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1、目 录第一章 设计任务与说明书11.1 设计题目11.2 设计目标11.3 设计任务1第二章 总体方案设计与方案论证22.1 总体方案22.2 方案论证3第三章 总体软件设计及数据总流程图43.1 总体软件设计43.2 总流程图4第四章 系统资源分配及数据定义说明64.1 系统资源分配64.2 数据定义说明6第五章 局部程序设计说明75.1 总初始化75.2 主流程105.3 拆字程序115.4 显示更新程序135.5 整点报时设定子程序145.6 闹钟模式及调用DDD响铃方式子程序165.7 键盘扫描子程序195.8 按键滚存消抖子程序205.9按键音子程序215.10 时钟调校设定子程序2
2、15.11 闪烁子程序225.12 确定，取消，退格键设定子程序235.13 闹钟设定子程序245.14 30S无操作退出子程序255.15 LD0表示闹铃开关子程序25第六章 系统功能与用户操作使用说明266.1 系统功能266.2 用户操作使用说明26第七章 课程设计总结27附录：源程序清单29 第一章 设计目标与任务1.1 设计题目带解题功能的数值闹钟控制程序的设计1.2 设计目的通过小型微机应用产品的设计带解题功能的数字闹钟控制程序设计与调试过程，将微机原理及接口技术课程所学的基本知识应用与实际实践中，进而达到理解、巩固和提高，使之升华。学习掌握工程实际实践的分析与解决实际问题的方法与
3、手段，提高设计、编程与调试的实际动手能力，为以后在工程技术的工作进行了一次基本训练。1.3 设计任务数字闹钟的闹铃功能在数字手表、以及手机、电脑、数码产品中均有类似的应用，有提供多组闹铃设定，也有提供“贪睡”功能（定间隔重复闹铃），但依然因为可以轻易关掉闹钟而容易迟到误事，近来社会上流行带算术解题功能的闹钟软件应用于手机，MP3，电脑，MP4及平板电脑中，闹铃响起后随机生成算术题，须答对才停止响铃，可如此重复十次，促进提神并醒来。本设计以单片机为核心，实现数字钟常规功能，增设算术解题关闹功能，对产品的单片机控制程序进行初步的设计，具有走时、校时、常规闹铃、算术解题闹铃等功能。编写程序并在单片机
4、实验板上模拟调试实现。使一般具有一定但单片机基础的人都能看懂该程序，并知道在单片机实验板上如何操作。1.4 解题闹钟基本功能的介绍1、 开机时单片机实验板会对有关接口部件，数码管显示器，LED指示灯，蜂鸣器等进行适当的自检。2、 可以通过八位LED七段数码管显示器显示时钟设定，闹钟设定，报时及闹铃模式设定的界面信息，当进入设定时数码管显示器可以按下键盘按键的信息“09”,“确定”，“取消”，“退格”。3、 通过蜂鸣器来判断按下44键盘按键时的回馈键音来感受良好的操作手感。时钟是以24小时制运行的，并且可以选定整点报的三种方式：关断报时，短促式报时及六声式报时，闹铃也可以选定三种方式：关闭，常规
5、，解题。4、 可以通过LED0指示灯的亮灭来确定闹铃是否开启，亮则开启闹铃，反之则反。当进入闹铃模式时，常规闹铃30S或按下取消键关闭，若为解题闹铃要5min或正确解题后关闭。5、 若修改时数码管显示对应位闪烁，若进入设定时而没有按下“确定”,“取消”，“退格”键时30S后会自动恢复基本显示时钟状态。还可以按下闹钟设定键再次观察前一次闹铃设定的时间。第二章 总体方案设计与方案论证2.1 总体方案 首先要对具有解题功能的数字闹钟控制的功能有一定的了解，然后才一一设计实现其功能的相应模块，最后将所有的模块组合在一起就可以实现其功能了。根据解题闹钟的主工作流程可以先对其进行总初始化，进入主流程，最后
