毕业设计任务书 实习报告大学生实习报告 计算机学生实习报告 不同工作实习报告.docx
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毕业设计任务书实习报告大学生实习报告计算机学生实习报告不同工作实习报告
聊城职业技术学院
毕业设计任务书
系别计算机系
班级06电子信息
姓名赵立凯
学号20061206010
毕业设计写作指导须知
一、毕业设计选题要符合专业培养目标的要求。
论文(任务书)写作要做到论点明确、论据充分,说明透彻,语言准确恰当,书面整洁、字迹工整,图纸应清晰、工整,符合设计要求,符合国家有关标准和部分标准。
字数、图纸数量符合学院的有关要求。
并在规定的时间内完成。
二、答辩过程中学生要严肃认真,文明礼貌,谦虚谨慎,认真回答答辩主持人、委员等提出的问题。
三、填报有关表格时,应按项目要求逐项填实、填全、填清。
学号
20061206010
姓名
赵立凯
学制
三年
专业
电子信息工程技术
年级
06级
教学班负责人
杨清虎
地市
山东聊城
教学班
06电子信息
设计题目
单片机多功能电子时钟
指导教师姓名
杨清虎
职务或职称
助教
一、毕业设计的任务和具体要求:
在智能化仪器仪表中,控制核心均为微处理器,而单片机以其高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠而得到广泛应用,是设计智能化仪器仪表的首选微控制器,单片机结合简单的接口电路即可构成电子钟,它可广泛应用于工业、农业、日常生活等领域,与传统钟表相比较,它具有高精度、高可靠性、操作方便、价格便宜、智能化等特点,是钟表的一个发展方向,具有一定的实用价值。
1、本课题任务如下:
设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“00:
00:
00”,进入时钟准备状态;按下电子钟启动键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;按下电子钟调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动键再次进入时钟运行状态。
2、本课题要求如下:
(1)在AT89S52的P0口和P2口外接由六个LED数码管(LED5~LED0)构成的显示器,用P0口作LED的段码输出口(P0.0~P0.7对应于LED的a~dp),P2.5~P2.0作LED的位控输出线(P2.5~P2.0对应于LED5~LED0),P1口外接四个按键A、B、C、D(对应于P1.0~P1.3)。
(2)、利用六个LED显示当前时间。
(3)、四个按键的功能:
A键用于调时,范围0-23,0为24点,每按一次时加1;B键用于调分,范围0-59,0为60分,每按一次分加1;C键用于调秒,范围0-59,0为60秒,每按一次秒加1;D键用于电子钟启动;。
(4)、单片机采用AT89S52,fosc=12MHZ。
(5)、电子钟供电电源电路的设计。
(6)、电子钟时钟电路,复位电路的设计。
(7)、编写系统监控程序、键扫子程序、显示子程序及其它所需子程序、功能程序和中断服务程序。
(8)、制作电子钟实物。
二、毕业设计说明书应包含的内容:
1、课程设计说明书封面;
2、课程设计任务书封面及课程设计任务书;
3、前言;
4、课程设计说明书目录;
5、电子钟功能说明及总体方案介绍;
6、详细介绍电子钟的工作原理;
7、绘制电子钟整机电路框图、整机电路原理图、电源电路原理图及PCB图各1份;
8、列出电子钟元器件清单;
9、详细介绍电子钟单元电路工作原理(包括电源电路、时钟电路、复位电路、键盘/显示接口电路及所用主要芯片);
10、单片机硬件资源的使用分配情况;
11、画出电子钟软件系统监控程序、各子程序、中断服务程序及各功能程序的流程框图;
12、列出电子钟软件系统程序清单;
13、写出电子钟的使用说明;
14、参考资料;
四、毕业设计应完成的图纸:
电子时钟电路原理图:
四、其他要求:
无
五、毕业设计的期限:
自2009年01月01日至2009年02月01日
六、毕业设计(论文)进度计划:
起至日期
工作内容
备注
2009.01.01~2009.01.07
2009.01.08~2009.01.14
2009.01.15~2009.01.22
2009.01.23~2009.02.01
电子时钟电源电路设计
单片机最小系统
电子时钟显示电路
电子时钟按键电路
原理图,实物制作
原理图,实物制作
原理图,实物制作
原理图,实物制作
参考文献、资料表
文献、资料名称
编著者
出版单位
单片机原理及应用
单片微型计算机原理及其应用
MCS-51单片机应用设计
单片机应用技术教程
MCS-51系列单片机实用接口技术
单片机应用系统设计与实践
MCS-51单片机原理与接口技术
单片机应用技术
模拟电子技术
电路分析基础
电工电子技术
C语言程序设计教程
