畢業(yè)論文：應用單片機電子鬧鐘的設(shè)計與制作 湖州職業(yè)技術(shù)學院應用電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文應用單片機電子鬧鐘的設(shè)計與制作學 生 姓 名畢 業(yè) 班 級電子80503班指 導 教 師摘 要51電子鬧鐘是集電子技術(shù)數(shù)字顯示技術(shù)為一體的高產(chǎn)品具有按時鬧鈴使用方便等優(yōu)點本論文從51電子鬧鐘系統(tǒng)的功能硬件電路設(shè)計軟件設(shè)計和產(chǎn)品介紹四部分分別論述這一系統(tǒng)本系統(tǒng)51電子鬧鐘硬件部分結(jié)構(gòu)簡單成本低具有比較好的市場前景現(xiàn)代的快節(jié)奏生活給人們的精神上帶來了很大壓力如何排解或緩解這些壓力已經(jīng)成為很多人和探索者多年來的一個重要研究項目電子鬧鐘減壓正是應此而生目 錄第一章 緒論111概述1111 51電子鬧鐘發(fā)展趨勢1112 本課題研究的主要內(nèi)容1 12 51電子鬧鐘簡介2121 開發(fā)的目的和意義2122 51電子鬧鐘的優(yōu)點212 3 51電子鬧鐘的特點2第二章 系統(tǒng)方案的設(shè)計321系統(tǒng)概述3211系統(tǒng)功能描述3212系統(tǒng)方案的確定3213系統(tǒng)設(shè)計思路與步驟322芯片基本工作原理及其應用5221 AT89S51簡介5222引腳介紹5223電源6224存儲器6225應用6 23 LM386簡介6231 LM386介紹7232 LM386特點7第三章 系統(tǒng)的設(shè)計8 31 系統(tǒng)硬件設(shè)計8311單片機系統(tǒng)的設(shè)計8312 按鍵電路的設(shè)計9313復位電路的設(shè)計10314顯示電路的設(shè)計11 32 系統(tǒng)軟件的設(shè)計12321軟件設(shè)計12322整個系統(tǒng)軟件部分的總體設(shè)計16第四章 系統(tǒng)的調(diào)試和性能分析16 41 系統(tǒng)的調(diào)試方法16411輸入按鍵的調(diào)試16412復位電路的調(diào)試17413顯示電路的調(diào)試17414整個系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)17第五章 結(jié)論18參考文獻19附錄1 原理圖20附錄2 實物圖21附錄3 程序22第一章 緒論11概述電子鬧鐘在科學技術(shù)高度發(fā)展的今天千家萬戶都少不了它所以很多家庭個人都需要有一個電子鬧鐘為人們提供報時方便但普通電子鬧鐘不夠方便實用本文給出了一種以51芯片電子鬧鐘設(shè)計方法從而給人們帶來更為方便的工作與生活111 51電子鬧鐘發(fā)展趨勢現(xiàn)代的快節(jié)奏生活給人們的精神上帶來了很大壓力如何排解或緩解這些壓力已經(jīng)成為很多人關(guān)心的問題單片機電子鬧鐘是具發(fā)前鬧鐘創(chuàng)新性的系統(tǒng)它代表了時代的發(fā)展趨勢2007年無論從國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展趨勢還是從鬧鐘市場準入的要求來看節(jié)能環(huán)保創(chuàng)新都已成為中國家電企業(yè)無法回避的大問題在原材料價格不斷上漲下游渠道商實力膨脹價格戰(zhàn)越來越激烈行業(yè)利潤日趨微薄的背景下日前中國的電子鬧鐘在節(jié)能化環(huán)?