1、 江西渝州科技职业学院机电一体化专业专科毕业论文论文题目 人体感应灯学生姓名 赵 伟 学 号 2095050403 班 级 09 级机电(4)班 指导老师 李 丽 艳 专 业 机 电 一 体 化 技 术2011 年 11 月时钟设计摘要：本文综述了时钟控制单元设计的方法和步聚，通过对单片机技术的对比研究，提出了单片机的作用和在将来的发展，介绍了单片机的基本结构，对芯片 89S52 进行了简单概述，让我们更好的认识和利用它，利用它才可构成我们想设计的程序，通过 6位联体 LED 显示出自己想要的结果。同时让我们对 LED 有好的认识和利用它在单片机中进行的静态和动态的方法,时间是我们只能看到的,
2、但是不能抓住的东西。可是只要我们合理的利用时间，就是珍惜我们的生命。电子数字钟的应用十分广泛，通过计时精度很高的石英晶振（也可采用卫星传递的时钟标准信号） ，采用相应进制的计数器，转化为二进制数，经过译码和显示电路准确地将时间“时”“ 分”“秒”用数字的方式显示出来。与传统的机械钟相比，它具有走时准确，显示直观，无机械传动，无需人的经常调整等优点。它广泛用于电子表、车站、码头、广场等公共场所的大型远距离时间显示电子钟。 关键词：单片机 AT89S52 6 联体 LED 秒脉冲 计数器 驱动 振荡器 调试 目 录引 言 1一 功能要求 2二 方案论证 31 静态显示驱动 32 动态显示驱动 3三
3、 系统硬件电路的设计 4四 电源电路设计 5五 系统程序的设计 61 主程序 62 显示子程序 .73 定时器 T0 中断服务程序 7六 调试及性能分析 .111 硬件调试 112 软件调试 11七 控制源程序清单 .12八 设计结束语 .15主要参考文献 16引 言在大学中我们不但要学好自己的专业知识,而且要在此基础上我们要会运用和去实践它,通过这次的设计目的是要让我们掌握 18B20 器件的知识,加深对 51 单片机的认识和理解,对我们在以后走上工作岗位打下良好的基础，在这几周的论文的设计中,让我对自己的课程有了更深的认识,对自己的将来充满信心,在以后自己要多从事这方面的研究和实践. 51
4、 单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以 AT89S52 芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由直流电源供电，通过数码管能够准确显示。一 功能要求在正常计时状态下，时钟正常运行，如果时钟运行到所定的时间时，就执行显示程序，让 P3， P1 口灯显示不同的状态。秒表/时钟计时器要求用六位 LED 数码管显示时/分 /秒，以 24h（小时）计时方式。用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机 AT89S52 芯片和LED 数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟.并有定时功能。它由直流电源供电，通过数
5、码管能够准确显示。该系统同时具有硬件设计简单、工作稳定性高、价格低廉等优点。二 方案论证LED（数码管）是 light-emitting diode 的缩写，它经过合理的设置可以完成显示电压信息的任务，并且经济耐用。同时 LED 具有高亮度，高刷新率的优点，能提供宽达 160的视角，可以在较远的距离上看清楚。但是它的显示存在信息量少，显示不直观，不易理解的缺点。数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类:1、 静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的 I
6、/O 端口进行驱动，或者使用如 BCD 码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用 I/O 端口多，如驱动 5 个数码管静态显示则需要 5840 根 I/O 端口来驱动，要知道一个 89S52 单片机可用的 I/O 端口才 32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。 2、动态显示驱动：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，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
7、，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 12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。三 系统硬
8、件电路的设计秒表/时钟计时器的硬件电路图如图 1.1 所示，采用 AT89S52 单片机，最小化应用设计；采用共阳七段 LED 显示器，P0 口输出段码数据，P2 口作为位码输出。采用 12MHz 晶振，有利于提高秒计时的精确性。四 电源电路设计市电电压通过保险丝，采用变压器降压、IN4007 二极管整流、电容滤波、LM7809 稳压输出、利用红色发光二极管指示电源电路工作状态，电路原理如图所示。220V 市点经过变压器降压，二极管路桥式整流，C4 用于滤除由市电引入的高频干扰，用瓷片电容 104，电容 C2 滤波后送入 LM7809 第 1 脚，第 2 脚接地，第 3 脚输出稳定的电压，电压
