北交单片机课设-电子时钟.docVIP

单片机课程设计 实验课程 单片机原理与应用 实验名称 电子时钟 姓 名 学 号 指导教师 戴胜华 完成时间 2014.6.8 一、设计要求 利用JD51开发板上的4个LED数码管， 设计带有闹铃功能的数字时钟，要求： 1.在4位数码管上显示当前时间。显示格式“时时分分”。 2.由LED闪动做秒显示。 3.利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示闹玲时间。当闹玲时间到蜂鸣器发出声响，按停止键使可使闹铃声停止。 4.实现秒表功能（百分之一秒显示）。 二、设计目的 通过电子时钟综合设计，学会利用 8051 定时器时间计时处理功能，了解按键扫描及控制 LED 数码管显示原理，掌握单片机和按键以及 LED 数码管硬件电路设计及控制程序的设计方法。思考按键消除抖动、LED动态显示与静态显示的特点，从而提高自身解决实际问题的能力。 三、设计原理 利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔5ms中断一次并当作一个计数，每中断一次计数加1，当计数200次时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示。 四、proteus仿真设计及描述 仿真电路图： 全速执行后，按下sw2进入时钟调整，sw3调整小时，sw4调整分，调好后按sw2确定。 按下sw3进入闹铃时间调整，sw3调整小时，sw4调整分，调好后按sw2确定。 按下sw1进入秒表，按下sw3开始计时，sw1暂停，sw3继续，sw2重新开始计时，sw4退出，返回时钟模式。 五、设计方案及思路 1乐曲的音调与节拍 音调由不同频率的方波产生，音调与频率的关系如下表所示。要产生音频方波，只要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用计时器计时此半周期时间，每当计时到后就将输出方波的I/O反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O反相，就可在I/O脚得到此频率的方波。在ZKS-03实验仪上，产生方波的I/O脚选用P1.7，通过跳线选择器JP1将单片机的P1.7与蜂鸣器的驱动电路相连。这样P1.7输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。 音乐的节拍是由延时实现的，如果1拍为0.4秒，1/4拍是0.1秒。只要设定延时时间，就可求得节拍的时间。延时作为基本延时时间，节拍值只能是它的整数倍。 音调 1 2 3 4 5 6 7 I 频率 262 294 330 349 392 440 494 523 X F921 F9E1 FA8C FAD8 FB68 FBE9 FC5B FC8F 注：频率以HZ为单位 表1 音调和发音频率及定时器初值X的对应 每个音节相应的定时器初值x可按下法计算。 其中，f是音调频率，晶振fosc=11.0592Mhz。 2 定时器的使用及时间延迟 首先对定时器进行初始化 图1 TMOD控制寄存器 各控制位说明如下： GATE：门控位 GATE＝0，TR=1启动计数(软件启动)； GATE＝1，TR=1 且 INT=1启动计数(硬件启动)。 C/T： 定时或计数方式选择位。 C/T＝0，定时工作方式；C/T＝1,计数工作方式。 M1M0：工作方式选择位。 M1M0＝00，方式0：13位计数（TL0-4、TH0-7) M1M0＝01，方式1：16位计数（TL0-7、TH0-7） M1M0＝10，方式2：8位计数,有自动装入功能。 M1M0＝11，方式3：T0分为两个8位计数器,TL0可工作为定时或计数方式,TH0只能工作为定时方式。 图2 SCON控制寄存器 SCON各控制位说明如下： TR0/TR1：启动计数。 1启动计数；为0停止计数。 TF0/TF1：计数溢出。 计数结束时为1。 曲调值 DELAY 调4/4 125ms 调3/4 187ms 调2/4 250ms 表2 各节拍延时时间对应关系 3 蜂鸣器电路 蜂鸣器有交流和直流两种。直流蜂鸣器驱动简单，一旦在引脚上加入直流电源它就会发出一定频率的声音，此时声音的音调和音量是固定的；而交流蜂鸣器在这方面则显得较灵活，输入声音信号的频率和音长是可控的，因此输出的声响将更逼真、更悦耳。本实验仪有一个交流蜂鸣器，由于一般I/O口的驱动能力有限，因此不用它直接驱动蜂鸣器，它与P87C52X2的连接方式如下图所示。Buzzer通过一个跳线与P1.7相连，P1.7输出不同频率的方波信号，蜂鸣器就会发出不同的声音。如果控制输出信号