基于单片机的倒计时时钟设计()东华理工大学长江学院本科生毕业设計,论文,论文题目:基于单片机的倒计时时钟设计姓名:黄良宁学号:班级:年级:级专业:测控技术与仪器学院:资源与环境工程系指导教师:饶利民(讲师)肖慧(副教授)完成时间:年月日作者声明本人以信誉郑重声明:所呈交的学位毕业设计(论文)是本人在指导教师指导下由本人独立撰写完成的没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出不包含他人成果及为獲得东华理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料对本设计(论文)的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式標明。本毕业设计(论文)引起的法律结果完全由本人承担本毕业设计(论文)成果归东华理工大学所有。特此声明毕业设计(论文)作者(签字):签芓日期:年月日本人声明:该学位论文是本人指导学生完成的研究成果已经审阅过论文的全部内容并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文內容的一致性和准确性。学位论文指导教师签名:年月日基于单片机的倒计时时钟设计黄良宁ThecountdownclockdesignbasedonsinglechipMicrocomputerHuangLiangning年月日摘要单片机自公元年来以它很高的机能價值比得到人们的正视与关心用途很广、成长迅速单片机个体小、不重、抗干扰本领强、外界因素请求不高、价格便宜、信赖度较高、較为灵活、制作比较简单。因为具有上述优点在国内单片机已大面积地使用在掌管产业自动化、电力电子、自行检测、家用电器、智能仪器仪表、电机一体化配置等方方面面而单片机是所有单片机中最为典范与最有象征性的一种经过此次毕业设计对它的研习、操作以STCC单片機为主旨辅助需要的电路制作了一个简便的倒计时的秒表提供的直流电源为W经过数码管能无误的呈现出时段并且做时段的调解因而达到学習、策画、制作软、硬件的本领。数字钟是采纳数字电路完成对"分”、"秒”数字显现的计时装配老式机器钟的准确度、平稳性远远低于數字钟。生产采用LED数码管显示其原因是根据数码管动态显示定时器计数形成振荡脉冲选MHz晶体振荡器在这次设计中电路具备体现时段的其夲功效并能够完成对时分的调解。它精巧价格便宜工作时准确度高使用简便用途多因方便集成化所以得到很多消费的喜好同时获得了普遍嘚应用关键词:单片机数码管秒表ABSTRACTSince,microcontrollerhasbeengettingmoreattentionandcarefromuswithitshighfunctionvalueratio,andnowit’sappliedwidelyandgrowingrapidlyIt’ssmall,light,cheap,flexibleandtrustworthyandiseasytomakeItalsohasstrongantiinterferenceabilityanditsexternalrequestisnothighWiththeaboveadvantages,microcontrollerisusedindifferentareas,likeindustrial,automation,power,electronic,selftesting,domestic,appliance,intelligentinstrument,motorintegrationandsoonAmongall,MICisthemosttypicailandthemostrepresentativeoneBylearningandpracticingonSTCCthroughthisgraduationproject,takingSTCCasthethemeandrequiredcircuitasauxiliary,Imadeahandycountdownstopwatch,suppliedwithWDCpower,demonstratingacorrecttimeintervalthroughdigitaltubecan,soastoreachthegoalofstudyingandprogrammingsoftwareorhardwarebymakingsomeappropriatemediationDigitalclockisanassemblethatusingdigitalcircuittodisplayminutesandsecondsnumberTheaccuracyandsmoothnessofoldmachineclockisfarbelowdigitalclock’sThisproductionisdisplayedbyLEDdigitaltubeaccordingtothedynamicdisplayofdigitaltubeWhencounting,itformspulseoscillation,selectingMHzcrystalInthisdesign,thecircuitincludesatimeperiodwhichreflectstheeffectivenessofthisandbeabletocompletethedivisionofmediationItiscompact,inexpensive,workaccurately,alsoeasytouse,multipurpose,andbecauseofitsconvenientintegration,itgetsconsumers’preferencesaswellasuniversalapplicationsKeywords:microcontroller,digitaltubestopwatch目录绪论倒计时时钟的背景倒计时时钟的意义倒计时时钟的现状及构成倒计时时钟发展趁势第②章系统保留C的整体框架及设计方案系统保留C基本设计思路系统保留C工作过程:倒计时的功能要求单元电路方案论证控制器模块计时模块显礻模块最终方案单片机技术第三章系统保留C的硬件设计主设计电路原理图时钟电路复位电路电源电路设计数码管驱动模块按键调时模块报警模块第四章系统保留C软件设计编程软件Keil画图软件Protel仿真软件proteus软件系统保留C总体设计方案程序流程图按键模块子程序流程图报警模块子程序鋶程图定时器的中断程序流程图显示子程序流程图计时模块流程图调试与实现结论致谢参考文献附录东华理工大学毕业设计(论文)绪论绪论單片机是一种单片机是集只读存储器、内存、中央处理器、定时、计数和多类接口为一体的微控制器。其有较小的体积价格便宜但是有着佷强的功能普遍的用在工业的自动化与智能产业系列单片机是最典型和最有代表性的一个。本次毕业设计通过对其研究、应用从而达到學习、设计、开发软件、硬件能力该文经过对一单片机的可以完成倒计时时间的有关功用具体的叙述了在编程中单片机的使用思维。从洏实现了对单片机相关指令的学习和理解在各个方面的应用提高了系统保留C应用的有效性倒计时时钟的背景随着信息化水平的提高和人們生活节奏的提高为了提高工作效率提醒大家注意一个重大事件的开始或结束(如“高考”、“奥运会”等)以更好地安排事件。倒计时时钟嘚运用功效也愈来愈大在电子技术的一步步成长的带动下人类有着很高的需求相对于倒计时器不但需要其高精度的计时而且具有好的可靠性、较低的成本、功能全等特点倒计时时钟的意义倒计时时钟是在时钟基础上的衍生品。它表明在当前时间之间的时间段一个给定的未來时间(结束)增加的日期和实践的基本功能的增加其形式也具有多样性根据不同需求可以制作大小的产品倒计时运用在生活军事的各个方媔。例如军事上:火箭发射需要通过倒计时控制倒计时将用于接收卫星工业上:产物的保质期要用倒计时来把持机器的发动也需倒计时来操莋。生活上:如运动会比赛时需要的计时还有北京奥运会的倒计时如倒计时挂在广场上的大厅以及合适的和便携式口袋型倒计时钟以保持記录的重要将有一天提醒自己调整如何完成工作当然也能够用作数字时钟还能够在这个基础上设置闹铃和消减成很简单但非常实用的工具。如果我们的生活没有倒计时那将会给我们的生活带来很多不便如我们还要每天去计算还有多久是一个重要的日子我们在衡量到底用时哆久方面也需要计时原理。我们不知道这个产品过期了也就不知道机器是否应该停止工作科学家不知道火箭发射的时间有多长卫星有多长嘚准确倒计时的价值是我们生活中不可缺少的一部分我们无法估计。在此毕业时我来做一个简单的倒计时设计此设计的目的是掌握单爿机系统保留C的安装和调试方法设计思路实现方法硬件调试及软件调试东华理工大学毕业设计(论文)绪论巩固和加强模拟与数字电子技术的課程的理论知识培养独立分析问题与解决问题的能力以及创新能力和创新思维。倒计时时钟的现状及构成从时钟发明起它就是人们的恩人时间渐渐地推移科学技术的创新人类需要高精度的时间计量控制得到广泛的利用。要想时钟更好的服务于人类那么需要人类要有创新的科学技术不断制造出新型时钟年电子技术取得了飞快的成长在它的推进下如今电子产物基本渗入了社会的各个领域有力地推进了社会生產力的成长与社会信息化水平的进步并且使得当代电子产品机能进一步升高产品更新换代的速度也愈来愈快。时间对大家来讲老是那么珍貴劳动的勤苦与繁忙性容易令人忘掉目前的时间遗忘了该做的工作如果事情不紧要的时候此种健忘无关大局。然而万一紧要工作临时的延误能够造成大祸其实可以了解到数字时钟是单片机里经常见到的和机械式时钟相比数字时钟是一个使用这方面电路技能达成分、秒计时嘚装配拥有较高的精确性与直觉性并无机械装配具备很长的使用期限因而获得了普遍的应用当今精度高的计时器材基本都利用了一种振蕩器(石英晶体震动器)因为石英表电子钟和石英钟都采纳了石英技术所以工作时稳固性好高精度行使简便不需要时常校对当数字电子时钟用於计时时解码被机械传输所取代并且通过将显示器代替显示的时间而减少时间的显示第二时间显示功能也可以用时分秒的校对芯片灵活性恏选择。在计算机的系统保留C里时钟电路有着很大的效用是保障系统保留C正确运行的基本由于某单片机操作体系中时针存在两方面的含意:一个是表示保证体系正常运行的基准振荡准确信号由关键的外围电路与晶振构成单片机体系运行的速度由晶振频率的多少定夺的二是指時钟体系的程序守时即时间准时其一般是两种达成方法:一是单片机里面的程序经编辑定时计数器到达成即软件达成然而精确度好差基本在對时间精度不是很重要的场所得到应用二是在对时间误差请求较高的状况下一般采纳此种方式时钟芯片的样板有:DSPCF等能使要求精度高的时钟嘚到满意。本设计主要的讲解了倒计时时钟是由单片机里面的定时计数器来完成的要领此系统保留C的是由LED数码管、单片机STCC单片机、HC芯片、按键等部分东华理工大学毕业设计(论文)绪论再加上所需的各种电路制成了简单的单片机电子时钟可实现分、秒的显示倒计时提醒相关信息等功能报警模块键盘模块显示STCC模块复位电路时钟电路倒计时时钟发展趁势目前单片机是向着较高的性能、多类目标的趋势将逐渐向CMOS较低嘚功耗与体积以及大容量便宜的价格和外面对的电路等一些创新发展。单片机使用的重要价值也在于其从根底上转变了古板的控制系统保留C设想与制作方法如今已能用单片机经过软件方式来达成过去必需由数字电路和模拟电路完成的很多功能。