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1、.中国矿业大学徐海学院单片机课程设计姓 名： 黄程龙 学 号： 22110852 专 业： 信息工程 题 目： 数字钟 专 题： 单片机系统设计 指导教师： 有老师，翟老师 设计地点： 嘉园309 时 间： 2014/4/2 2014 年 4月单片机课程设计任务书专业年级 信息11-3班 学号 22110852学生姓名 黄程龙 任务下达日期：2014 年 3 月17 日 设计日期： 2014年3月17日 至 2014 年4 月3日设计题目： 数字钟校时电路设计专题题目：单片机系统设计设计主要内容： 制作数字钟校时电路设计要求：1、 基本要求制作单片机数字钟，利用红外控制，可根据自己的需要任意定
2、时。先按定时按键把当前时间锁存起来，该时刻即为定时时间，定时到会自动播放音乐。把当前时间锁存好之后要退出定时。2、创新部分 插入音乐，定时到了会自动播放。 指导教师签字：摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用越来越普及了，并且由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，使单片机在电子和一些自动化行业中应用也越来越广泛了，利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，并便于功能的扩展，很精确。数字钟的组成模块主要由一个AT89C51单片机模块、用于显示时间的数码管显示模块等其他组成部分。红外线遥控是目前使用很广泛的一种通信和遥控技术。由于红外线遥
3、控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。关 键 词：单片机 、红外控制、KEIL软件 、 C语言编程 目 录1 绪论11.1 系统概述11.1.1 设计性质、目的、任务11.2 系统设计方案11.2.1 系统设计原理框图12程序设计12.1定时程序设计12.2实时时钟实现的基本方法22.3实时时钟程序设计步骤23红外遥控2 3.1红外接收与发射23.2红外解码34程序执行方案44.1子
4、函数顺序结构方案44.2中断加顺序方案45设计工作及设计报告评分表 46系统调试 56.1 硬件部分56.2 软件部分57自我总结 58结论与展望58.1结论5 8.2单片机的发展趋势58.2.1.采用先进结构以实现高性能58.2.2.进一步降低功耗、58.2.3.采用Flash Memory68.2.4.集成更多功能及兼容性68.2.5.强抗干扰能力68.2.6.朝系列化、全面化方向发展69参考文献6附录一单片机板电路原理图8附录二单片机数字钟9附录三程序101 绪论1.1系统概述1.1.1设计性质、目的、任务单片机系统设计是在学习模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及应用等相关理论课程之
5、后，所设置的重要的综合性实践教学环节，课程的任务是通过选题的设计、安装和调试，巩固已学的理论知识，综合应用所学知识，进行电子系统的设计，从而培养工程实践能力、创新能力，培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过查阅资料、选定方案、设计电路、安装调试、写报告等过程，得到一次科学研究工作的启蒙训练，也为以后利用单片机开发电子产品奠定坚实的基础。1.2 系统设计方案1.2.1 系统设计原理框图开始初始化： 定时器0 定时器1 中断0走时模块按键扫描模块按键中断显示模块计数模块报时模块2程序设计2.1定时程序设计单片机的定时功能也是通过计数器的计数来实现的，此时的计数脉冲来自单片机的内部，即每个机器周期产
6、生一个计数脉冲，也就是每经过1个机器周期的时间，计数器加1。如果MCS-51采用的12MHz晶体，则计数频率为1MHz，即每过1us的时间计数器加1。这样可以根据计数值计算出定时时间，也可以根据定时时间的要求计算出计数器的初值。MCS-51单片机的定时器/计数器具有4种工作方式，其控制字均在相应的特殊功能寄存器中，通过对特殊功能寄存器的编程，可以方便的选择定时器/计数器两种工作模式和4种工作方式。定时器/计数器工作在方式0时，为13位的计数器，由TLX(X=0、1)的低5位和THX的高8位所构成。TLX低5位溢出则向THX进位，THX计数溢出则置位TCON中的溢出标志位TFX.当定时器/计数器
7、工作于方式1，为16位的计数器。本设计师单片机多功能定时器，所以MCS-51内部的定时器/计数器被选定为定时器工作模式，计数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期产生一个脉冲使计数器增1。2.2实时时钟实现的基本方法时钟的最小计时单位是秒，但使用定时器的方式1，最大的定时时间也只能达到131ms。我们可把定时器的定时时间定为50ms。这样，计数溢出20次即可得到时钟的最小计时单位：秒。而计数20次可以用软件实现。秒计时是采用中断方式进行溢出次数的累积，计满20次，即得到秒计时。从秒到分，从分到时是通过软件累加并进行比较的方法来实现的。要求每满1秒，则“秒”单元中的内容加1；“秒”单元满60，则“
8、分”单元中的内容加1；“分”单元满60，则“时”单元中的内容加1；“时”单元满24，则将时、分、秒的内容全部清零。2.3实时时钟程序设计步骤（1）选择工作方式，计算初值；（2）采用中断方式进行溢出次数累计；（3）从秒分时的计时是通过累加和数值比较实现的；（4）时钟显示缓冲区：时钟时间在方位数码管上进行显示，为此在内部RAM中要设置显示缓冲区，共6个地址单元。显示缓冲区从左到右依次存放时、分、秒数值；（5）主程序：主要进行定时器/计数器的初始化编程，然后反复调用显示子程序的方法等待中断的到来。（6）中断服务程序：进行计时操作（7）加1子程序：用于完成对时、分、秒的加操作，中断服务程序在秒、分、时
9、加1时共有三种条调用加1子程序，包括三项内容：合字、加1并进行十进制调整、分字。3红外遥控3.1红外接收与发射通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。图1a红外发射原理图图1b 红外接受原理图3.2红外解码红外遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种
10、遥控码具有以下特征：采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”，其波形如图2所示。4程序执行方案4.1子函数顺序结构方案将各个模块放入main（）函数顺序执行优点：结构简单，代码量少，层次清晰。缺点：实时性差，用户体验较差，4.2中断加顺序方案关键模块采用中断结构，如显示模块，以保证其实时性，对于实时性要求不高的模块采用循环结构嵌套顺序结构。优点：实时性好，运行稳定，抗干扰性能好缺点：结构复杂5设计工作及设计报告评分表项 目内 容测试结果走时准 确 性程序走时准确，误差小于1s/分钟正 确 性秒、分、时进位正确。优良程度走时完全符合设计要求。闹铃完成程度能够闹铃，能够设置闹铃时间和整点报时。正 确 性能够准时闹铃和整点报时电路图及设计文件完 整 性所要求功能完全实现。规范程度电路符合设计规范，软件符合软件设计要求。抗干扰设计显示抗干扰显示正常，未发现受按键干扰和其他干扰。按键抗干扰按键及时、有效、正确响应。系统抗干扰系统稳定运行4小时未见异常。6系统调试系统调试包括硬件调试和软件调试两部分，介绍一下我在这两方面遇到一些问题，以及如何解决的。6.1 硬件部分硬件焊接为单片机板，因为是以前焊好的，所以不存在问题。6.2 软件