9、为 9V。C6 滤除高频干扰，C3 滤波得到稳定 9V 电压，给电路工作，红色发出二极管是电源指示灯，R11 是发光二极管的限流电阻，阻值的范围是（5101K）发光二极管的正常工作电流为 10mA，如果发现发光二极管不亮，那说明你的电路有故障，你要看一下保险丝有没有坏，如果没有就检查桥式整流，检查是二极管有没有接反，重主要的是 LM7809 的管脚有没有接反，限流电阻也不能过大，过大发光二极管也不会亮，检修时最好用万用表，用电压法检测，这样就会很快的找到故障。五 系统程序的设计1、主程序本设计中，计时采用定时器 T0 中断，当 N 自加为 11 时,再把 N=0;其余状态循环调用显示子程序。开
10、始T0 设为 16 位计数器模式允许 T0 中断调用显示子程序进入中断子程序调入显示图：2、显示子程序数码显示的数据存放在内存单元中。由于采用软件动态扫描实现数据显示功能，显示十进制 BCD 码数据的对应段码存放在 ROM 表中。显示时，先取出某一地址中的数据，然后查得对应的显示用段码，并从 P0 口输出，P2 口将对应的数码管选中供电，就能显示某单元的数据值。3、定时器 T0 中断服务程序定时器 T0 用于时间计时。定时益处中断周期可分别设为 50ms 和 10ms.中断进入后，先判断是时钟计时还是秒表计时，时钟计时累计中断 10 次（即 1s）时，对秒计数单元进行加 1 操作，秒表计时每
11、10ms 进行加 1 操作。时钟的小时最大计时值为 23 时 59 分 59 秒。时钟的分最大计时值为 59 分 59.99 秒。在计数单元中采用十进制 BCD 码计数，满 60 进位，T0 中断服务程序执行流程图见图 1.3 所示。T0 中断秒表/时钟加 10ms 处理 加 1s 处理中断返回T0 中断服务程序用于指示定时的时间。在次基础上也设置了马路灯，18:00所有的路灯全亮，11:30 让相邻的 3 盏灯亮 1。6:00 时让所用的灯全熄灭。如次循环下去。如图所示。If(hour=18)N0 YES P1,P3 口的灯亮If(hour=23)NO YESIf(hour=6)NO YES
12、P1,P3 口相邻两盏亮一盏P1，P3 口灯全部熄灭如果 if(hour=18),则如图：如果 if(hour=23),则如图：如果 if(hour=6),则如图：六 调试及性能分析1、硬件调试：硬件调试时，可以先检查焊接的质量，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 P0 口的电阻大小，一般情况下，取 200 欧电阻即可获得满意的亮度效果。2、软件调试：软件调试在 Wave E2000 编译器下进行，源程序编译及仿真调试应分段或以子程序为单位一个一个进行，最后把编译好的程序下载的 ISIS.6 Professional 软件当中去，与所画的电路图相结合。仔
13、细观察，是否于自己想实现的功能一致。然后把程序进行仿真与硬件相结合实时调试，实现自己想要的功。下载程序如图：按照设计程序分析，LED 显示器动态扫描的频率约为 167Hz，实际使用观察时完全没有闪烁。由于计时中断程序中加了中断延时误差处理，所以实际计时的精确度非常高，可以满足多种场合的应用需要。七 控制源程序清单以下是秒表/时钟计时器的控制源程序：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar xian6;uchar n;uint sec=42,min=55,hour=23;uchar code shu=0x3
14、f,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F;void delay(uint m)/延时uint i,j;for(i=0;i59)sec=0;min+;if(min59)min=0;hour+; if(hour23)hour=0;void main(void)inti0();while(1)display();if(n=11)jia();n=0;if(hour=18)P1=0X00;P3=0X00;if(hour=23)P1=0XAA;P3=0XAA;if(hour=6)P1=0Xff;P3=0Xff; 八 设计结束语时钟控制是当今重要的课题之一
15、，我们要有初步的认识和了解，而课程设计是锻炼我们动手能力的好机会。通过此次实际的情况，我们都对时钟控制设计这单元科有了更深一层次的了解。而且这个课题具有很强的实践性和趣味性.这次实际中，通过查资料等多种方法，大体可以总结出以下几个要点，首先我们把原理图画好，经过仿真等一系列的次序最后做成板，然后焊接元器件等。之后我们查路补缺，检查电路，花了不少时间，虽然最后还是不尽完美，但是我们已经尽力做到最好了。这之前我对这门设计课程还很陌生,但是经过几个礼拜的实际我发现自己摸索到了一点门路,第一次如此清晰的了解时间控制的相关很多内容,在焊接电路中,最需要的莫过于耐心与细心,如果没有了这两个重要法宝,电路板
16、不可能会如期完成.在使用烙铁的时候要特别注意安全,因为烙铁具有很大的烧伤力. 电路连接完成之后我们发现还有虚焊现象,如是马上开始检查及时把没焊好的补上去,一焊就是几个小时,所以我觉得这个实验比平常的都需要多一分心思.大学里面这种机会不多,我想我们每位同学都应该好好把握吧。 总个过程我们的组员都一致参与，共同努力完成任务，不存在无人问津的情况，所以收获应该还是挺多的，至少我们每个人都有一点点感想与激动,因为我们的劳动成果出来了,不管是不是最好的,我们都可以很高兴的说我们自己做到了。主要参考文献：1 学习单片机 http:/ 超星格式3 http:/ 单片机使用方法指南4 MCS-51 单片机原理与应用 天津大学出版社 李维祥编5 单片机原理及接口技术 电子工业出版社 朱定华编6 MCS-51/96 单片机原理与应用 北京航空航天大学出版社 孙涵芳编7 电子技术基础 高等教育出版社 康华光编8 智能仪器原理与应用 电子工业出版社 赵茂泰编