此类软件取代硬件的技术也叫做微控制技术也是古板控制技术的更新成功的设计倒计时时钟代表着在数字电子技术的初学并且这个基本电路能够轻易的增添设计如镓庭自动定时闹钟、游戏计时器、应答器、定时开关、自动钟装置、自动闭灯、自动控制器的编程时间、功率设备延时启动控制器、各种萣时电动自动启用都是以此为基础的。然而设计创新的倒计时时钟并扩大它的使用对于开发单片是非常重要的东华理工大学毕业设计(论攵)系统保留C的整体框架及设计方案第二章系统保留C的整体框架及设计方案系统保留C基本设计思路根据对目前的一些相关倒计时器的了解还囿更大的发展前途需要应用于更多的领域为了提高工作效率提醒大家关注某项重大事件的开始或结束方便较好地处理事务。当然伴随着电孓技术的飞速成长人类有着愈来愈高的需求相对于倒计时器不但要有很高的计时精度而且具有很好的可靠性、便宜的价格、健全的功能等特点要想满足各种要求必要需求是必须要考虑到产品的价格还有它的可靠性与精确度所以要进行合理的元器件选择。硬件系统保留C组成框图如图所示根据设计要求和预计功能将其划分为以下功能模块:电源模块、晶振电路、数码管显示模块、报警模块、按键模块、复位电路、单片机等电源模块单数码管驱动模块复位电路片报警模块机按键模块晶振电路图系统保留C总体框图这种制作是能够在数码管上精确地顯示出分与秒此电路里包括了单片机、键盘与显示驱动电路。各部分说明:键盘用于调节数码管上显示的时间单片微型计算机通过各种脉沖信号的输出驱动控制各部分的正常运行。由单片微型计算机通过显示电路传输的信号通过解码最后显示在数码管上系统保留C工作过程:東华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的整体框架及设计方案时间的主要处理过程是在CPU中完成的。CPU会随时对时间进行读取数据的操作当对應的寄存器里的值被读取了之后读取的值会被CPU进行管理最后在数码管上经IO口显示数据。倒计时器里倒数的分秒都是让数字来呈现的利用STCc单爿机作为主控制器该制作是用到了单片机的技能原理方面经过硬件里各电路的设计与编辑软件的流程设计并制造出一个简单的计数器包括以下功能:输出时间按键开始的时间并显示在数码管显示的时间。当倒计数为时蜂鸣器就发出声响等等倒计时的功能要求本论文设计的倒计时功能如下:()设计出一类由数码管呈现出前面位是显现分后面位显现秒的拥有倒计时功效的计数器。()按键功能:秒个位加秒十位加暂停开始分个位加另有一个复位键()先设置倒计时开始时间按下开始就开始倒计时()当时间小于s的时候蜂鸣器s一报警提示。单元电路方案论证根据設计要求本系统保留C主要由控制器模块、显示驱动模块和输入模块构成为了能使每个模块的功能得以实现我们设计了几种解决方案。控淛器模块方案:方案为系列单片机系统保留C控制器因为单片机在算术方面有着很强的运算能力变通的软件编辑程序、较大的灵活度所以可以軟件的编辑程序完成种种算法与掌管逻辑由于其低功耗、体积小、技术成熟、成本低广泛应用于各个领域。和良好的抗干扰性能方案:囹系统保留C控制器为凌阳系列单片机种种繁杂的逻辑功能都能由凌阳系列单片机来达成较大的模块高密度主要的是其能在某芯片上集成全蔀工具使体型变小了稳固性也抬高了。单片机提高了系统保留C的处理速度这是适用于大型实时系统保留C的控制核心由于凌阳系列单片机楿对单片机的价钱高很多然而该设计对处理速度的要求又不高考虑到各方面的因素最后选择方案作为制作需求。东华理工大学毕业设计(论攵)系统保留C的整体框架及设计方案计时模块依据需求运用两种方案来完成该数字时钟一方案:此计划选用芯片DSC这芯片拥有完整的时钟闹钟功效精度小于或等于ms年里面选用石英晶体振荡器于是能对它用于设置与显示从而得到相对于简单的软件编程。为了确保在电网的时钟电压鈈足或突然断电等该时钟还可以正常工作比如忽然断电与电网中的时钟电压不够时里面的锂电池时钟供电体系会立即代替供电。就算系統保留C没有电执行不了程序其也可以正常运行芯片准备及时供给准确的时分二方案:此计划数字时钟整体让软件来完成。其道理是将时钟裏时、分、秒消息寄存在设有三个字节的单片机里面存储器定时器和软件的使用实现了二次中断每次产生一个中断相应秒的内存加如果②值为则清零相应的字节值加如果值为则字节清零相应的字节值加假如时值为那么把时字节归零。此方法具备简单电路的特征可是得不箌高的精度因为屡屡在程序执行中定时器绝对要从头赋初值。并且会因为不执行程序单片机没有电时钟会得不到正常工作基于硬件电路嘚考虑本设计采用方案二完成数字时钟的功能。显示模块方案:采用LED数码管在这里LED数码管的作用我们是用它来显示尽管显示器的作用以及實质是限制了的那也能够把数字与少量字母呈现出来在这制作中是充足了的而且价格要远低于液晶字符类型以降低成本的设计与制作在此設计中我们选用LED数码管显示。方案:采用液晶字符显示用液晶呈现能够用软件得到更好的控制不是复杂的硬件很多的内容都能够由液晶显示器显示出来可是相对于其它来说液晶显示器非常贵在本设计中不需要使用复杂的显示内容因此我们放弃了这个计划由于价格的原因选取叻方案最终方案经过反复论证并最终确定了以下步骤:主要的控制器型号我们选取型号是stcc单片机。采用单片机内部定时器计时东华理工大學毕业设计(论文)系统保留C的整体框架及设计方案使用数码管作为显示单片机技术STCC是微控制器具备K在体系能编辑程序Flash存储器功耗不高、性能較高。STCC之所以能够使多种镶嵌式操纵应用体系得到较高的灵活与有用的处理方法是因为在某芯片中具有灵敏的CPU与能编辑程序Flash并且有下面等准则:单片机里面能够给你记录程序代码的区域为K的FLASH形式的ROMRAM(随机存取存储器)是字节类似于看门狗的复位定时器输入输出口线是位即IO端口具囿KB的EEPROM微处理器复位芯片MAX与定时器计数器三中止构造是向量的然后STCc能够下降到Hz(静态逻辑操纵)用节约电的方式可以帮助种软件操作。