 ORG 000BH AJMP TT0 ORG 0030HSTART: MOV 30H,#00H ;秒个位内存单元 MOV 31H,#00H ;秒十位内存单元 MOV 32H,#00H ;分个位内存
14、单元 MOV 33H,#00H ;分十位内存单元 MOV 34H,#00H ;时个位内存单元 MOV 35H,#00H ;时十位内存单元 MOV TMOD,#01H ;定时器T0，工作方式1， MOV TH0,#3CH ;定时50MS MOV TL0,#0B0H ; MOV R0,#30H ;指针指向显示单元 MOV R5,#0FEH ;选中秒个位 MOV R1,#20 ; MOV 36H,#00H ;时位键盘判断时用 MOV R3,#6 ;秒十位判断时用 MOV R2, #6 ;分十位判断时用 MOV R4,#10 ; MOV 40H,#10 MOV IE, #81H ; SETB EA ;
15、开中断 SETB ET0 ;开T0中断 SETB TR0 ;记时开始MAIN: LCALL DIS LJMP MAIN;#显示子程序#DIS: MOV A,R5 ;先位码 MOV DPTR,#7FFFH ;位码选择p2.7 MOVX DPTR,A MOV A,R0 ;再段码 MOV DPTR,#TAB ;表地址 MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV DPTR,#0BFFFH ;段码选择p2.6;#显示小数点# CJNE R0,#32H,GO111 ;小数点选择(R0)=/=32H转移 ORL A,#80H GO111: CJNE R0,#34H,MIN ORL A,#80HMIN: MO
16、VX DPTR,A ;送出去显示 LCALL DELAY ;1MS延时 LCALL DELAY LCALL DELAY INC R0 ;修改指针指向下一显示单元 MOV A,R5 ;也可写为XCH A，R5 JNB ACC.5,LH ;判断显示完否？ RL A ;也可写为XCH R5，A MOV R5,A AJMP ENR ;返回循环显示LH: MOV R0,#30H ;重心定义显示指针 MOV R5,#0FEH ;重设位码，形成循环ACC.0-ACC.3ENR: RET;#定时中断#TT0: MOV TH0,#3CH ; MOV TL0,#0B0H ; DJNZ R1,FANHUI ;判断1
17、秒到否？未到跳转 MOV R1,#20 ; INC 30H ;秒个位加一 DJNZ R4,FANHUI ;判断10秒到否？未到跳转 MOV R4,#10 ; MOV 30H,#00H ; INC 31H ; DJNZ R3,FANHUI ; MOV R3,#6 ; MOV 31H,#00H ; INC 32H DJNZ 40H,FANHUI ; MOV 40H,#10 MOV 32H,#00H INC 33H DJNZ R2,FANHUI MOV R2,#6 MOV 33H,#00H INC 36H ;时位判断时用MOV A,36HCJNE A,#24,JUMPMOV 36H,#00HJUMP
18、: MOV A,36H MOV B,#10 DIV AB MOV 34H,B MOV 35H,A FANHUI: RETI ;*键盘处理程序* ST1: CLR EX0 ;键盘1判断时用 PUSH B PUSH ACC JB P1.0,ST2 LCALL DELAY111 JNB P1.0,$ LCALL DELAY111 DJNZ R3,GO MOV R3,#6GO: INC 31H MOV A,31H CJNE A,#6,$+3 JNB P1.0,$ JC ST2 MOV 31H,#00H MOV A,31HST2: JB P1.1,ST3 ;键盘2判断时用 LCALL DELAY111
19、JNB P1.1,$ LCALL DELAY111 DJNZ 40H,GO1 MOV 40H,#10GO1: INC 32H MOV A,32H CJNE A,#10,$+3 JNB P1.1,$ JC ST3 MOV 32H,#00H MOV A,32HST3: JB P1.2,ST4 ;键盘3判断时用 LCALL DELAY111 JNB P1.2,$ LCALL DELAY111 DJNZ R2,GO2 MOV R2,#6GO2: INC 33H MOV A,33H CJNE A,#6,$+3 JNB P1.2,$ JC ST4 MOV 33H,#00H MOV A,33HST4: JB
20、 P1.3,ST6 ;键盘4判断时用 LCALL DELAY111 JNB P1.3,$ LCALL DELAY111 INC 36H MOV A,36H CJNE A,#24,JUMP1 MOV 36H,#00HJUMP1: MOV A,36H MOV B,#10 DIV AB MOV 34H,B MOV 35H,AST6: POP ACC ;键盘中断返回 POP B SETB EX0 RETI;#延时1MS子程序#DELAY: MOV R7,#02HDE1: MOV R6,#0FEHDE2: DJNZ R6,DE2 DJNZ R7,DE1 RET;#键盘延时消抖程序#DELAY111:MO