；瘎?chuàng)新型轉(zhuǎn)變過程中正進行新一輪鬧鐘賽跑目前國內(nèi)專業(yè)51電子鬧鐘廠家的數(shù)量正在迅速增長51電子鬧鐘市場在未來的三五年內(nèi)會高速增長新技術(shù)新產(chǎn)品也會不斷出現(xiàn)并投入應用112本課題研究的主要內(nèi)容設(shè)計一個51電子鬧鐘 能隨意設(shè)定走時起始時間 2 12小時24小時兩種制式可選以適應不同的需要3 能指示秒節(jié)奏即秒指示4 采用交直流供電電源與石英鐘不同的是電子鐘一般采用數(shù)碼管等顯示介質(zhì)因而必須以交流供電為主以直流電源為后備輔助電源并能自動切換該設(shè)計主要包括按鍵顯示程序單元部分AT89S51單片機芯片74HC245驅(qū)動LED顯示電路集成電路74HC245和LM386各1個12 51電子鬧鐘簡介121開發(fā)的目的和意義目的 設(shè)計一個51電子鬧鐘的該鬧鐘可由使用者自己設(shè)定一個時間若想設(shè)置鬧鈴應先按下復位按鍵然后長時間按下設(shè)置按鍵第一個數(shù)碼管會顯示C然后變?yōu)?0-00-00此時進入鬧鈴設(shè)置狀態(tài)設(shè)置方法跟上面一樣鬧鈴設(shè)置完后下一步要設(shè)置當前時間調(diào)整方法跳到第一步這樣設(shè)置好后她就能按照主人的意思定時的把你鬧醒啦意義電子鬧鐘已經(jīng)是現(xiàn)代生活中經(jīng)常用到的工具之一傳統(tǒng)的電子鬧鐘只是機械控制另外體積也很大又不美觀也不實用而現(xiàn)在我設(shè)計的電子鬧鐘是用單片機做的只要簡單的設(shè)置好后她就能按照主人的意思定時的把你鬧醒啦也能給人們的生活帶來方便122 51電子鬧鐘的優(yōu)點1簡單好用美觀體積小實用2用電量少電壓低節(jié)能環(huán)保創(chuàng)新按鍵顯示程序單元部分AT89S51單片機芯片74HC245驅(qū)動LED顯示電路外接3個按鈕組成鍵盤AT89S51為51內(nèi)核另外AT89S51本身無專門的液晶驅(qū)動接口因此本時鐘采用數(shù)碼管顯示方式數(shù)碼管作為一種主動顯示器件具有亮度高價格便宜等優(yōu)點而且市場上也有專門的時鐘顯示組合數(shù)碼管 51電子鬧鐘的用途我設(shè)計的電子鬧鐘是用單片機做的只要簡單的設(shè)置好后她就能按照主人的意思定時的把你鬧醒啦也能給人們的生活工作學習帶來方便123 51電子鬧鐘的特點1幫助您排解或緩解那些來自現(xiàn)實生活的壓力2數(shù)碼管作為一種主動顯示器件亮度高價格便宜等顯示數(shù)字清晰3簡單好用可任意設(shè)24式時間4使用LED發(fā)光省電燈泡壽命長第二章 系統(tǒng)方案的設(shè)計21系統(tǒng)概述211系統(tǒng)功能描述本系統(tǒng)是利用AT89S51為51內(nèi)核集成電路74HC245和LM386各1個制作完成一個電子鬧鐘該設(shè)計中采用液晶顯示或數(shù)碼管顯示因此本時鐘采用數(shù)碼管顯示方式充分體現(xiàn)系統(tǒng)的簡易性使我們了解簡易鬧鐘的設(shè)計方法并自己動手設(shè)計電路和編寫實現(xiàn)鬧鐘功能的程序簡易鬧鐘要實現(xiàn)以下功能1能正確顯示鬧鐘的走時2可以進行當前時間的設(shè)置3可以設(shè)置鬧鐘時間并在時間到時發(fā)出響聲整個系統(tǒng)的任務要求1輸入數(shù)字按鍵的功能保證數(shù)字的輸入2復位電路的功能所有時間回到初始化狀態(tài)用于啟動設(shè)定時間參數(shù)對時或定鬧3顯示電路的功能當輸入數(shù)字時顯示24小時時間功能鬧鈴功能 設(shè)置好鬧鈴時間后能按設(shè)置好的時間準時鬧鈴212系統(tǒng)方案的確定根據(jù)以上各模塊并結(jié)合顯示屏的功能及元器件材料的情況決定采用AT89S51為51內(nèi)核顯示設(shè)計方案213系統(tǒng)設(shè)計思路與步驟先進行系統(tǒng)的整體規(guī)劃確定整個系統(tǒng)的功能然后按照每個功能的具體要求進行各個模塊的實物設(shè)計并逐個調(diào)試待全部通過后進行整個系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)最終實現(xiàn)一個完整的系統(tǒng)并制成印刷線路板整個系統(tǒng)的設(shè)計步驟如下在單片機最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完成按鍵電路和復位電路的設(shè)計完成顯示電路數(shù)字按鍵復位電路具有3個功能按鍵在復位后的待機狀態(tài)下用于啟動設(shè)定時間參數(shù)對時或定鬧在設(shè)定時間參數(shù)狀態(tài)而且不是設(shè)定最低位即分個位的狀態(tài)下用于結(jié)束當前位的設(shè)定當前設(shè)定位下移 