不运行时茬正常运转的中央处理器且同意与串行端口计时器计数器内存暂停任何可以运行没电的情况下终止单片机能运行的全部工作。T,Tshi极高的运轉频率大概MHz可以供给选图STCC单片机引脚图美国STC公司开发的新式内核的单片机里面有Flash(随机存储器)标准存储器、PWM、UART、SRAMSPI等硬件。(一)单片机的应用:單片机应用在控制领域有它自己不可替代的有点:单片机的体积较小、性价比高、设计成产品便于灵活使用在许多智能化设备中得到了广泛應用使之能做到机电一体化抗干扰能力强在很多恶劣的环境中都可以可靠使用外界温度哦对它的干扰也较小可以方便地实现多机和分布式控制使整个控制系统保留C的效率和可靠性大为提高单片机的典型应用:东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的整体框架及设计方案工业控制儀器仪表电讯技术办公自动化和计算机外部设备导航与控制汽车与节能商用产品家用电器(二)STCC主要功能、性能参数如下:,有时钟与时钟的两种機械周期还含有标准的系列内核◎◎,与的~MHZ相似它的范围大概是:~MHZ,可用空间有KBFlash以内部存储器(RAM):B计时器计数器:通用异步通信口(UART)个中断源:个不要只鼡编程序编辑器或仿真器因为有ISP与IAP有个普遍可用IO口一般在~V的情况下正常工作有几种如脚PQFP、IO引脚双列直插式封装(PDIP)、脚PQFP等的外形拼装(三)STCC单片机嘚主要的引脚说明:VCC:供电电压。GND:接地P口:P口是一个双向IO口开TTL门漏电流水平该引脚可以接受。引脚高阻输入的第一次为因为P可以登记使用外蔀数据所以程序定义为数据地址的第八。在原代码P口作为输入和输出只有FLASH中的程序或学校检查P外部必须拉高P口:P口是电阻双向IO端口输出电鋶供应TTL门缓冲可以接受。当P口引脚写入"”他们拉高由内部作为输入当P口拉为低电平由外部会有电流输出是因为上拉的原故由内部P口作为苐八位地址接受Flash程序或检查。p口:一般可以作为准双向IO接口使用PRXD(串行输入口)PTxd(串行输出口)PINT(外部中断)Int(外部间断)P东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的整体框架及设计方案PT(定时器外部输入)T(定时器外部输入)Pwr(外面存储器写选通)Prd(外面寄存器的读选通)PP口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控淛信号PSEN:所有机械周期Psen只有外面存储器取指时期才有次有用。然而当访问外部数据存储器时个信号会因访问外部数据存储器而消失EAVPP:当EA保歭较低这一时期的外部程序寄存器(hffffh)不担心有没有内部程序寄存器。注意加密方法电针将内部锁定复位若是EA端维持较高时这一时期里面程序存储器此引脚也作为电源(Vpp)为V编辑程序在Flash程序的时间。(四)STCC单片机最小系统保留C:最小系统保留C包括单片机和必要的电源、时钟、复位等组成蔀分可以使单片机始终处于正常工作状态电源、时钟等电路是使单片机能运行的必备条件可以将最小系统保留C作为应用系统保留C的核心蔀分通过对其进行存储器扩展、AD扩展等使单片机完成较复杂的功能。因为RomEprom是包含在STCC单片机内部的所以此类芯片组成了简单的最小系统保留C並且靠得住当STCC单片成为最小应用系统保留C的组成成分的时候那么只需把单片机连接复位电路与时钟电路便可看图集成度的制约使最小应鼡系统保留C只可作为少许较小的控制单位。时钟电路IOSTCC单片机口复位电路图单片机最小系统保留C原理框图东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的硬件设计第三章系统保留C的硬件设计主设计电路原理图倒计时时钟选用stcC单片机单片机将CPU、RAM、定时计数器、输入输出接口电路等重要元件都集成在同一块电路板上从而形成一个微机主机部分的电路原理图如图由复位电路、振荡电路、蜂鸣器、四位一体共阴数码管等组成。图硬件电路原理图时钟电路单片机的信号一般含有种形式发生:内部时钟外部时钟模式内部时钟东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的硬件设计方式如图所示。该单片机在内部包含一个振荡电路只需在单片机的Xtal()与Xtal()引脚外面接石英晶体简称(晶振)那么组成自激振荡器还在其单爿机内面形成了时钟脉冲在电容器C和C的图是用于快速启动和稳定的频率~pF电容pF的典型值。STCC内部时钟电路图复位电路若是STCC单片机的Rst管脚引入個机器周期高电平并时该单片机里面就能自动行使复位操纵(单片机如果保持轮回复位状况是因为引脚连续维持较高的电平)复位电路通常昰用在自动复位和按钮复位的电源上。有个复位模式分别为按键复位手动复位和复位电源我用按钮来完成手动复位的设计。手动复位按鈕的水平模式和脉冲模式种此中电平复位是经过电源VCC和Rst()端连接来完成的。图介绍的是手动复位电路时钟频率为MHZR为kΩ和C是uF。图STCC复位电路東华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的硬件设计电源电路设计此论文电源电路如图所示此论文用DC电源供电是维持电路中形成稳恒直流电的裝置图电源电路图DC电源插口硬件东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的硬件设计本设计中在DC电源中接入自锁开关在电路中起到电源开关嘚作用电每一侧两边的触点都是常闭触点在电路中很少应用每一侧两个相邻的触点都是一组常开触点在电路的使用中只要接通一组就可以。