6、进入相应模块的子程序【拆字子程序，显示更新子程序，整点报时子程序，闹钟模式响铃方式子程序（解题闹钟子程序，常规闹钟响铃子程序），键盘扫描子程序，键盘消抖子程序，按键音子程序，时钟设定子程序，时钟设定位闪烁子程序，确定键，取消键，退格键设定子程序，闹铃设定子程序，整点报时音闹铃模式设定子程序，30S无操作退出子程序，LED指示灯判断闹铃是否开启子程序，中断子程序设定】。如果我们将所有的模块一起设计，难度会大大加大，因此在老师的引导下，分成若干模块，在一个一个模块的实现其功能。当然在设计前应当熟悉课程设计实验板的电路图，并了解每块芯片的功能是什么，键盘的形式等等。经过设计思考，总结出一套设计方法。
7、1、 总初始化的作用是对后面所用的存储单元初始化，数码显示器，LED指示灯，蜂鸣器等的检测。2、 主流程是起到调用的作用，并且软件程序一般运行于主流程中。3、 拆字与更新是对时钟运行，调校，闹铃等起作用。4、 键盘扫描用于时钟调校设定，闹钟设定，模式设定等。在键盘设计时有两种方法，一种是扫描，一种是反转法。（1） 、扫描法第1步：识别键盘有无键按下；驱动所有列线为0，输入各行线电平如果有0，就说明有键按下，如果行线电平全1，则全部无键按下。第2步：如有键被按下，识别具体的按键。依序驱动某一列为0 ，其余列均为1 ，输入各行线电平，如果某行线电平为0 ，可确定此行列交叉点处的按键被按下；如果行线
8、电平全为1 则本列无按键按下。（2） 、反转法第1步：列线输出为全0 ，随后输入行线电平如有0，则0所在的行就是闭合的按键所在行；无0则无键闭合。第2步：行线输出为全0 ，随后输入列线电平如有0，则0所在的列就是闭合的按键所在列；无0则无键闭合。结合上述两步，可确定按键所在行和列。5、 闹钟解题模式的设定，随机数的产生,有四种方案：（1） 、读TLE中的00到255，所取的随机数数码较少，当闹铃到正点时是00，可以根据主流程的随机性，无硬件参与的都有随机性来设计闹钟解题程序。（2） 、T0初始化为100个156二进制，读取TL0的值，用256-TL0值获得BCD码，一是0到9是均匀的，二是都依
9、托于机器周期TM，在片外构建BCD码。读取一个数，存入不等同一间隔的寻址中。（3） 、构建伪随机数表格，按一定的顺序取用，要求随机数必须错杂。先读取一个数地址加上一个数（如：57），读后面的数据来实现解题闹钟的设计。（4） 、设一个存储单元来产生随机数，屏蔽该随机数的高低四位分别存放在另一个单元中，判断所存储的两个数的大小，在进行BCD码相减。2.2 方案论证首先对矩阵式键盘按键的识别方法的论证，我们为了能更好的利用矩阵式键盘的优势，于是采用线反转法来将键盘行线、列线端口各自进行相应的输入与输出方式间切换。其次要对闹钟解题设定处进行论证，由于前两种方法产生的随机数有限，不能很好的产生更多的随机
10、数，况且第一种方案中硬件产生的随机数可能会受硬件的影响。第三种方案是利用查表法来选择随机数，这种占用很大的存储单元空间，第四种方案是最简单的，可以产生无数的随机数，因此选第四种方案。最后我们设计的解题闹钟控制程序设计是利用了很大标志位，将程序代码写得很少。并且在模式设定时，将两种模式设定在一个程序中，减少了占用存储单元空间。第三章 总体软件设计说明及总流程3.1 总体软件设计说明带有解题功能的数字闹钟控制程序设计主要有以下几个功能：1、 开机时进行自检，并且可以通过八位数码显示器显示时钟显示和其它界面。2、 44键盘可以进行一些调试，0到9的数字键盘，时钟调校设定，闹钟设定，报时设定，确定，取
11、消，退格等功能。可以通过键盘音来感受操作手感。基本模式是以24小时制动态显示时分秒的。3、 时钟整点报时和闹钟响铃都有三种模式。可以用LED0指示灯来判断闹钟是否开启，当LED0亮时则开启闹钟，反之则反。4、 进入操作界面，若没有按下键，30S后自动恢复到原来的基本的显示时钟状态。因此，在设计时，应该对每一个模块的功能熟悉，理清思路，在相应的进程码下进行编程。3.2 总流程图总流程图如下所示： 按键音子程序 开 始 时 钟 设 定 总初始化 闪 烁 子 程 序主 流 程确定，取消，退格键设定 拆 字 子 程 序 闹 钟 设 定 子 程 序 显示更新子程序整点报时音及闹钟模式设定 整点报时子程序 LD0表示闹铃开关子程序 闹钟模式响铃子程序 中 断