3在設(shè)定最低位分個位的狀態(tài)下用于結(jié)束本次時間設(shè)定2 鍵用于對當前設(shè)定位編輯位進行加1操作根據(jù)1224小時工作模式和正在編輯的當前位的含義時十位時個位分十位分個位自動進行數(shù)據(jù)的上限和下限判斷例如對12小時制小時的十位只能是01如果當前值為0則按1鍵后為1再按1鍵則又回復到0把以上各個模塊聯(lián)結(jié)起來整體調(diào)試功能整個系統(tǒng)的原理框圖如圖2-1所示 圖2-1 整個系統(tǒng)的原理圖22芯片基本工作原理及其應用221 AT89S51簡介AT89S51是一個低功耗高性能CMOS 8位單片機片內(nèi)含4k Bytes ISP In-system programmable 的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存儲技術(shù)制造兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案222引腳介紹 AT89S51具有如下特點40個引腳4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器RAM32個外部雙向輸入輸出IO口5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷2個16位可編程定時計數(shù)器2個全雙工串行通信口看門狗WDT電路片內(nèi)時鐘振蕩器圖2-2 引腳圖 此外AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式空閑模式下CPU暫停工作而RAM定時計數(shù)器串行口外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位同時該芯片還具有PDIPTQFP和PLCC等三種封裝形式以適應不同產(chǎn)品的需求 主要功能特性兼容MCS-51指令系統(tǒng)32個雙向IO口2個16位可編程定時計數(shù)器全雙工UART串行中斷口線2個外部中斷源中斷喚醒省電模式看門狗WDT電路靈活的ISP字節(jié)和分頁編程4k可反復擦寫 1000次ISP Flash ROM45-55V工作電壓時鐘頻率0-33MHz128x8bit內(nèi)部RAM低功耗空閑和省電模式3級加密位軟件設(shè)置空閑和省電功能雙數(shù)據(jù)寄存器指針223電源89S51有很寬的工作電源電壓電源范圍寬達455V224存儲器89S51支持ISP在線可編程寫入技術(shù)串行寫入速度更快穩(wěn)定性更好燒寫電壓也僅僅需要45V即可225應用就目前中國市場的情況來看89S51有很大的市場其原因有下列幾點1AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式2AT89S51是一個低功耗高性能CMOS 8位單片機3芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案4同時該芯片還具有PDIPTQFP和PLCC等三種封裝形式以適應不同產(chǎn)品的需求23 LM386簡介LM386是美國國家半導體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器主要應用于低電壓消費類產(chǎn)品為使外圍元件最少電壓增益內(nèi)置為20但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容便可將電壓增益調(diào)為任意值直至200輸入端以地位參考同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半在6V電源電壓下它的靜態(tài)功耗僅為 