21、V 50H,#2 ;键盘消抖程序DE1111: MOV 51H,#255 DJNZ 51H,$ DJNZ 50H,DE1111 RETTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H END4 系统仿真5 结束语我觉得作为一名自动化专业的学生，单片机的课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这一个多礼拜的“学习”，在小组同学的帮助和讲解下，渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从
22、基础慢慢开始弄懂它。我认为这个收获应该说是相当大的。参考文献1. 参考文献李建忠编著，单片机原理及应用西安电子科技大学出版社，2008。胡汉才编著，单片机原理及其接口技术清华大学出版社，2004。贾金铃等编著，微型计算原理及应用重庆大学出版社，2006。吴清秀，周荷琴编著，微型计算机原理与接口技术中国科学技术大学出版社，2004。吴向军、罗源明等编著汇编语言程序设计高等教育出版社，2001。2 附录 (AT89C51) （74LS373） (74LS21) 恋爱运UP一绪Lets月亭方正！気持今Flying Get！dou都斗豆逗陡抖痘兜读蚪窦篼蔸乧侸兠凟剅吺唗投斣枓梪橷毭氀浢渎渎瞗窬窦脰艔豆
23、读逾郖酘酡钭鋀钭閗闘阧餖饾斗鬦鬪鬬鬭du读度毒渡堵独肚镀赌睹杜督都犊妒顿蠹笃嘟渎椟牍黩髑芏儥凟剢剫匵厾噣土涂妬嬻剬塅媏彖断毈瑖碫篅簖缎专腶葮褍踹躖锻鍴Mr Najib met search crews at Pearce RAAF base near Perth on Thursday morning, before their planes left for the day, and then later held talks with Mr Abbott.The disappearance of MH370 has tested our collective resolve, he tol
24、d a news conference.Faced with so little evidence, and such a Herculean task, investigators from Malaysia, the US, the UK, China, Australia and France have worked without pauseHe thanked both search teams and the Australian government for their efforts in recent weeks, and said the search would go o
25、n.Continue reading the main storyMH370 - Facts at a glance 8 March:Malaysia Airlines Kuala Lumpur-Beijing flight carrying 239 people disappears Planes transponder, which communicates with ground radar, was switched off as it left Malaysian airspace Satellite pings indicate plane was still flying sev
26、en hours after satellite contact was lost 24 March:Based on new calculations, Malaysian PM says beyond reasonable doubt that plane crashed in southern Indian Ocean with no survivors What we know The search for flight MH370I know that until we find the plane, many families cannot start to grieve. I c
27、annot imagine what they must be going through. But I can promise them that we will not give up, he said.Malaysian authorities have come in for heavy criticism over their management of the search, especially from relatives of thWeather conditions were fair, with visibility of approximately 10km (6 mi
28、les), the Joint Agency Coordination Centre (JACC) - which is overseeing the search - said.The British submarine HMS Tireless is also in the southern Indian Ocean and is due to be joined by Royal Navy ship HMS Echo.The Australian Navy ship Ocean Shield is heading to the region and has equipment for d
