1、前言本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的定時(shí)鬧鐘設(shè)計(jì)。單片機(jī)是在一塊半導(dǎo)體芯片上集成了CPU、存儲(chǔ)器以及輸入和輸出接口電路的微型計(jì)算機(jī)；其集成度高、功能強(qiáng)、通用性好，特別是它具有體積小、重量輕、能耗低、價(jià)格便宜、抗擾、能力強(qiáng)和使用方便,軟硬件結(jié)合、靈活穩(wěn)定、軟件硬化、硬件軟化，適合應(yīng)用于多種環(huán)境、可在惡劣環(huán)境中工作等特點(diǎn)。它不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)性上的突破，同時(shí)也是對(duì)能源方面的有效節(jié)約與有效利用，因此深受?chē)?guó)家有關(guān)技術(shù)部門(mén)和能源部門(mén)的重視和支持。其組合而成的配件產(chǎn)品在日常生活的使用過(guò)程中非常方便、簡(jiǎn)單且實(shí)用，深受著廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)，從而使單片機(jī)技術(shù)在社會(huì)中得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。目前，已成為測(cè)量控制應(yīng)用系統(tǒng)中的優(yōu)選機(jī)

2、種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部件。特別是20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快，推廣率高，市場(chǎng)利潤(rùn)率高。而51單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。  本次設(shè)計(jì)的定時(shí)鬧鐘在硬件方面就采用了AT89C51芯片，用2個(gè)LED數(shù)碼管來(lái)進(jìn)行顯示。第一個(gè)LED用P0口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，第二個(gè)LED用P2口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠比較準(zhǔn)確顯示分鐘數(shù)。通過(guò)S1、S2、S3、和S4四個(gè)功能按鍵可以實(shí)現(xiàn)對(duì)定時(shí)鬧鐘的啟動(dòng)、復(fù)位和定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到喇叭可以發(fā)出鬧鈴聲。在軟件方面采用匯編語(yǔ)言編程。整個(gè)定時(shí)鬧鐘系統(tǒng)能完成時(shí)間的顯示，調(diào)時(shí)和定時(shí)鬧鐘、復(fù)位等功能，并經(jīng)過(guò)系統(tǒng)

3、仿真后得到了正確的結(jié)果目 錄前言第一章 設(shè)計(jì)目的及要求41.1、設(shè)計(jì)目的41.2、設(shè)計(jì)要求41.2.1、課程設(shè)計(jì)要求41.2.2、基本設(shè)計(jì)功能要求主要分為以下幾個(gè)部分：4第二章 方案設(shè)計(jì)52.1、幾種常見(jiàn)的定時(shí)鬧鐘52.1.1、普通機(jī)械鬧鐘52.1.2、晶體管鬧鐘52.1.3、石英電子鬧鐘52.2、研究背景52.3、本文研究的主要內(nèi)容52.4、方案論證62.4.1、方案6第三章 主要元器件介紹73.1、 AT89C51單片機(jī)介紹73.1.1、 AT89C51芯片簡(jiǎn)介73.1.2、 引腳說(shuō)明73.2、時(shí)鐘電路93.3、7SEG-BCD9第四章 硬件電路設(shè)計(jì)104.1、晶振時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)104.2、

4、復(fù)位電路設(shè)計(jì)104.3、定時(shí)輸入電路設(shè)計(jì)104.4、顯示電路設(shè)計(jì)114.5、啟動(dòng)和復(fù)位計(jì)時(shí)電路124.6、鬧鐘響鈴電路設(shè)計(jì)12第五章 軟件設(shè)計(jì)及主要子程序135.1、軟件設(shè)計(jì)思路135.2、主程序模塊135.3、定時(shí)輸入子程序設(shè)計(jì)145.4、顯示子程序設(shè)計(jì)145.5、啟動(dòng)和復(fù)位子程序設(shè)計(jì)145.6、計(jì)時(shí)響鈴子程序設(shè)計(jì)14第六章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試156.1、Keil編譯156.2、Protues仿真平臺(tái)156.2.1、Protues仿真簡(jiǎn)介及部分模塊仿真156.2.2、硬件電路總圖與仿真16第七章 操作方法及效果17第八章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)20參考文獻(xiàn)21附錄122匯編程序22附錄225PCB生成圖2

