带提醒功能的可调时钟.docx

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带提醒功能的可调时钟

课程设计说明书

（2013/2014学年第二学期）

课程名称：

单片机应用课程设计

题目：

带提醒功能的可调时钟

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计周数：

2周

设计成绩：

2014年6月26日

目录

一、课程设计目的………………………………………………………………………………3

二、课程设计内容………………………………………………………………………………3

2.1方案设计………………………………………………………………………………3

2.1.1STC90C52AD的功能参数介绍…………………………………………………3

2.1.2综合电路设计…………………………………………………………………5

2.2单元电路设计……………………………………………………………………………6

2.2.1动态显示驱动设计………………………………………………………………6

2.2.2时钟产生单元……………………………………………………………………62.2.3串口驱动电路单元………………………………………………………………7

2.2.4蜂鸣器电路单元…………………………………………………………………7

2.2.5动态显示控制电路单元…………………………………………………………8

2.2.6按键电路单元……………………………………………………………………8

2.2.7译码单元…………………………………………………………………………9

2.3系统调试…………………………………………………………………………………9

2.4系统分析…………………………………………………………………………………9

2.5系统设计…………………………………………………………………………………10

2.5.1程序流程图………………………………………………………………………10

2.6系统实施…………………………………………………………………………………11

2.7C语言程序………………………………………………………………………………11

三、个人心得体会及总结………………………………………………………………………21

四、参考文献……………………………………………………………………………………22

附录一、系统原理图

附录二、课程设计评语及成绩

带提醒的可调时钟单片机设计

1、课程设计目的

1.1用单片机课程及已学电子电路知识设计一简易时钟显示装置，包括电路图的设计和制版等。

1.2通过课程设计加深对单片机课程的相关知识的学习和理解。

1.3初步学会一些设计思想和实践技能。

提高学生综合素质。

1.4让学生从设计过程中领悟到相互合作的重要性。

2、课程设计内容

2.1方案设计

2.1.1STC90C52AD的功能参数介绍

STC90C52AD是由宏晶公司生产的高性能八位单片机。

如图一所示。

该芯片采用FLASH存储技术，内部具有8KB字节快闪存存储器，采用DIP封装，是目前在中小系统中应用最为普及的单片机。

STC90C52AD可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。

只要程序长度小于8K，四个I/O口全部提供给用户。

可用5V电压编程，而且擦写时间仅需10毫秒，仅为8751/87C51的擦除时间的百分之一，与8751/87C51的12V电压擦写相比，不易损坏器件，没有两种电源的要求，改写时不拔下芯片，图一

适合许多嵌入式控制领域。

工作电压范围（2.7V~6V），全静态工作，工作频率宽在0Hz～24MHz之间，比8751/87C51等51系列的6MHz～12MHz更具有灵活性，系统能快能慢。

STC90C52AD芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制。

P0口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。

STC90C52AD单片机为40引脚芯片如图一所示，在本设计中，主要用到P0口、P2口、P1.0口及P3.0、P3.1、P3.2口。

P0口可作为通用I/O口，但须外接上拉电阻，所以在设计显示数码管我们避免了使用P0口这样大大简化了动态显示电路。

P1口：

8位、双向I/0口，内部含有上拉电阻。

P1口可作普通I/O口。

输出缓冲器可驱动四个TTL负载；用作输入时，先将引脚置1，由片内上拉电阻将其抬到高电平。

P1口的引脚可由外部负载拉到低电平，通过上拉电阻提供电流。

在FLASH并行编程和校验时，P1口可输入低字节地址。

在串行编程和效验时，P1.5/MO-SI,P1.6/MISO和P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。

P2口：

具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P2口用做输出口时，可驱动4各TTL负载；用做输入口时，先将引脚置1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。

若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外部输出电流。

在FLASH并行编程和校验时，P2口可输入高字节地址和某些控制信号。

P3口：

具有内部上拉电阻的8位双向口。

P3口用做输出口时，输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流；用做输入口时，首先将引脚置1，由内部上拉电阻抬位高电平。