C语言程序设计(第三版)
电子CAD技术
曹巧媛
赵秀珍,单永磊
张毅刚,修林成,胡振江
张洪润,兰清华
李华
陈景初
马家辰
刘守义
夏春华
付玉明
张清枝,李加升
季昌武,苗专生
谭浩强
刘华东
电子工业出版社
中国水利水电出版社
哈尔滨工业大学出版社
清华大学出版社
北京航空航天大学出版社
北京航空航天大学出版社
哈尔滨工业大学出版社。
西安电子科技大学出版社
中国水利水电出版社
中国水利水电出版社
北京理工大学出版社
北京大学出版社
清华大学出版社
清华大学出版社
此表由学生填写所参考的文献、资料
前言
电子科技日新月异,人们对现代电子设备的智能化和微型化及其精度提出了更高的要求,而单片机因其具有稳定可靠、体积小、价格低廉等特点,成为设计智能化仪器仪表的首选微控制器,因此本次我们没有选用传统的专用的时钟芯片,而是采用了AT89S52芯片,此款单片机可以使用软件对其进行在线编程,其灵活性和可靠性都相对提高。
通过此次实物制作,增强了我们的动手能力,把理论与实践融合在一起。
同时,也进一步加深了对单片机的硬件结构的理解和巩固,编程能力也得到了提高。
在此将电子钟制作过程中用到的知识进行了一些总结,并记录了遇到的问题,希望自己今后能注意。
在此要感谢杨老师对我的指导,感谢同组人的合作及帮助过我的同学。
1多功能电子表说明及总体方案介绍
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:
1.1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keilc51C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AT89S52单片机是低功耗的具有8KB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AT89S52单片机。
1.2多功能电子表键盘/显示方案
方案一:
8279扩展。
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。
8155是一块可编程的接口芯片,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。
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。
独立式按键直接与单片机I/O口相连构成键盘,每个按键不会相互影响,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多功能电子表的工作原理
本设计中的电子钟的核心是AT89S52单片机,其内部带有8KB在线可编程Flash存储器的单片机,无须外扩程序存储器,硬件电路主要由四部分构成:
时钟电路,复位电路,键盘以及显示电路。
时钟电路是电子表硬件电路的核心,没有时钟电路,电子表将无法正常工作计时。
本系统时钟电路采用的晶振的频率为12MHz,定时器采用的是定时器0工作在方式1定时,用于实现时、分、秒的计时,定时时间为50ms。
复位电路可使电子表恢复到初始状态。
键盘可对电子表进行开启、停止,还能实现时、分、秒的显示及设定等操作。
显示电路由六个共阳极的LED数码管构成,它的段控端和位控端通过74LS244及其S8550PNP型号三极管与AT89S52单片机的I/O口相连,显示器可使电子表显示出时、分、秒。
多功能电子表的计时原理为:
上电后,电子表显示00:
00:
00提示符,按下D键后,电子表从00:
00:
00开始计时。
当定时器0的定时时间满50ms后,定时器0溢出一次,溢出满20次后,电子表的秒加1,满60秒后,分加1,满60分后,时加1,满24时后,电子表重新从00:
00:
00开始计时。
3多功能电子时钟原理图及PCB图
3.1多功能电子表电路原理图
3.1.1多功能电子表电源电路原理图
直流稳压电源电路原理图如图3.2所示
3.1.2多功能电子时钟整机电路原理
3.2多功能电子时钟电路PCB图
3.2.1多功能电子时钟电源电路PCB图
电源电路PCB图如图所示
3.2.2多功能电子时钟整机电路PCB图
多功能电子时钟整机电路PCB图如图3.5所示
3.5整机PCB图
4多功能电子表元器件清单
多功能电子表电路所有元器件清单如表4.1所示
表4.1多功能电子表元器件清单1
元件名称
封装形式
元件号
LED数码管(共阳极)
DIP-12
D1
LED数码管(共阳极)
DIP-12
D2
510Ω电阻
AXIAL0.4
R1
510Ω电阻
AXIAL0.4
R2
510Ω电阻
AXIAL0.4
R3
510Ω电阻
AXIAL0.4
R4
510Ω电阻
AXIAL0.4
R5
510Ω电阻
AXIAL0.4
R6
510Ω电阻
AXIAL0.4
R7
510Ω电阻
AXIAL0.4
R8
1K电阻
AXIAL0.4
