单片机电子时钟结构设计.doc

单片机电子时钟结构设计 1 引言 单片机系统被定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。实际上单片机系统是计算机的一种应用形式，是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点。因此它是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。特别适合于要求实时的和多任务的系统。 如今单片机系统的应用越来越广泛，那么单片机系统应用缘何能在近年来的信息技术应用中脱颖而出，成为众多商家角逐的对象。其实原因很简单，因为这里面蕴藏着巨大的市场，巨大的商业利益，单就电视应用而言，目前全球有2亿多有线电视用户，中国也有8000多万户，而且每年还在以600万的速度递增。如今，在这块领域里，还没有一家公司有成熟的产品，也没有标准的操作系统，更没有一个可以主导市场的垄断者。在这种局势下，虽然竞争将异常剧烈，但突围的可能性也较大，只要能够培养出自己的技术能力和市场开拓能力，是有可能取得巨大成功的。 设计电子打铃的最终目的是能把它应用到实际中去。如学校的作息时钟打铃，车站的日期时间显示，实时控制系统以及仪器仪表，家用电器等各个领域。由于它的应用领域广，技术要求各不相同，因此应用系统的硬件设计是多样化的，但总设计方法和研制步骤相同。本论文主要介绍一下电子打铃的设计过程与方法，以及在单片机系统上的调试方法。 电子打铃课题设计着重于实践和动手能力的培养，通过阅读并学习本论文可以大概了解单片机的发展及其工作方法，了解汇编语言，掌握一定的ＭＣＳ—５１单片机知以及用指令编程方法和技巧。能用ＭＣＳ—５１单片机指令编制出一些实用的小程序。 另一方面通过本论文可以了解电子打铃打铃器的时钟走时、显示、定时器等的工作方式以及时钟控制打铃编程方法。时钟走时是利用定时器计数进行的，显示由键盘显示接口电路与五个数码显示组成，利用可实现对键盘、显示器的自动扫描并且可以减轻对ＣＰＵ的负担，具有显示稳定、程序简单、不会出现误动作的特点。 时钟控制就是利用键盘输入一个时设定的时间值，再经过程序中的比较判断程序来控制时钟走。 2 总体方案论证? 方案：采用89C51单片机来实现系统的控制。此系统硬件简洁，将复杂的硬件功能用软件实现，因此系统控制灵活，能很好地满足本题的基本要求和扩展要求简洁、灵活、可扩展性好，能完全达到设计要求，故采用种方案。方案一：因为题目中只要求显示小时和分钟，因此可以用门电路组合构成时钟发生器，但此方案硬件复杂，稳定性低，且不易控制。? 方案二：采用时钟芯片。该芯片可以进行时分秒的计数，可编程接口，还具有报警功能和掉电保存功能，并且可以对其方便的进行程序控制，完全能满足题目的要求。 方案一：采用数码管显示。数码管亮度高、体积小、重量轻，但其显示信息简单、有限，在本题目中应用很大。? 方案二：采用液晶显示。液晶显示功耗低，轻便防震。由于本题显示信息比较，采用液晶显示界面清晰，操作方便。? 闹铃响采用带音乐芯片的扬声器，为实现题目中接触止闹功能，我们可以采用开关控制闹铃通过单片机控制闹铃停止。?我们采用?2?×?8?的键盘，原理图如图所示。?采用先分别调试各单元模块，调通后再进行整机调试的方法，以提高调试效率。? （?1）?时钟测试?在带有单片机的电路板上编程调试，使其在液晶上显示出时分秒，并可以通过键盘控制设定时间和闹铃开关的时间。利用仿真机调试成功后通过编程器将程序写入芯片中调试，调试结果显示，该模块可以显示时分秒，可以正常工作。? （?2）?闹钟测试?通过键盘控制设定闹钟开关和闹钟响的时间，并通过单片机程序驱动音乐电路发声。经过调试，闹钟功能正常，满足题目的基本要求。?….等基本运算，但是实际问题可能是计算某个函数之后才解方程。在这种情况下，确定算法就是设法用基本运算方法来解决其它的复杂问题。往往算法不是唯一的。不同的方法在占用存储单元数，计算精度，编程工作量等方面是有差别的，这就需要进行比较和选择。 6.4.3 程序结构的设计 程序结构的设计是算法转化为程序的准备阶段。如果算法比较简单，这一不可以省掉，直接按算法编写程序。如果比较复杂，同需要进行程序结构的设计。程序结构的设计一般采用流程图法。流程图是有规定的图形符号配合文字说明来表示算法或处理总是的步骤。客观存在具有直观.易懂的特点，是程序结构设计的有力工具。 6.4.4 流程图的绘制 有一个由粗到细的过程，需要反复修改，求得完善。程序的基本结构是有顺序结构，分支结构和子程序结构等四类。当程序较大时，应根据功能将整个程序分类若干模块。 6.4.5 编写源程序 程序结构设计完成之后，下一步是编写程序。在编程之前要规划好寄存器和存储器的使用。对于程序区，表格