24mW使得LM386特別適用于電池供電的場合專為低損耗電源所設(shè)計的功率放大器231LM386介紹LM386適用于電腦儀器汽車電子電源通信開關(guān)電源等電子產(chǎn)品232LM386特點靜態(tài)功耗低約為4mA可用于電池供電 工作電壓范圍寬4-12V or 5-18V 外圍元件少 電壓增益可調(diào)20-200 低失真度24 74HC245簡介 由于通過數(shù)碼管公共及的電流較大因此用三極管來驅(qū)動位碼為了避免過多地使用分立元件采用了一片74HC245來驅(qū)動段碼第三章 系統(tǒng)的設(shè)計一個完整的系統(tǒng)離不開硬件和軟件的設(shè)計硬件與軟件各有所長如何合理的安排軟硬件的任務是系統(tǒng)設(shè)計的第一步31系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件的設(shè)計可以根據(jù)系統(tǒng)的各個功能把整個系統(tǒng)劃分成若干個模塊分別對這些模塊來進行設(shè)計然后在通過單片機程序來實現(xiàn)對各個硬件模塊功能的調(diào)度本系統(tǒng)涉及到的硬件模塊有按鍵電路復位電路顯示電路311單片機系統(tǒng)的設(shè)計 單片機最小應用系統(tǒng)實際上就是一個內(nèi)置程序存儲器的單片機可由單片機芯片配以必要的外部器件構(gòu)成這些外部功能器件無法集成到芯片內(nèi)部主要有按鍵電路顯示電路等 圖3-1 單片機系統(tǒng)圖312 按鍵電路的設(shè)計作為一個按鍵從沒有按下到按下以及釋放是一個完整的過程也就是說當我們按下一個按鍵時總希望某個命令只執(zhí)行一次而在按下的過程中不要有干擾進來因為在按下的過程中一旦有干擾過來可能造成誤觸發(fā)過程因此我們在設(shè)計按鍵電路的時候應注意不要有干擾進來以用在焊接時應注意獨立式按鍵如果設(shè)置過多按鍵將會占用較多IO口而且會給布線帶來不便因此此方案適用于按鍵較少的情況如果選擇此方案由于按鍵較少在修改時間或設(shè)置鬧鈴時間時就不能直接輸入只能通過加或減完成稍為麻煩一些但其程序簡單1執(zhí)錫補焊時應按照從左到右由上到下的順序避免檢查時漏檢或焊接時漏修2焊接時要經(jīng)常清洗烙鐵頭防止烙鐵頭的雜物造成虛焊針孔加焊等不良發(fā)生3不要在基板上給烙鐵頭加焊錫生產(chǎn)過程中不能抖錫敲錫甩錫防止焊錫渣焊錫珠掉到基板上面4在壓件或拆件時要先在線路板的銅箔面上加焊錫要求均勻加熱避免松香失效或銅箔翹皮造成線路破壞考慮到電路不要復雜性因而設(shè)計成3個按鍵一個為復位其它2個為按數(shù)字時間的按鍵和確定設(shè)好的時間確定后2個按鍵要接89C2051端若想設(shè)置鬧鈴應先按下復位按鍵然后長時間按下設(shè)置按鍵第一個數(shù)碼管會顯示C然后變?yōu)?0-00-00此時進入鬧鈴設(shè)置狀態(tài)設(shè)置方法跟上面一樣鬧鈴設(shè)置完后下一步要設(shè)置當前時間調(diào)整方法跳到第一步在復位后的待機狀態(tài)下用于啟動設(shè)定時間參數(shù)對時或定鬧在設(shè)定時間參數(shù)狀態(tài)而且不是設(shè)定最低位即分個位的狀態(tài)下用于結(jié)束當前位的設(shè)定當前設(shè)定位下移在設(shè)定最低位分個位的狀態(tài)下用于結(jié)束本次時間設(shè)定2 