5、5附錄326定時(shí)鬧鐘原理圖26第一章 設(shè)計(jì)目的及要求1.1、設(shè)計(jì)目的本次課程設(shè)計(jì)目的在于真正的把所學(xué)單片機(jī)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，更加熟悉51單片機(jī)的硬件與軟件。能靈活運(yùn)用Keil進(jìn)行軟件編程調(diào)試以及用proteus軟件仿真。本次設(shè)計(jì)組成定時(shí)鬧鐘系統(tǒng)，畫(huà)出系統(tǒng)硬件電路圖，設(shè)計(jì)編寫(xiě)開(kāi)關(guān)控制定時(shí)、LED顯示、聲響鈴、定時(shí)啟動(dòng)及復(fù)位等子程序。在調(diào)試程序時(shí)，要求整個(gè)系統(tǒng)工作正常、顯示正確、結(jié)果滿(mǎn)意，掌握該芯片的工作原理并完成讀、寫(xiě)程序的設(shè)計(jì)、編寫(xiě)和調(diào)試。1.2、設(shè)計(jì)要求1.2.1、課程設(shè)計(jì)要求 能熟練運(yùn)用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)硬件與軟件結(jié)合完成電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，把理論真正運(yùn)用于實(shí)踐，會(huì)用Keil等軟件編程調(diào)試運(yùn)行，

6、熟悉應(yīng)用Proteus軟件仿真。強(qiáng)化編程練習(xí)，注意查詢(xún)方式與中斷方式的區(qū)別等等。1.2.2、基本設(shè)計(jì)功能要求主要分為以下幾個(gè)部分：1）由于要顯示數(shù)字時(shí)間，所以需要2個(gè)數(shù)碼管。 2）時(shí)間的定時(shí)用時(shí)鐘電路，修改時(shí)間和定時(shí)用手動(dòng)按鍵控制，鬧鈴聲通過(guò)喇叭發(fā)出3）記時(shí)完成后，通過(guò)復(fù)位鍵將整個(gè)鬧鐘變?yōu)槌跏紶顟B(tài) 4)AT89C51單片機(jī)加上外圍器件（數(shù)字顯示器7SEG-MPX6-CC-BLUE，RESPACK-8排阻和SPEAKER喇叭）和應(yīng)用程序（ISIS 6 Professional軟件和WAVE6000編譯軟件），構(gòu)成相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。第二章 方案設(shè)計(jì)2.1、幾種

7、常見(jiàn)的定時(shí)鬧鐘2.1.1、普通機(jī)械鬧鐘這種機(jī)械鬧鐘結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格便宜，其中的原動(dòng)系以發(fā)條為貯能元件，機(jī)械式音樂(lè)鬧鐘上還帶有以鬧發(fā)條驅(qū)動(dòng)的帶撥針的滾輪，撥針按曲譜排列，撥動(dòng)音簧，演奏出音樂(lè)，但在使用中暴露了很多缺點(diǎn)：機(jī)械鬧鐘的發(fā)條是靠金屬制成的，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的磨損會(huì)影響到計(jì)時(shí)的精度。 2.1.2、晶體管鬧鐘一種電機(jī)械鐘。又稱(chēng)擺輪游絲式電子鐘。它采用機(jī)械式鐘的擺輪游絲振動(dòng)系統(tǒng)，但以電池為能源。電池的能量通過(guò)一個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)電路直接傳遞給擺輪游絲系統(tǒng)，從而維持?jǐn)[輪的不衰減振動(dòng)。通過(guò)快慢針調(diào)節(jié)游絲的工作長(zhǎng)度，可調(diào)節(jié)振動(dòng)周期。擺輪通過(guò)計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和指針系統(tǒng)，以指示時(shí)間。晶體管鐘可帶鬧

8、時(shí)機(jī)構(gòu)和日歷機(jī)構(gòu),并可與收音機(jī)結(jié)合構(gòu)成鐘控收音機(jī)。但是這種鬧鐘在實(shí)際應(yīng)用中的計(jì)時(shí)很不準(zhǔn)確，并且耗電量也比較大，現(xiàn)在基本上已經(jīng)很少有人使用2.1.3、石英電子鬧鐘 該類(lèi)定時(shí)鬧鐘采用單片機(jī)作為基礎(chǔ)，通過(guò)將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)中，來(lái)對(duì)鬧鐘進(jìn)行多功能的控制，所需要的硬件電路很少，采用這種鬧鐘具有極大的優(yōu)勢(shì)，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，并且造價(jià)低，功耗低，可以長(zhǎng)時(shí)間工作，并且計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，誤差很小，在現(xiàn)在的生產(chǎn)和生活中的到了廣泛的應(yīng)用。2.2、研究背景 電子鬧鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間數(shù)字顯示的機(jī)械裝置，廣泛應(yīng)用于個(gè)人家庭，車(chē)站，碼頭，辦公室等公共場(chǎng)合，稱(chēng)為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡牡谋匦杵罚捎跀?shù)字集成電路的發(fā)展和石

