大工15秋单片机原理与应用大作业答案.docx

网络教育学院 《单片机原理及应用》大作业 题 目： 单片机电子时钟设计 学习中心：奥鹏远程教育福州学习中心 层 次：专升本 专 业：电气工程及其自动化 年 级： 2014 年 09秋季 学 号： 学生姓名： 大工15秋《单片机原理及应用》大作业具体要求: 1作业内容 从以下五个题目中任选其一作答 2正文格式 作业正文内容统一采用宋体，字号为小四， 字数在2000字以上 作业提交 学生需要以附件形式上交离线作业(附件的大小限制在 10M以内)，选择 已完成的作业，点“上交”即可。如下图所示。 谭程殳售 序弓 帚业君徐 削止日划 1羽莽;眾晌岗埼季飓U5 伽十卄刑 ■聲日? 截止时间 2016年3月9日。在此之前，学生可随时提交离线作业，如需修改，可直 接上传新文件，平台会自动覆盖原有文件。 注意事项 请同学独立完成作业，不准抄袭其他人或者请人代做，如有雷同作业，成绩 以零分计！ 题目一：单片机电子时钟设计 准 贝设计一个基于 51单片机或STM单片机的电子时钟，并且能够实现时 分秒的显示和调节 撰写要求：(1 )首先介绍课题背景，并进行需求分析及可行性分析，包括软硬件 功能分配、核心器件的选型等； (2 )对系统硬件进行设计， 包括硬件功能模块划分、 电路原理图设计等; (3)对系统软件进行设计，选用汇编语言或 C语言编写程序，给出软 件开发流程； 4 4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。 一、课题背景 1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基 础，电子时钟开始迅速发展起来。 现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具， 采用延时程序产生一定的时间中断， 用于一秒的定义， 通过计数方式进行满六十 秒分钟进一， 满六十分小时进一， 满二十四小时小时清零。 从而达到计时的功能， 是人们日常生活不可缺少的工具。 现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶 体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高， 稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码 代替机械式传动， 用 LED 显示器代替指针显示进而显示时间， 减小了计时误差， 这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活 性好。 二、 时钟的基本原理分析 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 0.01s 中断 一次并当作一个计数，设定定时 1 秒的中断计数初值为 100 ，每中断一次中断 计数初值减1，当减到0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 静态显示法需要译码器，数据储存器等较多硬件，可采用动态显示法实现 LED 显示，通过对每位数码管的依次扫描， 使对应数码管亮， 同时向该数码管送对应 的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应， 使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。 三、 51 单片机介绍及时钟设计分析 针对要实现的功能，采用 AT89S51 单片机进行设计， AT89S51 单片机是 一款低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4KB 在线可编程（ ISP ）的可反 复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术 制造，兼容标准 MCS- 51 指令系统及 80C51 引脚结构。这样，既能做到经济合 理又能实现预期的功能。 在程序方面， 采用分块设计的方法， 这样既减小了编程难度、 使程序易于理 解，又能便于添加各项功能。程序可分为闹钟的声音程序、时间显示程序、日期 显示程序，秒表显示程序，时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序，延时 程序等。运用这种方法， 关键在于各模块的兼容和配合， 若各模块不匹配会出现 意想不到的错误。 首先，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法， 以及内部寄存器、 存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前期准备工作。 第二部分是硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，比如输入需要开关电路， 输出需要显示驱动电路和数码管电路等。 第三部分是软件部分： 先学习理解汇编 语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设 计。第四部分是软件画图部分： 设计好电路后进行画图， 包括电路图和仿真图的 绘制。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真， 仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。 第六部分是 硬件实现部分： 连接电路并导入程序检查电路， 若与设计的完全一样一般能实现 想要的功能。最后进行功能扩展，在已经正确的设计基础上，添加额外的