带闹钟的智能电子时钟单片机课程设计实验报告下载

姓名：沙沁  学号：20141378
指导老师：杨芳

一、课程设计目的：

    综合应用所学的微处理器原理，汇编语言及相关硬件知识，设计一个具有一定功能的电路。熟练掌握仿真器和编程器的使用。

二、课程设计要求：

    在面包板上搭建好硬件电路。以单片机为核心器件，组成一个电子时钟系统。系统显示用4位7段LED显示器，显示当前时间的小时和分。能够通过按键实现对当前时间的调整，系统时间到整点后能够通过蜂鸣器报时，时间为1s；能通过按键设置闹钟时间，闹钟时间到后，通过蜂鸣器报时。

三、系统组成与工作原理：

   1、电路原理图

2、工作原理

• 设计原理及思路
  

本课程设计要求以AT89C52单片机为核心器件，组成一个电子时钟系统。我们可以利用单片机自带的定时器功能来进行定时，再通过一些软件编程来构造出一个时钟，同时也可以利用软件的编程来实现所要求的其他功能。

通过四个按键开关来控制电子时钟的工作模式。KEY1、KEY2分别对应时钟的调时和调分。KEY3可以设置闹钟，进入闹钟模式后，KEY1、KEY2将转变成闹钟的调时和调分键。此外，当按下KEY4就可以进入秒表模式，进入秒表模式以后，KEY1可以控制秒表的开始于暂停，KEY2可以对秒表清零，再次按下KEY4键便退出秒表模式。程序运行时主程序一直在循环查询各按键的状态，并将当前时间与闹钟设定时间不断进行比较，如果时间相同则响铃，同时通过动态显示的方式将相应的时间显示在数码管显示器上。与此同时，整个过程中时钟的时间都是由单片机的定时器进行计时的。

单片机的P0口负责输出段码，P2.0~P2.3对应四个数码管的位选端，分别为数码管1号、2号、3号、4号（由右至左编号）；P1.0对应蜂鸣器；P2.4~P2.7对应四个按键4、3、2、1（由上至下编号）。

各个分电路：

• 蜂鸣器电路
  

当P1.0为低电平时，三极管导通，蜂鸣器开始工作

• 上电复位电路
  

在通电瞬间，电容C通过电阻R20充电，RST端出现正脉冲，用以复位。只要接通电源就完成了系统的复位初始化。

• 振荡电路
  

此处晶振为12MHz，提供单片机的时钟频率。晶振频率越高，单片机运行速度越快。

• 数码管显示电路
  

P0口连接上拉电阻（排阻），用万用表测试得数码管为共阳极。当P2.3~P2.0口输出低电平时，三极管导通，所对应的数码管显示；因为共阳极，所以P0口为低电平的端口所对应的段码显示。

• 按键电路
  

当按键没有按下时，P2.4~P2.7为高电平，若按下则变低电平。

• 所用存储单元
  

• 总流程图
  

四、总结

因为平时对于电路设计这方面的训练比较少，电路也是自己最薄弱的地方。因此，在第一天拿到器件以后完全没有方向，不知道从哪里开始设计。后来通过自己上网搜索资料，逐渐摸索出了思路，最终完成了电路的设计。

电路设计完之后，在面包板上搭建也让我犯了难。什么器件应该放在哪个位置，这么放插孔够不够用，这么放连线方不方便成了我一直头疼的问题。后来通过观察上一届学长的面包板和同学的讨论，终于搭好了板子。但是因为对于面包板不熟悉，搭小灯泡时，把它的两个引脚插在了联通的两个孔里，导致小灯泡一直不亮；插按键的时候也是，没有搞清楚按键和面包板的构造，把按键的两边引脚都插在联通的一排里，导致后面在验证的时候出现了数码管一直不亮的问题，后来经过老师的指导，解决了这个问题。

软件的编写可能是最困难的一个部分了。虽然之前有做过单片机实验，写过代码，但是，实验的代码非常简短，实现的功能很简单。这次因为要实现很多功能，一开始我想偷懒，直接写了代码。这样就导致了我的思路不成熟，运行下来有很多地方都是错误的。因此我才意识到，直接写代码是不可能的，要先画流程图理清思路。在我画完流程图以后，再会过去看我原来的代码，才知道有多么的混乱。后来经过我分模块的编写，最后把它们汇总到一起，构成了最后的代码,开始调试。

首先，我先在WAVE软件里写了一个最小系统的代码，再通过wellon软件，烧制到AT89C52单片机上，对最小系统进行测试。测试时发现小灯和蜂鸣器都没有正常的工作。因为当时刚刚开始，并不知道该如何调试，就马上叫老师了，老师发现小灯的两个引脚插在了联通的两个孔里，才导致了不亮。当我把小灯的引脚插在其他地方时，灯就亮了。至于蜂鸣器不响的问题，我用万用表测试了蜂鸣器周围的所有电路发现都是正确的，测试蜂鸣器两端的电压，发现也是有电压差的，我的代码又没有问题，一时不知道怎么办才好。后来，我又连接电源，让电路运行了一次，发现其实蜂鸣器是发出声音的，只是很微弱以至于我们都把它忽略了。然后我就想是不是因为蜂鸣器两端电压太小导致的。于是，我就把和蜂鸣器相连接的电阻拿掉了，终于蜂鸣器也响了。最小系统测试完成。

后来，老师教我们使用了仿真器，这让整个调试过程变得方便了许多。当我把整个代码都编译到仿真器里面时，板子上的数码管没有任何反应，但是换成同学的板子就可以显示，这让我觉得很不可思议。当我又写了段测试数码管的程序，让它显示的时候，数码管也是可以正确显示的。我实在想不出办法，决定单步运行，看看到底哪里出现了问题。但是我单步运行了几次，都没有发现哪里有问题，于是只能求助于老师。老师通过设断点的方法发现，我的按键完全没有实现它的功能，于是就询问我怎么安装的按键，这才找出了原因，原来我的按键的安装方向错了。在改正了之后，我的数码管就能正常的显示了。

数码管显示之后，我发现我的闹钟到了指定时间不会响，然后我仔细再看了我的代码，发现虽然写了闹铃的子程序，但是在主程序里面并没有调用，这才导致了闹钟不响。在有加了一句调用语句以后，闹钟就能正常工作了。

当我把前一天调试好的程序第二天再用仿真器进行测试时，发现蜂鸣器只要一通电就响了，完全不受程序的控制。为什么我程序一点都没改过但是再次验证又失败了呢？我又拿了同学的板子做测试，发现她跟我是一样的问题，于是我就想会不会是仿真器的问题。于是，我又拿了另一个仿真器测试了一下，发现程序是正常运行的；我又把蜂鸣器接在了第一个仿真器的P3口进行实验，发现程序也是正常运行的。因此，我认为是第一个仿真器的P1口坏了。

通过这次课程设计，我对单片机有了更加深刻的认识，体会到了单片机的强大。同时，从设计电路图到最后的验证成功，在这整个过程中遇到了很多的问题，当遇到问题时我认为最重要的还是冷静下来自己思考，仔细的检查。因为很多的问题的出现大部分程度上是因为自己的不仔细。一个地方的出错可能就导致了整个数码管的不显示，整个程序的实现不了功能。当出现了问题时，应该自己默默地看代码，仔仔细细地观察，看看到底哪里出现了问题，因为自己的代码只有自己知道具体哪里是干什么的，自己检查出来错误才会有成就感。总之，通过这次课程设计，我学习到了很多，也意识到了自己在动手方面的不足，希望在以后的学习中能改正这一缺点。

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2017-4-12 13:02 上传

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