9、英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，是的數(shù)字鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超于老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)和生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地拓展了鐘表的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)按時(shí)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)啟閉路燈、定慧寺開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。數(shù)字鐘已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵罚o人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)了極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的技術(shù)，是數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)勢(shì)，它還用于計(jì)時(shí)自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制領(lǐng)域。因此，研究定時(shí)數(shù)字鬧鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。 2.3、本文研

10、究的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容完全按照前面的設(shè)計(jì)要求完成，完全滿(mǎn)足前面的設(shè)計(jì)要求。2.4、方案論證2.4.1、方案方案：設(shè)計(jì)選用單片機(jī)AT89C51作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的I/O端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的電子鬧鐘功能。方案完全按照第1章的基本設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)。 AT89C51顯示模塊啟動(dòng)電路鬧鐘響鈴復(fù)位電路置數(shù)分鐘數(shù)圖2.1 單片機(jī)控制方案第三章 主要元器件介紹3.1、 AT89C51單片機(jī)介紹3.1.1、 AT89C51芯片簡(jiǎn)介AT89C51是MCS51系列單片機(jī)中的一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有4KB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失

11、存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。 主要性能：與MCS-51 微控制器產(chǎn)品系列兼容。 片內(nèi)有4KB可在線重復(fù)編程的快閃擦寫(xiě)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)保存時(shí)間為10年。寬工作電壓范圍：Vcc可為2.7V到6V全靜態(tài)工作；可從0Hz至16MHz 程序存儲(chǔ)器具有3級(jí)加密保護(hù) 128*8位內(nèi)部RAM 32條可編程I/O線、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷結(jié)構(gòu)具有5個(gè)中斷源和2個(gè)優(yōu)先級(jí)、可編程全雙工串行通道、空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲(chǔ)內(nèi)容。89C51單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

12、、程序存儲(chǔ)器、并行I/O口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過(guò)片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對(duì)各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、并行I/O口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)各部分功能及說(shuō)明類(lèi)似于8051單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)說(shuō)明。 特殊功能寄存器共有21個(gè)，用于對(duì)片內(nèi)的各功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)具有特殊功能的RAM區(qū)。 由上可見(jiàn)， 89C51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類(lèi)全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。特別值得一提的是該單片機(jī)CPU中的位

13、處理器，它實(shí)際上是一個(gè)完整的1位微計(jì)算機(jī)，這個(gè)1位微計(jì)算機(jī)有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。1位機(jī)在開(kāi)關(guān)決策、邏輯電路仿真、過(guò)程控制方面非常有效；而8位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理方面有明顯的長(zhǎng)處。MCS-51單片機(jī)中8位機(jī)和1位機(jī)的硬件資源復(fù)合在一起，二者相輔相承，它是單片機(jī)技術(shù)上的一個(gè)突破，這也是MCS-51單片機(jī)設(shè)計(jì)的精美之處。3.1.2、 引腳說(shuō)明 圖3.1是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片。圖3.1 AT89C51引腳圖P00P07 P0口8位雙向口線（在引腳的3932號(hào)端子）。P10P17 P1口8位雙向口線（在引腳的18號(hào)端子）。P20P27 P2口8位雙向口線（在引腳的

14、2128號(hào)端子）。P30P37 P3口8位雙向口線（在引腳的1017號(hào)端子）。1、P0口有三個(gè)功能： (1)外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，用作數(shù)據(jù)總線（如圖中的D0D7為數(shù)據(jù)總線接口）(2)外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，用作地址總線（如圖中的A0A7為地址總線接口）(3)不擴(kuò)展時(shí)，可做一般的I/O口使用，但內(nèi)部無(wú)上拉電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻。2、P1口功能：P1口只做I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。3、P2口有兩個(gè)功能：(1)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線使用；(2)做一般I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。4、P3口有兩個(gè)功能：除了作為I/O口使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來(lái)