鍵用于對當前設(shè)定位編輯位進行加1操作根據(jù)1224小時工作模式和正在編輯的當前位的含義時十位時個位分十位分個位自動進行數(shù)據(jù)的上限和下限判斷例如對12小時制小時的十位只能是01如果當前值為0則按1鍵后為1再按1鍵則又回復到0313復位電路的設(shè)計目前為止單片機復位電路主要有四種類型1微分型復位電路2積分型復位電路3比較器型復位電路4看門狗型復位電路另外im等公司也推出了專用于復位的專用芯片復位電路的基本功能是系統(tǒng)上電時提供復位信號直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤銷復位信號為可靠起見電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號以防電源開關(guān)或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復位當輸入的復位信號延續(xù)兩個機器周期以上的高電平時即為有效用完成單片機的復位初始化操作單片機目前已被廣泛地應用于家電醫(yī)療儀器儀表工業(yè)自動化航空航天等領(lǐng)域市場上比較流行的單片機種類主要有Intel公司Atmel公司和Philip公司的8051系列單片機Motorola公司的M6800系列單片機Intel公司的MCS96系列單片機以及Microchip公司的PIC系列單片機無論用戶使用哪種類型的單片機總要涉及到單片機復位電路的設(shè)計而單片機復位電路設(shè)計的好壞直接影響到整個系統(tǒng)工作的可靠性許多用戶在設(shè)計完單片機系統(tǒng)并在實驗室調(diào)試成功后在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了死機程序走飛等現(xiàn)象這主要是單片機的復位電路設(shè)計不可靠引起的圖1是一個單片機與大功率LED八段顯示器共享一個電源并采用微分復位電路的實例在這種情況下系統(tǒng)有時會出現(xiàn)一些不可預料的現(xiàn)象如無規(guī)律可循的死機程序走飛等而用仿真器調(diào)試時卻無此現(xiàn)象發(fā)生或極少發(fā)生此現(xiàn)象又如圖2所示在此圖中單片機復位采用另外一種復位電路在此電路的應用中用戶有時會發(fā)現(xiàn)在關(guān)閉電源后的短時間內(nèi)再次開啟電源單片機可能會工作不正常這些現(xiàn)象都可認為是由于單片機復位電路的設(shè)計不當引起的圖3-2 復位電路圖314顯示電路的設(shè)計就時鐘而言通?？刹捎靡壕э@示或數(shù)碼管顯示由于一般的段式液晶屏需要專門的驅(qū)動電路而且液晶顯示作為一種被動顯示可視性相對較差對于具有驅(qū)動電路和微處理器接口的液晶顯示模塊字符或點陣一般多采用并行接口對微處理器的接口要求較高占用資源多另外89C2051本身無專門的液晶驅(qū)動接口因此本時鐘采用數(shù)碼管顯示方式數(shù)碼管作為一種主動顯示器件具有亮度高價格便宜等優(yōu)點而且市場上也有專門的時鐘顯示組合數(shù)碼管基于AT89S51單片機的控制系統(tǒng)包括四部分數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)時鐘電路語音錄音電路和報音提示信息電路用數(shù)碼管作為顯示器數(shù)碼管的驅(qū)動電路簡單使用方便如果選擇了此方案那么在夜間看時間的時候就不需要有光源非常方便其缺點是功耗較大由于數(shù)碼管使用起來較為方便在夜間看時間也很方便因此我們選擇了數(shù)碼管作為顯示器發(fā)音部分 用軟件方法產(chǎn)生方波輸出通過三極管放大后驅(qū)動蜂鳴器發(fā)音這樣就可以省去硬件振蕩電路降低成本32系統(tǒng)軟件的設(shè)計系統(tǒng)軟件的設(shè)計方法與硬件設(shè)計的方法是相同的也是根據(jù)系統(tǒng)的各個功能劃分成各個子模塊分別對每個模塊來進行設(shè)計然后在通過各個模塊之間的調(diào)用來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計模塊有按鍵電路的軟件設(shè)計復位電路的軟件設(shè)計顯示電路的軟件設(shè)計共3個模塊 發(fā)音部分用軟件方法產(chǎn)生方波輸出通過三極管放大后驅(qū)動蜂鳴器發(fā)音這樣就可以省去硬件振蕩電路降低成本 