常开的其中一脚接DC电源插口电源脚常开的另一脚接电路的VCC图自锁开关硬件图数码管驱动模块数码管是一种显示装置它集成了多个发光顯示节段。阴阳共有种范式具有共阴型与共阳型种范例。大量的发光二极管显示段的阴极连接在一起形成一个共同的阴极类型(公众商)陽极的发光二极管显示节的数量被连接在一起成为常见的类型(普通)。阳极二极管的正极与负极也就阳极与阴极数码管通常分为个部分即嘚LED显示屏便于工程应用等设计ABCDE分别FGDPDP是一款小数点。和数字控制的数字除了一个公共端将连接在一起将连接在一起的数码管相同的一端然洏事实最见的方法是其余的段也会像全部的A段一样相连在一块。数码管的呈现形式有种分别是动态的显示与静态的显示静态显示是数字控制的部分其对输入和它的公共终端水平一直有效。动态显示的原理是每一个数码管的同一段连接在一起并共同使用的位段的管道所有数碼管的阳极相连在一块最后成大众端由于人的视觉是有暂留性质的又循序将有效信号给与每个数码管的公共端又将有效的数据信号给其施加正在视觉暂留速率小于全段扫描速率时显示就会清晰显示出来。东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的硬件设计HELEDdpDAFWHECHdpDAGHFBWCWGW图数码管B本设计采用囲阴数码管显示方式为动态显示利用数码管的dp点将分钟和秒分隔开仅仅利用LS的驱动功用对数码管的形进行驱动从而获得很亮的数码管STCC单爿机掌管数码管的地址(位)实现数字控制的驱动下面是使用其电路图:UVCCOEVCCPADQHPBEDQPCLEDDdpADQPDFDQHPECDQHPFWGDQHPGEBDQPDPdpDADQFWGNDLECWLSGWB图驱动电路LS芯片的功能ls芯片包括透明的锁存器各个锁存器具备单独的D输叺与适合于直面总线的操作的三态输出。锁存使(Le)端和输出使能(Oe)端均采用全锁紧若是较低的Oe时能够输出各个锁存器的实质若是较高的Oe时处於高阻态输出。然而Oe端的操做不能够改变锁存器的状况做不能够改变锁存器的状况。LS特征:输入输出分布在芯片封装的两侧为微处理器提供简便的接口用于微控制器和微型计算机的输入输出口三态正相输出用于面向总线的应用共用三态输出使能端东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的硬件设计按键调时模块单片机键盘分别有种矩阵式单片机键盘与独立式单片机键盘:独立式单片机键盘一个按键只能相连一个IO口按键的另外一端接电地接电源正常情况下都是接地这个程序比较简单系统保留C比较稳定但是矩阵键盘类型比较复杂但占用的我O型键盘根據本次设计的需要我们选择了独立的键盘访问方法。独立的键盘的实现方法是用某单片机输入输出口的电流判断按键是不是往下按了通瑺会打开一个按钮的一端另一端的我输出端口该程序将开始在这个高水平的我输出端口当没有按键时我端口保护的高电平。若是某按键按丅这个IO口和地短路会导致IO口输出的电平较低释放后的按钮微控制器的内部电阻输出端口仍然很高。咱们需要做的就是查找这个IO口的输出電平状况然后就能够知道是不是有按按键举措在使用键盘时要处理键盘的时候就涉及到一个重要的过程那就是摇键盘。这里所说的抖动昰机械抖动当键盘没有按到关键区域的不稳定所产生的不稳定现象而不是由注意我们可以避免按钮此类震动通常在~ms里此类波动的电平的震颤时段相对人类来讲实在有点快但关于时钟来说微秒的单片机来讲实在是很长的。硬件对抖动是利用部分的电路来处理抖动抖动不消除泹要避免抖动部分的时间如键盘稳定然后处理所以在这里选择软件去抖动的方法是实现第一个搜索避免抖动(毫秒典型值)读取IO端按钮一个較低的水平延缓MS口值延时结束后。这一次如果的值表示低的时间的时间是小于毫秒毫秒作为干扰信号当值为时键的值被按下并调用相应嘚处理程序。硬件电路如图所示:图键盘控制电路图本设计的按键功能是:当K按键的时候是小时加一当K按下的时候分钟加一当K按下的时候秒清零就是通过这个按键实现对时间的校正。东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的硬件设计报警模块设计的声音提示是用三极管驱动蜂鸣器要想保护单片机不妨运用三极管制作开关电路还能使电流得到放大发射极停止或正常工作是由于三极管基极分别为高电平或低电平的時候发射极导通从而蜂鸣器发出声音。报警模块如图所示图蜂鸣器驱动模块三极管的结构三极管是有关于对电流成放大作用的工具它是彡个极它们是基极B集电极C与发射极E。分成NPN和PNP两种那么这里用到了NPN三极管的成放大的电流的例子来解释下三极管的基本组成与原理以及对電路的放大作用。东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的软件设计第四章系统保留C软件设计编程软件Keil它是某公司生产的相对于系列的软件嘚开发相对于汇编C语言能够容易学习和使用的原因是因为它在可读性用途功能、构造上、、能够维持保护上有显然的优点如果你是在利鼡C来建立之前是使用与学习过汇编语言的将会得到更加深刻地体会。此外更要紧的一点要想体验到KeiluVision产生的方向性代码效果很实用只需瞧瞧編辑翻译后产生的汇编代码大批程序产生的汇编代码很严密且体会简单认为高级语言的优点在设计大型软件的流程中更能显示了它的用途。接下来具体说明如可利用KeiluVision及其功效下图是Keil的软件界面:图KeiluVision软件界面该软件是一套程序设计与仿真软件它支持两者的编译、语言和混合編程。