R9
200电阻
AXIAL0.4
R10
4.7K电阻
AXIAL0.4
R11
4.7K电阻
AXIAL0.4
R12
4.7K电阻
AXIAL0.4
R13
4.7K电阻
AXIAL0.4
R14
4.7K电阻
AXIAL0.4
R15
4.7K电阻
AXIAL0.4
R16
4.7K电阻
AXIAL0.4
R17
4.7K电阻
AXIAL0.4
R18
电源插座
UIN
DIANYUAN
74LS244芯片
DIP-20
A1
S8550PNP三极管
TO-5
85501
S8550PNP三极管
TO-5
85502
S8550PNP三极管
TO-5
85503
S8550PNP三极管
TO-5
85504
S8550PNP三极管
TO-5
85505
S8550PNP三极管
TO-5
85506
轻触开关A
DIP04
A
轻触开关B
DIP04
B
轻触开关C
DIP04
C
轻触开关D
DIP04
D
轻触开关
DIP04
S5
12M晶振
XTAL1
Y1
33pF电容
RAD0.2
C1
33pF电容
RAD0.2
C2
22µF电容
RB.2/.4
C3
7805芯片
TO-220
U1
0.33µF电容
RAD0.2
C1
0.1µF电容
RAD0.2
C2
220µF电容
RB.2/.4
C3
220µF电容
RB.2/.4
C4
桥式整流
DIP-04
D2
二极管
DIODE0.4
D1
11V变压器
DIP-5
TR
扩展插针
SIP08
J0
扩展插针
SIP08
J1
5多功能电子表单元电路工作原理介绍
5.1电源电路工作原理
图5.1所示为集成直流稳压电源电路的原理图,本电源电路是由集成稳压器构成的。
电路可分成三部分:
电源变压器部分、整流滤波部分和稳压部分。
变压器原边为工频交流220V电压,经过变压后,变压器副边的电压变为交流11V,11V交流电压经过桥式整流电路整流后变为直流10V电压,直流10V电压作为CW7805的输入电压,CW7805输出+5V电压。
图中D2为整流桥,它由四个整流二极管接成电桥形式。
C3为滤波电容,C1用于抵消输入端较长接线的电感效应,以防止自激振荡,还可抑制电源的高频脉冲干扰。
一般取0.1——1μF。
CW7805为三端固定输出集成稳压器,其输入和输出电压都为固定值,它的输入电压为+10V,输出电压为+5V。
C2和C4用以改善负载的瞬态响应,消除电路的高频噪声,同时也具有消振作用。
图5.2所示为时钟电路原理图,在AT89S51芯片内部有一个高增益反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。
而在芯片内部,XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容,从而构成一个稳定的自激振荡器。
时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后,才成为单片机的时钟脉冲信号。
5.3复位电路工作原理
图5.3所示为复位电路原理图,复位是单片机的初始化操作,其主要功能是把PC初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序,并使其它功能单元处于一个确定的初始状态。
本复位电路采用的是按键复位,它是通过复位端经电阻与VCC电源接通而实现的,它兼具上电复位功能。
因本系统的晶振的频率为12MHz,所以,复位信号持续时间应当超过2μS才能完成复位操作。
5.4键盘工作原理
图5.4所示为键盘原理图,本系统采用的是独立式键盘结构,每个按键单独占用一根I/O口线,每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。
它软件是采用查询式结构,首先逐位查询每根I/O口线的输入状态,如某一根I/O口线输入为低电平,则可确认该I/O口线所对应的按键已按下,然后,再转向该键的功能处理程序。
5.5显示器工作原理
系统采用动态显示方式,用P0口来控制LED数码管的段控线,而用P2口来控制其位控线。
动态显示通常都是采用动态扫描的方法进行显示,即循环点亮每一个数码管,这样虽然在任何时刻都只有一位数码管被点亮,但由于人眼存在视觉残留效应,只要每位数码管间隔时间足够短,就可以给人以同时显示的感觉。
图中的S8550作为驱动器,而8个510欧姆电阻则起限流作用。
由图5.5可知,要想让数码管那一段亮,在该数码管位控段为高电平的情况下给这段送低电平就可以了。
显示电路结构采用动态扫描的方式,所有数码管的段控端公用单片机P0口的8根输出口线,数码管的段控端a、b、c、d、e、f、g、dp分别接到P0口的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7口线上,每个数码管的位控线单独占用单片机P2口一根输出口线,8位数码管从高位到低位分别接P2.0~P2.7引脚。