15、設(shè)置。當(dāng)作為輸入時(shí)，上拉電阻將其電位拉高，若輸入為低電平則可提供電流源；所以如果P0口作為輸入時(shí)，處在高阻抗?fàn)顟B(tài)，只有外接一個(gè)上拉電阻才能有效。5、ALE/PROG 地址鎖存控制信號(hào)：在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于控制把P0口的輸出低8位地址送鎖存器鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。PROG為編程脈沖的輸入端，在89C51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)4KB的程序存儲(chǔ)器（ROM），ROM的作用就是用來(lái)存放用戶(hù)需要執(zhí)行的程序的，那么我們是怎樣把編寫(xiě)好的程序存入進(jìn)這個(gè)ROM中的呢？實(shí)際上是通過(guò)編程脈沖輸入才能寫(xiě)進(jìn)去的，這個(gè)脈沖的輸入端口就是PROG。6、PSEN 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)：在讀外部ROM時(shí)PSEN

16、低電平有效，以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作:(1)內(nèi)部ROM讀取時(shí)，PSEN不動(dòng)作；(2)外部ROM讀取時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期會(huì)動(dòng)作兩次；(3)外部RAM讀取時(shí)，兩個(gè)PSEN脈沖被跳過(guò)不會(huì)輸出；(4)外接ROM時(shí)，與ROM的EA腳相接。7、EA/VPP 訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)：(1)接高電平時(shí)：CPU讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM）(2)接低電平時(shí)：CPU讀取外部程序存儲(chǔ)器（ROM）。8031單片機(jī)內(nèi)部是沒(méi)有ROM的，那么在應(yīng)用8031單片機(jī)時(shí)，這個(gè)腳是一直接低電平的。8、RST 復(fù)位信號(hào)：當(dāng)輸入的信號(hào)連續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作，當(dāng)復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器PC=0000

17、H，即復(fù)位后將從程序存儲(chǔ)器的0000H單元讀取第一條指令碼。9、XTAL1和XTAL2 ：外接晶振引腳。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。10、VCC：電源端接+5V電壓輸入。11、GND：接地端。3.2、時(shí)鐘電路 單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種:內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。本系統(tǒng)中AT89C51單片機(jī)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。最常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。振蕩晶體為12MHz。電容值無(wú)嚴(yán)格要求，但電容取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小和振蕩電路起振速度有少許影響，一般可在20pF100pF之間取值。 

18、上拉電阻：RESPACK8 控制按鍵：BUTTON 本系統(tǒng)要進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整和定時(shí)，因此用4個(gè)手動(dòng)按鍵對(duì)其進(jìn)行控制。3.3、7SEG-BCD 7SEG-BCD是1位4段共陰數(shù)碼管，顯示為紅色。它共有四個(gè)引腳，自帶譯碼器，只要將要輸入的二進(jìn)制編碼輸入這四個(gè)引腳，就會(huì)顯示數(shù)輸入的二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)。這里使用了兩個(gè)7SEG-BCD ，一個(gè)接在P0口，顯示分鐘數(shù)的十位，一個(gè)接在P2口，顯示分鐘數(shù)的個(gè)位。第四章 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括、晶振時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)、復(fù)位電路設(shè)計(jì)、定時(shí)輸入電路設(shè)計(jì)、顯示電路設(shè)計(jì)、啟動(dòng)和復(fù)位計(jì)時(shí)電路以及鬧鐘響鈴電路的設(shè)計(jì)。4.1、晶振時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)XTA

19、L1和XTAL2分別接30pF的電容，中間再并一個(gè)12MHZ的晶振，形成單片機(jī)的晶振電路。圖4.1 晶振電路4.2、復(fù)位電路設(shè)計(jì)圖4.2 復(fù)位電路4.3、定時(shí)輸入電路設(shè)計(jì)定時(shí)輸入電路由兩個(gè)按鍵構(gòu)成，一個(gè)按鍵接在外部中斷0上，每次按下這個(gè)鍵，定時(shí)的分鐘數(shù)的十位數(shù)就加一，另一個(gè)按鍵接在外部中斷1上，每次按下這個(gè)鍵，定時(shí)分鐘數(shù)的個(gè)位數(shù)就加一。由這兩個(gè)鍵來(lái)控制定時(shí)的置數(shù)功能。圖4.3 定時(shí)輸入電路4.4、顯示電路設(shè)計(jì)7SEG-BCD是1位4段共陰數(shù)碼管，顯示為紅色。它共有四個(gè)引腳，自帶譯碼器，只要將要輸入的二進(jìn)制編碼輸入這四個(gè)引腳，就會(huì)顯示出輸入的二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)。這里使用了兩個(gè)7SEG-BCD ，一