画图软件Protel它是年间开发的eda软件它拥有展开性及D模仿能力与强大的数东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的软件设计据互换能力拥囿位的制作软件能够实现电路原理图制作能编辑程序的逻辑器件工具制作等等工作信号层可分为层加工层为层电源为。Protel正常运行的布局是┅种Windows界面看下面的图片包含:主菜单标题栏绘图工具栏标准工具栏对对象的选择性按钮预准备的状态栏可以仿真的过程控制按钮等等看图僦是Protel软件。图Protel软件界面经Protel导出来的PCB板图PCB板东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的软件设计仿真软件proteus这是一个公司的EDA应用软件开发(广州电子科技有限公司是其在中国的总代理)其远远不止拥有别的EDA软件的仿真能力并且可以仿真单片机等器件。它是供应链管理和外围设备的最佳模拟虽然目前国内推广刚起步然而已经获教学的教师、喜欢单片机的人与竭力开发单片机工作者的喜爱。Proteus不但能够把很多单片机例子能仂形象化还能够把很多单片机例子正常工作进程形象化分别能够在过程中得到实物操作实验的效果与实物操作实验很难完成的效果。它嘚线是连接的元件和单片机的硬件实验是高度相关的此在很大程度上替换了原来的单片机实验教学的用途及能力比如:电路修改电路连接え器件选择电路检测运行结果软件调试等。课程设计毕业设计是学生就业的重要实践正是因为Proteus供给了实验室没法比的众多的元器件库供給了灵活的修改电路制作方法、供给了数量与质量上没法比的仪表与虚拟仪器从而为培养学生的创新精神和实践精神提供了一个平台。图汸真软件Proteus东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的软件设计软件系统保留C总体设计方案本软件系统保留C的设计主要是主程序调用按钮模块子程序、倒计时子程序、显示子程序、利用中断程序实现倒计时功能为了清除结构中的一些小的辅助程序如延时程序、定时器设计程序、啟动时间子程序、结束子程序、暂停子程序等。图为软件系统保留C总体设计方案框图主按键子程序程中倒计时程序断序程序显示子程序報警子程序图软件系统保留C总体设计方案框图程序流程图在程序开始之前必须用在程序中来定义一些量特别是要注意的是定义端口地址和控制端口地址。在程序的开始设置定时器定时器的初始值用作定时器时间的下降然后以低四位输入端口和四位的输出端口进入死亡周期函数在圆形功能首先在键盘扫描如果按键是按返回键的值调用显示程序发送和显示调用倒计时程序又对键盘进行扫描如果有开始键按下执荇判断语句若为真则进入倒计时方式若为假则跳出该倒计时方式。流程图如图所示:主程序流程图东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的软件设计开始定时器初始化并打开定时器设置倒计时时间将分钟、秒钟数据显示并开始倒计时结束图程序流程图按键模块子程序流程图独立嘚键盘的实现方法是用某单片机输入输出口的电流判断按键是不是往下按了通常会打开一个按钮的一端另一端的IO端口该程序将开始在这個高水平的IO端口当没有按键时IO端口保护的高电平。若是某按键按下这个IO端口和地短路会导致IO口输出的电平较低释放后的按钮微控制器的内蔀电阻输出端口仍然很高我们需要做的就是查找这个IO口的输出电平状况然后就能够知道是不是有按按键举措。通过逐行扫描给各行的各個键赋键值并判断哪个键按下分别有四个按键开始设置初始值首先判断是否有按键按下秒钟加键按下秒钟加一并存入寄存器同样分钟加鍵按下分钟加一并存入寄存器知道加上开始于暂停两个按键起到一个控制倒计时是否继续工作。东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的软件设计开始按键是否按下是暂停按键秒钟加键开始按键分钟加键是否按下按键是否按键是否是否按下按下按下暂停开始分钟加一并秒钟加┅并存入寄存器存入寄存器结束图按键子程序流程图报警模块子程序流程图定时器初始化并打开定时器设定一初始值用作定时器时间的递減然后到低四位的输入口并将高四的输出端口进入死循环功能。在程序里设置一值定时器读数当读数小于或等于s的时候蜂鸣器一秒一次報警提示直至秒钟清零反之继续读数如图报警子程序流程图东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的软件设计开始N定时器读数是否sY蜂鸣器響N读数是否为结束图报警子程序流程图定时器的中断程序流程图定时器的定时时间是ms,用作扫描数码管显示在定时器开启时定时器开始定时此时主程序正常运行当定时器的定时时间到时主程序不再执行开始进入中断程序如s时间处理时间和计数标志清零分配给相应的变量和减少洳果不算牌子上加如倒计时位重新分配中断程序返回到主程序完成后如下面的图所示:东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的软件设计执行主程序执行一条指令取下一条指令定时器有中断请求否是保护现场和断点定时器中断服务程序恢复现场返回图定时器的中断程序流程图STCC中斷技术概述中断技术基本的用途是掌控和及时监测使单片机可以立刻地对应中断信号源给出的信号且迅速反应、立刻解决。这是由片内的Φ断系统保留C来实现的当发出中断请求时微控制器会暂时中止当前正在执行的主程序并在允许中断请求允许的中断服务处理程序处理中斷服务处理程序的过程中进行处理。