段控码(低电平有效)由P0口输出经上拉电阻上拉电压后通过锁存器74LS244送到数码管的段控端,位控码由P2口输出经三极管S8550驱动后送到数码管的位控端。
数码管动态显示:
由于显示的数据和LED数码管的段控码并不是一一对应的关系,即显示的数据与数码管的字型代码不相符。
显示数据与字型代码之间存在着转换关系,数码管段控数据和数码管各段的对应关系如表5.1、表5.2所示。
表5.1数码管数据和数码管每段的对应关系
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
LED显示码
a
1
1
1
1
1
1
1
0
0FEH
b
1
1
1
1
1
1
0
1
0FDH
c
1
1
1
1
1
0
1
1
0FBH
d
1
1
1
1
0
1
1
1
0F7H
e
1
1
1
0
1
1
1
1
0EFH
f
1
1
0
1
1
1
1
1
0DFH
g
1
0
1
1
1
1
1
1
0BFH
dp
0
1
1
1
1
1
1
1
7FH
表5.2数码管段码和字型的对应关系(共阳极)
字型
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
段码
dp
g
f
e
d
c
b
a
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0CO
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0F9
2
1
0
1
0
0
1
0
0
0A4
3
1
0
1
1
0
0
0
0
0B0
4
1
0
0
1
1
0
0
1
99
5
1
0
0
1
0
0
1
0
92
6
1
0
0
0
0
0
1
0
82
7
1
1
1
1
1
0
0
0
0F8
8
1
0
0
0
0
0
0
0
80
9
1
0
0
1
0
0
0
0
90
A
1
0
0
0
1
0
0
0
88
B
1
0
0
0
0
0
1
1
83
C
1
1
0
0
0
1
1
0
0C6
D
1
0
1
0
0
0
0
0
0A0
E
1
0
0
0
0
1
1
0
86
F
1
0
0
0
1
1
1
0
8E
P.
0
0
0
0
0
1
1
0
06
全亮
0
0
0
0
0
0
0
0
00
全灭
1
1
1
1
1
1
1
1
0FF
5.6AT89S52芯片介绍
兼容标准MCS-51指令系统的AT89S52单片机是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机,片内含8KB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统和引脚兼容。
AT89S52单片机片内的Flash可允许在线重新编程,也可用通用非易失性存储编程器编程;片内数据存储器内含256字节的RAM;有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口;具有两个16位可编程定时器;中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构;震荡器频率0到33MHZ,因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的;具有片内看门狗定时器;具有断电标志POF等等。
AT89S52具有PDIP,TQFP和PLCC三种封装形式。
下面介绍各引脚的功能。
P0口:
8位、开漏级、双向I/O口。
P0口可作为通用I/O口,但须外接上拉电阻;作为输出口,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)。
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。
CPU访问外部16位地址的存储器时,P2口提供高8位地址。
当CPU用8位地址寻址外部存储时,P2口为P2特殊功能寄存器的内容。
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5.3所示
表5.3P3口的替代功能
引脚
符号
说明
P3.0
RXD
串行口输入
P3.1
TXD
串行口输出
P3.2
/INT0
外部中断0
P3.3
/INT1
外部中断1
P3.4
T0
T0定时器的外部的计数输入
P3.5
T1
T1定时器的外部的计数输入
P3.6
/WR
外部数据存储器的写选通
P3.7
/RD
外部数据存储器的读选通
RST:
复位端。
当振荡器工作时,此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。
ALE/
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