20、個(gè)接在P0口，顯示分鐘數(shù)的十位，一個(gè)接在P2口，顯示分鐘數(shù)的個(gè)位。如下圖所示：圖4.4.1 顯示電路 同時(shí)P0口作為輸入輸出口使用時(shí)需要用到上拉電阻，這里用RESPACK8 圖4.4.2 上拉電阻4.5、啟動(dòng)和復(fù)位計(jì)時(shí)電路定時(shí)輸入電路由兩個(gè)按鍵構(gòu)成，一個(gè)按鍵是啟動(dòng)計(jì)時(shí)電路按鈕，接在P1.0上，每次按下這個(gè)鍵，定時(shí)就開(kāi)始了，另一個(gè)按鍵是復(fù)位計(jì)時(shí)按鈕，接在P1.1上，每次按下這個(gè)鍵，整個(gè)定時(shí)鬧鐘系統(tǒng)就恢復(fù)到開(kāi)機(jī)時(shí)的初始狀態(tài)。由這兩個(gè)鍵來(lái)控制定時(shí)鬧鐘的啟動(dòng)和復(fù)位功能。圖4.5 啟動(dòng)和復(fù)位計(jì)時(shí)電路4.6、鬧鐘響鈴電路設(shè)計(jì)圖4.6 鬧鐘響鈴電路第五章 軟件設(shè)計(jì)及主要子程序5.1、軟件設(shè)計(jì)思路定

21、時(shí)鬧鐘工作的主要過(guò)程是LED數(shù)碼管顯示初始化的時(shí)間分鐘數(shù)的值為59，通過(guò)按鍵輸入定時(shí)的分鐘數(shù)，同時(shí)LED實(shí)時(shí)顯示時(shí)間分鐘數(shù)，按下啟動(dòng)計(jì)時(shí)鍵后，定時(shí)鬧鐘開(kāi)始計(jì)時(shí)，每計(jì)時(shí)一分鐘，LED顯示的分鐘數(shù)減一，當(dāng)時(shí)間減到0后，蜂鳴器發(fā)出聲音表示鬧鐘已響，并且此時(shí)的LED顯示為0F，并停止繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)按下復(fù)位鍵后，定時(shí)鬧鐘恢復(fù)到初始化后的值。5.2、主程序模塊主程序主要完成初始化、設(shè)置中斷向量、檢查有無(wú)按鍵以及調(diào)用顯示等，當(dāng)初始化后就會(huì)自動(dòng)等待有無(wú)定時(shí)操作、啟動(dòng)操作和復(fù)位操作。主程序流程圖如下，（此模塊程序見(jiàn)附錄）。開(kāi)始初始化顯示時(shí)間復(fù)位操作有誤？啟動(dòng)按鍵鍵？鍵？各位恢復(fù)到初始狀態(tài)NYNY計(jì)時(shí)響鈴程序開(kāi)定時(shí)

22、/計(jì)數(shù)器0中斷開(kāi)外部中斷0和1圖5.1 主程序流程圖5.3、定時(shí)輸入子程序設(shè)計(jì)定時(shí)輸入程序采用中斷的方式，一個(gè)按鍵接在外部中斷0上，每次按下這個(gè)鍵，定時(shí)的分鐘數(shù)的十位數(shù)就加一，當(dāng)加到6時(shí)自動(dòng)跳變到0；另一個(gè)按鍵接在外部中斷1上，每次按下這個(gè)鍵，定時(shí)分鐘數(shù)的個(gè)位數(shù)就加一，當(dāng)加到10，也就是0AH時(shí)自動(dòng)跳變到0。由這兩個(gè)鍵來(lái)控制定時(shí)的置數(shù)功能，完成了從060min的定時(shí)置數(shù)。（此模塊程序見(jiàn)附錄）5.4、顯示子程序設(shè)計(jì)由于是采用兩個(gè)7SEG-BCD分別做分鐘數(shù)的十位和各位，并且這兩個(gè)7SEG-BCD分別接在P0口和P2口上，因此直接將要輸出的數(shù)據(jù)輸入到P0口和P2口上即可。 （此模塊程序見(jiàn)附錄）5.