電源如果是用電池供電就比較方便攜帶但是本系統(tǒng)采用了數(shù)碼管作為顯示器功耗較大需要經(jīng)常更換電池況且本系統(tǒng)的體積較大即使使用電池供電也不能隨身攜帶因此用電池供電不大合適所以用外部穩(wěn)壓電源來供電321軟件設(shè)計軟件功能1檢測按鍵當系統(tǒng)檢測到某個案件被按下時轉(zhuǎn)到相應子程序處理可實現(xiàn)校時設(shè)定鬧鈴時間的功能 2 顯示系統(tǒng)通過調(diào)用顯示子程序可將顯示緩沖區(qū)里的內(nèi)容通過動態(tài)掃描方式輸出到數(shù)碼管顯示器 3 計時系統(tǒng)通過中斷和軟件計數(shù)器可產(chǎn)生秒信號每到1s系統(tǒng)將會調(diào)整時間存儲單元的內(nèi)容從而實現(xiàn)計時功能 4 比較每當秒存儲單元的內(nèi)容為0時系統(tǒng)通過調(diào)用比較子程序可判斷當前時間是否符合鬧鈴條件若符合則調(diào)用發(fā)音子程序使蜂鳴器發(fā)出鬧鈴聲音 5 產(chǎn)生音頻方波輸出系統(tǒng)通過軟件產(chǎn)生音頻方波輸出使蜂鳴器發(fā)聲這樣可以省去硬件振蕩電路 6 拆分為了提高存儲單元的利用率本系統(tǒng)將時間數(shù)據(jù)壓縮成壓縮BCD碼后再送入顯存才能顯示 7 合并為了提高修改時間的速度可先對現(xiàn)存內(nèi)容逐位修改然后調(diào)用合并子程序把顯存內(nèi)容合并后送入指定存儲單元 8 設(shè)定系統(tǒng)進入設(shè)定狀態(tài)后可通過按設(shè)定鍵改變閃亮位位置和按或-鍵來加1或減1閃亮位內(nèi)容從而達到報時和設(shè)定鬧鈴時間的目的 軟件設(shè)計 圖 T0中斷服務程序流程圖 電路流程圖系統(tǒng)功能及使用方法 系統(tǒng)上電后自動進入時鐘狀態(tài)若在此時按下設(shè)定鍵顯示器上將出現(xiàn)閃亮位再按或-則可以加或減閃亮位內(nèi)容修改完一位后再按設(shè)定可改變閃亮位位置繼續(xù)修改下一位修改完成后按確定鍵即可退出設(shè)定狀態(tài)進入正常顯示時鐘狀態(tài) 在正常顯示時鐘狀態(tài)時按下鬧鐘鍵可進入鬧鐘狀態(tài)此時按或-可上下翻動鬧鐘表按設(shè)定鍵可修改當前顯示的鬧鐘時間修改方法與修改時鐘相同在查看鬧鐘表狀態(tài)下按鬧鐘鍵可以開關(guān)當前顯示的鬧鐘時間當顯示器第5位顯示-時表示鬧鈴已開按時鐘鍵返回正常顯示時鐘狀態(tài)若想設(shè)置鬧鈴應先按下復位按鍵然后長時間按下設(shè)置按鍵第一個數(shù)碼管會顯示C然后變?yōu)?0-00-00此時進入鬧鈴設(shè)置狀態(tài)設(shè)置方法跟上面一樣鬧鈴設(shè)置完后下一步要設(shè)置當前時間調(diào)整方法跳到第一步這樣設(shè)置好后她就能按照主人的意思定時的把你鬧醒啦 我們先了解簡易鬧鐘的設(shè)計方法并自己動手設(shè)計電路和編寫實現(xiàn)鬧鐘功能的程序簡易鬧鐘要實現(xiàn)以下功能1能正確顯示鬧鐘的走時2可以進行當前時間的設(shè)置3可以設(shè)置鬧鐘時間并在時間到時發(fā)出響聲 設(shè)計中我們利用儀器中所提供的以上提到的芯片和軟件編程結(jié)合的思路本設(shè)計的軟件編程由四部分構(gòu)成下面將對照程序的構(gòu)成來闡述我們組對簡易鬧鐘的方案設(shè)計具體設(shè)計方案如下一在主程序中填寫中斷向量表應用8255A的IRQ7和IRQ5端利用8253A和8259A完成計時一秒的功能然后通過更新時間的子程序完成時間跳變的功能待到新的時間判斷是否到達設(shè)定的鬧鐘的時間如果是則啟動揚聲器如果否則繼續(xù)進行顯示時間二鬧鐘的時間是變化的在更新時間的子程序中首先判斷更改后的秒數(shù)是否小于10如果是則返回主程序如果否則秒的個位跳變成0秒的十位加一再次判斷秒的十位過程同判斷秒的個位相同三簡易鬧鐘最重要的功能就是Its time to do