若外部的负载是低电平，则通过内部上拉电阻向输出电流。

在本设计中，P3口作为时间设置的4按键输入，因为有上拉电阻，所以可以通过按键直接接地，简化了电路。

在与FLASH并行编程和校验时，P3口可输入某些控制信号。

P3口除了通用I/O口功能外，还有替代功能如表1所示。

表1P3口的第二功能

端口引脚

各个功能

P3.0

RXD（串行口输入端）

P3.1

TXD（串行口输出端）

P3.2

INT0（外部中断0请求输入端，低电平有效）

P3.3

INT1（外部中断1请求输入端，低电平有效）

P3.4

T0（定时/计数器0计数脉冲输入端）

P3.5

T1（定时/计数器1计数脉冲输入端）

P3.6

WR（外部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效）

P3.7

RD（外部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效）

单片机使用宏晶公司支持串口下载程序（ISP）的单片机，为STC90C52AD课程设计配发的小电路板（ISP-MCUBasiccircuit）电路原理图见下图。

该板作为课程设计的核心电路板使用，板上有单片机及附属电路，RS-232通信驱动电路，高低电平测试电路等。

课程设计电路中需要的其他电路在此基础上扩展，通过插孔连接。

课程设计配发的小电路板（ISP-MCUBasiccircuit）电路原理图见下图。

扩展电路在万用板上制作用四位数码管显示小时与分钟，中间那个点用来区分小时与分钟；每秒用一个LED闪烁一下；用了4个按键，一个是选择键，一个是加键，一个是减键，

一个是确认键。

时间要精确，整点报时，声音间隔1秒，并且可以调整时间调整位闪烁提示。

扩展电路用到得器件：

4个按键，一个是调节键，一个是设置键，一个是加1键，一个是确定键；四个DPY7-SEGDP共阴极动态LED；四个NPN三极管；8个300欧姆和四个1千欧的电阻；导线；一个74LS245进行驱动。

每各引脚可吸收8各TTL的灌电流。

作为输入时，首先应将引脚置1。

P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。

在该模式下，P0口含有内部上拉电阻。

在FLASH编程时，P0口接收代码字节数据；在编程效验时，P0口输出代码字节数据（需要外接上拉电阻）。

2.1.2综合电路设计

采用单片机的TO定时器，使其工作在方式1，产生一个100ms定时中断，循环10次，到1s时，秒加1；秒到60时，分加1，秒清零；分到60时，秒清零，分清零。

数码管采用动态显示，一个扫描周期共循环四次，依次显示秒的低位、秒的高位、分的低位、分的高位，每次显示延时4ms。

这期间要将不同的数送到P1口，以及将P2口的不同位置1。

调节时，调用相应的子程序，来完成功能。

2.2单元电路设计

2.2.1动态显示驱动设计

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划＂a，b，c，d，e，f，g，dp＂的同名端连在一起，如图二所示。

图二

2.2.2时钟产生单元

图三

52单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：

内部振荡方式和外部振荡方式。

在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器（简称晶振）或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方式。

由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。

内部振荡方式的外部电路如下图所示。

图中，电容器Col，C02起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在5-30pF。

晶振频率的典型值为12MHz，采用6MHz的情况也比较多。

内部振荡方式所得的时钟情号比较稳定，实用电路中使用较多。

外部振荡方式是把外部已有的时钟信号引入单片机内。

这种方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号保持同步。

2.2.3串口驱动电路单元

DB-9引脚定义

针脚

功能

5

信号地线

1

载波检测

6

数据准备完成

2

接受数据

7

发送请求

3

发送数据

8

发送删除

4

数据终端准备完成

9

振铃指示

图四

如图四所示，MAX232是RS-232收发器，用于实现TTL电平与微机串口的RS-232电平信号之间的转换。

采用单+5V电源供电，数据传输速率为120kbit/s。

2.2.4蜂鸣器电路单元

图五

2.2.5动态显示控制电路单元

如图六所示另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。

通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。

在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms。

图六

2.2.6按键电路单元

图七

2.2.7译码单元如图八所示

如图八其功能介绍如下：

BI：

4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。

LT：

3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。

它主要用来检测数码管是否损坏。

LE：

锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。

LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。

A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。

a、b、c、d、e、f、g：

为译码输出端，输出为高电平1有效。

2.3系统调试

硬件调试时可先检查印制板及焊接的质量情况，在检查无误后可通电检查LED显示器的点亮状况。

若亮度不理想，可以调整P1口的电阻大小，一般情况下取200Ω电阻即可获得满意的亮度效果。

实验室制作时，可结合示波器测试晶振及P1,P2端口的波形情况进行综合硬件测试分析。

硬件调试：

硬件调试是利用DVCC实验与开发系统、基本测试仪器（万用表、示波器等），检查用户系统硬件中存在的故障。

硬件调试可分为静态调试与动态调试两步进行。

静态调试：

是在用户系统未工作时的一种硬件检测。

第一步：

目测。

检查外部的各种元件或者是电路是否有断点。

第二步：

用万用表测试。

先用万用表复核目测中有疑