29、etecting the planes black-box flight recorder.Experts say timing is critical as the flight recorder may only have enough battery power to send out a signal until 7 April.Air Chief Marshall Angus Houston, head of the JACC, warned that the search operation faced multiple difficulties.This is one of th
30、e most demanding and challenging search and rescue operations, or search and recovery operations, that I have ever seen and I think probably one of the most complex operations of this nature that the world has ever seen, he told Mr Najib and Mr Abbott.On Wednesday Malaysian police chief Khalid Abu B
31、akar said investigators had cleared all passengers of possible involvement in hijacking, sabotage or having personal or psychological problems that could have been connected to the disappearance.But he said that the criminal investigation could go on and on and on. We have to clear every little thin
32、g.At the end of the investigations, we may not even know the real cause. We may not even know the reason for this incident, he added.The police chief said that more than 170 interviews had been conducted with family members of the pilots and crew members, and that even cargo and food served on the p
33、lane were being investigated in case ofdui对队堆兑敦镦碓怼憝兊兑垖埻塠夺夺対对嵟憞怼捶杸濧濻瀢瀩痽磓祋綐膭薱謉譈譵追鈗锐锐錞鎚镦鐜锐陮队頧鴭dul乧dun吨顿蹲墩敦钝盾囤遁不趸沌盹镦礅炖砘伅俊吨墪壿庉忳敦憞撉撴楯橔潡炖犜獤碷腞腯蜳豚踲蹾趸逇遯钝镦鐜顿驐duo多朵夺舵剁垛跺惰堕掇哆驮度躲踱沲咄铎裰哚缍亸仛兊兑兑凙刴剟剫吋喥嚉嚲垜埵堕墯夛夺奲媠嫷尮崜嶞憜挅挆捶揣敓敚敠敪朶杂杕枤柁柂柮桗棰椯椭毲沰沱泽痥硾缍茤袳詑誃貀趓跢跥跿躱軃郸郸鈬錞锗铎锗陀陊隋隋隓飿饳驮駄鬌鮵鵽点e饿哦额鹅蛾扼俄讹阿遏峨娥恶厄鄂锇谔垩锷阏萼苊轭婀莪鳄颚腭愕呃噩鹗屙亚亜亚伪佮侉偔伪伪僫匎匼
34、卾吪呝咢咹哑唖啈啊啐哑恶囐囮垭垭垩堨堮妸妿姶娾娿媕屵岋峉峩崿庵廅悪恶戹搕搤搹擜曷枙桠櫮唉歞歹歺洝涐湂猡珴琧痷皒睋砈砐砨砵硆硪磀礘胺蒍蕚蘁蚅蝁覨讹咯誐谔譌讍豟轭軶輵迗遌遻邑鈋锇锷鑩閜阏阨阸隘頞頟额颚饿餩騀鬲魤魥鳄鰪鳄鴳鵈鹅鵞鹗齃腭齾青年（）、技术（）、恋爱（）、翡翠（）、読书（）、人（，）、幸福（）、训读词汇：青（）、术（）、恋（）、好（）、読（）、人（）、幸（）、汉字“海”可以读成“”也可以读成“”。“”是它的音读，“”是它的训读。“史宪巨”等汉字一般只使用它们的一种音读，“贝又咲（）”一般只使用它们的一种训读，但这类汉字较少。日语里的汉字通常都有两三种甚至更多的音训读发音。比如“生”，音读可
35、读作“”，训读可读作“”等。同上面所说的，汉字每个字都有与之对应的音读、训读，但也有一些比较特殊。比如“梅雨”，它的发音为“”，不能把每个汉字分别读什么区分开来。我们把这类发音叫做“熟字训”。以下这些也是“熟字训”：田舎（） 时雨（）相扑（写作“相扑”，）土产（） 为替（）红叶（）吹雪（） 足袋（）日和（）蒲公英（）en恩摁蒽嗯奀峎煾饐唔eng鞥eo仒eol乻eom欕eos旕er而二耳儿饵尔贰洱珥鲕鸸佴迩铒侕児儿刵咡唲奶尒尓峏弍弐杒栭栮樲毦洏渪濡尔粫耏聏胹臑荋薾衈袻誀貮贰趰輀輭轜迩铒陑陾隭饵駬髵髶鲕鸸fa发法罚伐乏筏阀珐垡砝佱傠姂废彂拔拨拨栰橃泛沷泛灋珐疺発发瞂笩罚罸茷蕟藅贬贬醗发鍅阀髪发fan反饭翻番犯凡帆返泛繁烦贩范樊藩矾钒燔蘩畈蕃蹯梵幡仮伋凢凣勫匥噃墦奿婏嬎嬏嬔忛憣払拚旙幡杋柉棥枫橎氾泛渢滼瀪瀿烦犿璠畨盕矾笲笵范籓籵緐翻羳膰舤舧舩薠蟠蠜袢襎訉贩軓軬轓辺钒鐇颿飜饭飰鱕鷭攵犭fang放房防纺芳方访仿坊妨肪钫彷邡枋舫鲂仿匚埅堏旊昉昘昞汸淓牥瓬眆眪祊纺蚄访趽钫錺雱髣鲂鰟鳑鴋鶭fei非飞肥费肺废匪吠沸菲诽啡篚蜚腓扉妃斐狒芾悱镄霏翡榧淝鲱绯痱俷剕厞墢奜婓婔扉廃废怫拂昲暃曊朏杮柹棐橃橨櫠渄濷犻猆琲痱癈