something在這部分主要要考慮的也是判斷當前時間是不是設(shè)定的鬧鐘時間如果跳變后的時間的四位完完全全的和設(shè)定的鬧鐘時間相同則揚聲器應該響起提示鬧鐘的主人Time is up從鬧鐘的分鐘的十位開始依次判斷如果前一個鬧鐘位的顯示與設(shè)定的鬧鐘時間對應位相同則轉(zhuǎn)入判斷下一位如果不相同則返回主程序都判斷后如果都相同則設(shè)置啟動鬧鐘的對應位為1啟動揚聲器四在顯示時間的子程序中時間從0000開始顯示四位數(shù)字的顯示各由一段程序完成322整個系統(tǒng)軟件部分的總體設(shè)計在各個模塊的軟件設(shè)計完成后便可以對整個系統(tǒng)進行整體的軟件設(shè)計其根本的設(shè)計思路是通過設(shè)置一些聯(lián)系信號把原本功能獨立的各個模塊聯(lián)結(jié)在一起從而實現(xiàn)整體系統(tǒng)的功能第四章 系統(tǒng)的調(diào)試和性能分析41系統(tǒng)的調(diào)試方法整個系統(tǒng)調(diào)試的主要思想是先每個模塊進行調(diào)試然后整個系統(tǒng)一起調(diào)試先軟硬件分開調(diào)試然后一起調(diào)試遵循先部分后整體的原則系統(tǒng)的在調(diào)試過程中要注意以下幾點1硬件電路焊完之后在上電之前一定要先用萬用表檢測電源和地之間是否短路2上電之后要用示波器觀察信號的在電路中變化的情況與設(shè)計當初的情況相比較找出差別并進行分析3軟件調(diào)試過程中可以使用斷點單步執(zhí)行等常用的方法4軟硬件聯(lián)調(diào)時要注意軟件部分要一個功能一個功能的調(diào)試411輸入按鍵的調(diào)試輸入按鍵的調(diào)試只要按鍵按下去時按鍵有相應的反應就行通過程序來判斷單片機IO是否能夠識別出412復位電路的調(diào)試當電源剛接通時接通電源就完成了系統(tǒng)的初始化413顯示電路的調(diào)試在本設(shè)計中顯示電路只需完成當輸入數(shù)字時能正確顯示數(shù)字414整個系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)在系統(tǒng)各個部分都調(diào)試完畢之后即可以進行整個系統(tǒng)的調(diào)試由于前面各個部分的調(diào)試做的都比較充分所以在實際調(diào)試過程中能夠較順利的實現(xiàn)整個系統(tǒng)預期的功能42系統(tǒng)的性能分析系統(tǒng)能在設(shè)定的時間內(nèi)鬧鈴但聲音有點沙啞這是因為控制蜂鳴器的IO口每次取反后必須調(diào)用一次顯示子程序后才能再次取反否則在發(fā)音期間不能顯示而調(diào)用一次顯示子程序需要的時間大約為6ms6位每位1ms所以振蕩頻率f 1T 126ms83Hz顯然這個頻率過低這就是造成聲音沙啞的原因經(jīng)測試其時鐘誤差約為3秒天這是因為從定時器向CPU發(fā)出中斷申請信號到重裝定時初值的過程需要一定的時間 本系統(tǒng)通過測試能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能1按鍵輸入2鬧鈴聲音3LED顯示第五章 結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計我很早就開始準備并且先自己買器件動手制作因此能夠較早的完成全部的設(shè)計任務通過本次設(shè)計使自己在單片機應用系統(tǒng)設(shè)計方面的能力有了長足進步本次畢業(yè)設(shè)計應用單片機電子鬧鐘的設(shè)計與制作作為一種智能化產(chǎn)品具有成本低使用方便可靠性高和可擴展性強的特點參考文獻1李捷陳典濤等一種應用單片機電子鬧鐘的設(shè)計與制作設(shè)計J農(nóng)機化研 究20052陳明熒8051單片機課程設(shè)計實訓教材 北京清華大學出版社 20043胡漢才單片機原理及其接口技術(shù) 北京清華大學出版社 19954徐淑華 程退安 姚萬生 單片機微型機原理及應用 