23、5、啟動(dòng)和復(fù)位子程序設(shè)計(jì)啟動(dòng)和復(fù)位子程序都采用查詢(xún)的方式，先檢測(cè)P1.1口是否為1，當(dāng)復(fù)位鍵按下時(shí)，P1.1口的值為0，若為0，則跳轉(zhuǎn)到復(fù)位子程序，將各個(gè)寄存器的值恢復(fù)成開(kāi)機(jī)時(shí)的狀態(tài)；若為1，則跳轉(zhuǎn)到M0子程序，檢測(cè)P1.0口是否為1，當(dāng)啟動(dòng)鍵按下后，P1.0口的值為0，若為0，則跳轉(zhuǎn)到啟動(dòng)子程序，打開(kāi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷，并開(kāi)啟計(jì)數(shù)器；若為1，則跳回主程序的開(kāi)始部分循環(huán)。（此模塊程序見(jiàn)附錄）5.6、計(jì)時(shí)響鈴子程序設(shè)計(jì)給計(jì)數(shù)器計(jì)入的處置為3CB0H，也就是說(shuō)每計(jì)時(shí)50ms，定時(shí)/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生一次中斷，每執(zhí)行一次中斷，在中斷中對(duì)寄存器R5中的值減一，因此給R5中寫(xiě)入20，當(dāng)R5減到0時(shí)，正好計(jì)時(shí)為一秒

24、鐘，R5每次減到0，就給它重新賦值20，并且將R4中的值減1，給R4中計(jì)入60，當(dāng)R4減為0時(shí)正好計(jì)時(shí)一分鐘，此時(shí)給R4重新賦值60，并將P2口的輸出值減1，當(dāng)該口也減到0后，給他重新賦值10，并且給P0口輸出值減1，當(dāng)這些寄存器中的值均為0時(shí)，給P1.7位置1，此時(shí)蜂鳴器發(fā)出響聲，并且把定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷關(guān)閉。（此模塊程序見(jiàn)附錄） 第六章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試6.1、Keil編譯Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)， Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功

25、能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。如果使用C語(yǔ)言編程，那么Keil幾乎就是不二之選，即使不使用C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。本次設(shè)計(jì)采用匯編語(yǔ)言編程，生成.hex文件以供裝載到Protues中的單片機(jī)進(jìn)行仿真。圖6.1 程序代碼編寫(xiě)6.2、Protues仿真平臺(tái)6.2.1、Protues仿真簡(jiǎn)介及部分模塊仿真Protues軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前

26、最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。迄今為止是世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯。目標(biāo)代碼的加載方法為，在Protues編輯環(huán)境雙擊AT89C51，彈出下圖所示的對(duì)話框，在PROGRAM FILM一欄中單擊

27、打開(kāi)按鈕，選中Keil中生成的naozhong.hex文件，在CLOCK FREQUENCY欄中設(shè)置系統(tǒng)工作頻率為12MHZ，單擊OK完成目標(biāo)代碼的加載。圖6.2程序代碼加載6.2.2、硬件電路總圖與仿真點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕啟動(dòng)系統(tǒng)仿真，初始狀態(tài)顯示的分鐘數(shù)為59。硬件總圖如下：圖6.2 總圖第七章 操作方法及效果點(diǎn)擊運(yùn)行后，開(kāi)機(jī)是自動(dòng)顯示的分鐘數(shù)是59圖7.1 定時(shí)鬧鐘開(kāi)機(jī)通過(guò)對(duì)定時(shí)輸入電路的兩個(gè)按鍵，一個(gè)按鍵接在外部中斷0上，每次按下這個(gè)鍵，定時(shí)的分鐘數(shù)的十位數(shù)就加一，另一個(gè)按鍵接在外部中斷1上，每次按下這個(gè)鍵，定時(shí)分鐘數(shù)的個(gè)位數(shù)就加一。由這兩個(gè)鍵來(lái)控制定時(shí)的置數(shù)功能。圖7.2 定時(shí)鬧鐘定時(shí)置數(shù)之