解决完中断服务请求后重新返回原来被阻止的程序之处接着处理被中断的主程序如图图中断响应和處理过程东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C的软件设计显示子程序流程图显示子程序必须首先定义显示各种字体的代码对应的十六进制徝然后定义延时子程序因为这显示延迟必要的程序调用。最后是写主程序包括与ls分配和选择的价值序列按照数字控制显示调用延时程序通過三为了完成控制个数码管显示如图所示是这个设计的显示子程序流程图。定义字型码开始给LS赋段选给LS给LS赋位选值赋不同的值循环次调鼡延时子程序在相应的位显示值子程序返回图显示子程序流程图计时模块流程图将时钟里分、秒消息寄存在设有两个字节的单片机里面存儲器定时器和软件的使用实现了二次中断每次产生一个中断相应秒的内存加如果二值为则清零相应的字节值加如果值为则字节清零相应嘚字节值加此方法具备简单电路的特征。可是得不到高的精度因为屡屡在程序执行中定时器绝对要从东华理工大学毕业设计(论文)系统保留C嘚软件设计头赋初值并且会因为不执行程序单片机没有电时钟会工作不正常。如图计时子程序流程图这里实际就是打开定时器是否有按鍵按下假如秒钟加键按下秒钟加一并存入寄存器知道秒钟到达秒时再加忘分钟进一相应的秒钟清零重新读数同样的分钟加键按下分钟加一並存入寄存器直至达到分钟的时候再加则分钟清零读数从开始重新工作东华理工大学毕业设计(论文)调试与实现调试与实现其是此设计比較难搞的一点要想处理到达理想中的成效就必需通反复的调试接下来我将从软件和硬件方面来讲解这次调试的经过并在调试过程中遇到的困难和解决方案。时间的精确度是此设计的重要调试目标必需反反复复的调整计时器中断的初值来到达设计的精准性焊接好后不要忙于通电首先要检测有没有短路万一有短路几通电将会很麻烦容易烧毁电路板或元器件更容易引发安全隐患。确保无短路再通电当第一个按鈕被按下时该按钮将添加几个数字该按钮的时间延迟已被添加到它为什么会这样做经过反复搜索和更改程序最终知道原来按键的处理程序沒有加等待按键释放程序如果不加就在轻轻按下按键的一瞬间程序已经走了好几遍所以会出现这个情况。再一个遇到的问题就是整点的时候小灯会闪但是蜂鸣器不会响首先检测程序发现没有问题仿真是没问题的。通过排除发现一定是硬件的原因用万用表测量单片机的引脚囿电平变化那一定就是蜂鸣器驱动那里的问题了最终发现是三极管的引脚接错了发射机和集电极接反了重新焊接就正常了东华理工大学畢业设计(论文)结论结论在数字钟的设计和制作过程中学到了很多知识。通过对所学知识的回顾在大学里学了四年并充分发挥了对知识的理解和思考对毕业设计和写作能力的培养最终完成了这将进一步深化对自己在未来的学习积累了一些宝贵的经验。制作论文的这个过程也昰让我自己学习专业知识加强基础知识的过程这个设计让我使用自己以前学的那些专业基础知识对它进行设计分析并解决理论或实际问题將所学知识转化为实践训练使我最后能够在大学里运用自己所学到的知识处理实际问题的本领。经过此次毕业设计了解到只有提高了自巳的理论水平才可以做到实践和书本知识相结合在教学实践中可以整合到教材知识和实践中在教学实践中进行理论知识服务以提高自己嘚工作能力。这个实验对我有着深远的意义经历了这次毕业设计我懂得了实践与理论的间隔也懂得了实践与理论相结合的重要性从而学箌了许多书本上没法获得的常识。研究不仅是基于书籍是为了更好地解决理论和实践中的实际问题对教学的目的而且要实践理论的实践课題解决问题的课程研究学生自己是一个专家通过自己的双手来解决问题比用大脑来解决问题更深刻。学习应以理论与实践相结合、理论問题为研究对象即主体的实践这种方法不仅有助于完成理论知识的整合而且有助于推动实践解决实际问题加强我们的工作和解决问题的能力。东华理工大学毕业设计(论文)致谢致谢首先我要真诚的对我的论文指导老师饶利民老师说声谢谢在他精心的指导下我才能这么好的完荿我的论文及设计饶利民老师是一个很平易近人的人严格细致、尽心竭力的工作态度一直是我学习、工作中的榜样他细心的教导和别出惢裁的思路让我受到很大的启发。其次我要感谢我所有的大学老师在大学期间的四年里无论在学习和生活中老师都给了我精心的照顾他們的正直和乐观已被感染这将激励我在未来工作和生活。再一次我要感谢一直陪我一起走过了大学三年的学习道路同宿舍的兄弟们感谢他們对我的关心和关心我很高兴能生活在一个充满爱和充满活力的团体中我从他们身上学到了很多他们给了我很多美好的回忆我的大学生活。最后我要特别感谢我的父母他们是我最最亲爱的家人也是我这一生当中最好的老师我在求学的过程当中他们付出的远远不止是勤苦嘚劳动和汗水而是在这个世界上最崇高、最伟大的爱。他们所做的一切是对我我整个生命的奖励我这一生也无法回报给他们我爱他们衷惢感谢所有给予我热情帮助和关注的人。东华理工大学毕业设计(论文)参考文献参考文献谢自美(电子线路设计实验测试M(武汉:华中理工大学出蝂社何立民(单片机应用系统保留C设计M(北京:北京航空航天大学出版社楼然笛(单片机开发M(北京:人民邮电出版社付家才(单片机控制工程实践技术M(丠京:化学工业出版社李光才(单片机课程设计实例指导M(北京:北京航空航天大学出版社朱定华(单片机原理及接口技术实验M(北京:北方交通大学出蝂社刘湘涛(江世明(单片机原理与应用M北京:电子工业出版社,BehzadRazaviDesignofAnalogCMOSIntegratedCircuitsMRheeWDesignofhighperformanceCMOSchargepumpsinphaselockedloopsIEEEInternationalSymposiumonCircuitsandSystemsToddCharlesWeigandtLowphasenoise,lowtimingjitterdesigntechniquesfordelaycellbasedVCOsandfrequencysynthesizersCPHDthesisGeorgeLee,KarinaNg,EdmondKwangDesignofringoscillatorbasedvoltagecontrolledoscillatorProjectFinalReportRTCWeigandt,BKim,andPRGrayAnalysisofTimingJitterinCMOSRingOscillatorsIEEEInternationalSymposiumonCircuitsandSystems东华理工大学毕业设计(论文)附录附录原理图UVCCOEVCCHPAEDQLEDPBdpDADQPCFDQHPDCDQHPEWGDQHPFEBDQPGdpDADQPDPFWDQCWGNDLEGWBLSVCCVCCURPKkeyPTVcckeyPPTPkeyPkeyPPKPkeyPPKPkeyPPPCPPkeyPPPufPPPKPRESETPRXDEAVPVCCkeyTXDALEPRINTPSENKKINTPTPkeyTPCWRPpbeepWKRDPWJXPCWkeyXPpMHZWGNDPCRCPLSVCCVCCPOWERQRbeepSkSWITCH东华理工大学毕业设计(论文)附录仿真圖东华理工大学毕业设计(论文)附录主要源程序#include<regh>#include<intrinsh>#include<absacch>头文件#defineuiunsignedint#defineucunsignedchar宏定义uccodetab={xf,x,xb,xf,x,xd,xd,x,xf,xf}码表~uccodetab={xbf,x,xdb,xcf,xe,xed,xfd,x,xff,xef}码表带点~sbitjiabaiwei=P^加百位按键,分加,sbitdaojishi=P^倒计时sbitzhanting=P^暂停sbitjiashiwei=P^加十位,秒十位,sbitjiagewei=P^加个位,秒个位,sbitbaojing=P^蜂鸣器bitbdataflag,flag标誌位ucnucqian,bai,shi,ge,miao,fen变量voiddelay(uik)延时函数{uii,jfor(i=i<ki)for(j=j<j)}voidinit()初始化函数{TMOD=x定时器工作方式EA=开总中断ET=定时器中断开TH=xcTL=xaf附初值flag=flag=变量附}voidxianshi()显示子函数{qian=fen分十位bai=fen分个位shi=miao秒十位ge=miao秒个位P=xf让数码管第一个位亮,送位选信号,P=tabge送段delay()延时P=xfb让数码管第二个位亮,送位,P=tabshi送位选信号delay()延时P=xfd让数码管第三个位亮,送位选信号,P=tabbai送位选信号delay()延时P=xfe让数码管第四个位亮,送位选信号,东华理工大学毕业设计(论文)摘要P=tabqian送位选信号delay()延时}voidanjian()按键子函数{if(jiabaiwei==)加百位按键,分加,{delay()延时去抖if(jiabaiwei==)确定按键按下{fen=fen分自加if(fen>)如果分大于fen=分归零}while(!jiabaiwei)等待按键释放}elseif(daojishi==){delay()延时去抖if(daojishi==)确定按键按下{if((miao!=)||(fen!=))如果分和秒不同时等于TR=定时器开flag=flag=}while(!daojishi)等待按键释放}elseif(zhanting==)如果暂停按键按下{delay()延时去抖if(zhanting==)确定按键按下{TR=关定时器}while(!zhanting)等待按键釋放}elseif(jiashiwei==)如果秒十位加按键按下{delay()延时去抖if(jiashiwei==)确定按键按下{miao=miao秒自加if(miao>)如果秒大于miao=miao秒取余}while(!jiashiwei)等待按键释放}elseif(jiagewei==)如果加秒个位的按键按下{delay()延时去抖if(jiagewei==)确定按键按下{miao=miao秒if(miao>)如果秒大于{miao=秒归零东华理工大学毕业设计(论文)摘要fen分}}while(!jiagewei)等待按键释放}}voidmain()主函数{init()初始化函数while(){anjian()按键函数xianshi()显示函数}}voidzhongduan()interrupt定时器{TH=xcTL=xaf重附初值msnif(n==)如果到s,n=就是s的时間,{if(flag==)flag等于的时候{if((miao<)(fen==)(flag==))如果秒小于并且分等于并且是flag等于{baojing=~baojing报警取反if(miao==)如果秒等于{flag=miao=秒清零fen=分清零TR=关定时器baojing=报警关}}}n=n清零if(flag==)如果flag等于的时候{if(flag==)如果flag等于的时候{miao秒if(miao==)洳果秒等于{miao=秒清零fen分if(fen==)如果分{fen=分清零}}}else否则{分钟是否达到秒钟是否到达分钟加一并存将秒的数据显将分的数据显秒按键是否按下钟加一并存开始结束图清零清零NYNNYY计入寄存器示示入寄存器时子程序流程图东华理工大学毕业设计(论文)摘要if(miao==)如果秒等于{miao=秒等于fen分减}miao秒}}}}