哈爾濱工業(yè)大學出版社19945丁元杰單片機原理與應用機械工業(yè)出版社出版2003年2月58-67 6 朱定華單片機原理及接口技術(shù)電子工業(yè)出版社出版2004年5月32-46 7 何立民單片機應用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)配置與接口技術(shù)北京航空航天大學出版社出版2005年2月16-45 8 江曉安董秀峰模擬電子技術(shù)西安電子科技大學出版社2003年 9月46-110 9 陸坤電子設(shè)計技術(shù) 成都電子科技大學出版社1996年5月31-76附錄2 原理圖附錄3 實物圖附錄4程序定義變量S1EQUP34按鍵JIAEQUP35SECLEQU24H各個顯示單元SECHEQU25HHENGXIANEQU26HMINULEQU27HMINUHEQU28HHENGEQU29HHOURLEQU2AHHOURHEQU2BHSECONDEQU2DH秒變量單位COUNTEQU2EH溢出中斷計數(shù)器SETFLAGEQU20HHHEQU00H移位時用到的單元HLEQU01HMHEQU02HMLEQU03HWARNSLEQU2FHWARNSHEQU30HWARNMLEQU32H報警分低位WARNMHEQU33H報警分高位WARNHLEQU35H報警時低位WARNHHEQU36H報警時高位WARNCNTEQU37H已設(shè)定鬧鈴時間標志W(wǎng)ARNINGBIT0CH鬧鈴標志W(wǎng)ARNSETTEDBIT0DH已設(shè)定鬧鈴時間標志誤差修正TFIXBIT0EH開始修正標志NEQU60誤差值單位110s默認為0即不修正程序入口地址 ORG0000H LJMPMAIN ORG000BH定時器T0溢出中斷入口 LJMPTIMER0 ORG0030H主程序MAINMOVSP60H堆棧設(shè)置CLRTFIX誤差開始修正標志初始化MOVCOUNT0LCALLSYS_INIT系統(tǒng)初始化LCALLT0_INIT定時器初始化LCALLSETTIME等待設(shè)置當前時間MAIN_0MOVIE80H設(shè)置完后開始走時啟動定時器T0SETBTR0允許T0溢出中斷LCALLDELAY10MSLCALLDISPLAY1系統(tǒng)初始化子程序SYS_INITMOVIE00H關(guān)中斷MOVR020清變量MOVR110HMOVA00HSYS_0MOVR0AINCR0DJNZR1SYS_0RET定時器串口初始化T0_INITMOVTMOD01HMOVTH03CHMOVTL00B0HRET鬧鈴時間設(shè)定SETWARNMOVWARNHH0MOVWARNHL0MOVWARNMH0MOVWARNML0MOVWARNSH0MOVWARNSL0MOVSETFLAG00SETBHHKAISHI_NAOLCALLDISPLAYNEW1SETW_1JBS1LOOP3LCALLDELAY10MSJBS1LOOP3JNBS1JBMLLOOPW1MOVASETFLAG RLA 當前位右移 l 位標志左移 1 位 MOV SETFLAGA 回存SJMP SET_W2LOOP3LJMPSET_W2LOOPW1LJMPKAISHI1SET_W2LCALLDISPLAYNEW1JBJIASETW_1LCALLDELAY10MSJBJIASETW_1JNBJIAJNBHHSHI_W2為真則當前位滅INCWARNHHMOVAWARNHHXRLA3JZSET_W1_1LJMPKAISHI_NAOSET_W1_1MOVWARNHH0LJMPKAISHI_NAOSHI_W2JNBHLFEN_W1INCWARNHLMOVAWARNHHCJNEA2SHI_W2_1MOVAWARNHLXRLA05H小時低位只能是0-4JZSET_W21LJMPKAISHI_NAOSHI_W2_1MOVAWARNHLXRLA0AHJZSET_W21LJMPKAISHI_NAO 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