28、后如果按下啟動(dòng)計(jì)時(shí)鍵，則開(kāi)始計(jì)時(shí)，如果按下復(fù)位鍵，則進(jìn)行復(fù)位操作，將各個(gè)寄存器的值變?yōu)槌跏蓟瘯r(shí)的值，并將P1.7位清0，即關(guān)閉蜂鳴器。圖7.3 定時(shí)鬧鐘啟動(dòng)計(jì)時(shí)圖7.4 定時(shí)鬧鐘復(fù)位第八章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)使我充分認(rèn)認(rèn)到了課程設(shè)計(jì)的理要性和必要性，本次設(shè)計(jì)使我對(duì)已學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)有了更深入的理解。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，從理論到實(shí)踐，對(duì)所學(xué)的課本知識(shí)有了更深一步的認(rèn)識(shí)，掌握的更加全面、深入。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，遇到了不少困難的問(wèn)題：對(duì)單片機(jī)匯編語(yǔ)言的理解不夠深刻，對(duì)于簡(jiǎn)短的程序可以明白，但是，到一個(gè)大的程序中，理解掌握就有一定的難度了，這樣就需要更近一步地理解其中的知識(shí)點(diǎn)。 

29、;實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)當(dāng)中有很多的程序調(diào)用，這就需要認(rèn)真處理好內(nèi)部的程序之間的使用。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程的細(xì)節(jié)讓我更加地確定做什么事情都要細(xì)心、仔細(xì)，不放過(guò)任何一個(gè)小小的點(diǎn)，只有這樣，我們才以最高的效率完成任務(wù)。同時(shí)，不要忽視了同伴的作用，當(dāng)自己在一個(gè)問(wèn)題上懸而未決，這時(shí)同伴的一句話提醒，就可以讓你豁然開(kāi)朗，柳暗花明。很多實(shí)驗(yàn)當(dāng)中遇到的問(wèn)題讓我明白：1. 在設(shè)計(jì)程序之前,務(wù)必要對(duì)所學(xué)單片機(jī)課程的內(nèi)容有一個(gè)系統(tǒng)的了解,知道單片機(jī)片內(nèi)片外的內(nèi)容及其功能。 2. 設(shè)計(jì)程序關(guān)鍵要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的軟

30、件流程圖。模塊化的設(shè)計(jì)思想在程序設(shè)計(jì)中的作用是重大的，它可以為你提供一個(gè)比較清晰的思路，并且很容易找到頭緒，不至于在編寫(xiě)一個(gè)程序時(shí)感覺(jué)到無(wú)從下手。 3. 在設(shè)計(jì)程序時(shí),不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好,"反復(fù)修改,不斷改進(jìn)"是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路。程序剛開(kāi)始編好時(shí)，一般情況下會(huì)存在很多錯(cuò)誤，要不斷地修改，不斷的改進(jìn)才能達(dá)到預(yù)期的目的，編寫(xiě)程序的時(shí)間并不是很長(zhǎng)，主要是花很多時(shí)間去修改程序。 4. 要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣,讓人一看就能明白你的思路,這樣也為資料的保存和交流提供了方便。剛開(kāi)始我在編寫(xiě)程序時(shí)，很不習(xí)慣于寫(xiě)注釋?zhuān)杏X(jué)很麻煩，而且沒(méi)用

31、，但是在修改的過(guò)程中我就遇到了較大的麻煩，以至于不得不重新的作了注釋?zhuān)栽黾映绦虻囊鬃x性，從而使修改過(guò)程變得容易一些。總之，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)不僅使我鞏固了本課程所學(xué)的基本知識(shí)，還使我具有了撰寫(xiě)科研報(bào)告的初步訓(xùn)練能力，我相信這些能力在我以后的工作或者是再學(xué)習(xí)中一定會(huì)起到不小的作用，一切的辛苦和艱難都是值得的參考文獻(xiàn)1.郭文川主編. MCS-51單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社，2012 2. 余發(fā)山主編.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) .中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社2003.123. 張毅剛. 單片機(jī)原理及接口技術(shù) .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1990

32、60;4.何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1994 5.譚浩強(qiáng).單片機(jī)課程設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，1989 6. 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1992 附錄1匯編程序;*ORG 0000HLJMP MAINORG 0003H LJMP SETTIME1 ORG 000BHLJMP TIMEORG 0013HLJMP SETTIME2ORG 0100HMAIN: MOV SP,#30HMOV R0,#05HMOV R1,#09HMOV R4,#3CHMOV R5,#14HMOV TMOD,#01H ；采用定時(shí)/計(jì)數(shù)器0，方式1MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HSETB EA ；中斷總