电子计时器综合系统设计.docVIP

吉林建筑工程学院 电气与电子信息工程学院 《单片机原理与应用》课程设计报告 设计题目：电子计时器综合系统设计 专业班级：电子信息科学与技术092班 学生姓名： 王岩 学 号： 指导教师： 吴贺君 高晓红 设计时间： 2012.8.27－2012.9.7 第1章 设计概要 1.1背景意义 现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少 的工具。 1.2设计要求 （1）独立设计原理图及相应的硬件电路。 （2）针对选择的设计题目，设计系统软件。软件要做到：操作方便，实用性强，稳定可靠。 （3）设计说明书格式规范，层次合理，重点突出。并附上设计原理图相应的源程序。 1.3 课程设计内容 本次课程设计的题目为电子计时器综合系统设计，该设计要具有如下内容： （1）有8位数码管显示，能按照时分秒进制显示时间。 （2）能正确手动复位。 （3 )有上电指示灯。 第2章 总体方案设计 2.1 总体设计方案 本设计为电子计时器综合系统设计，采用控制芯片对数码管进行显示处理，利用键盘作为控制输入信号，通过不同的按键达到不同的显示效果。本次设计要求显示器能够显示时间、能够进行秒表计数显示并且可以自行更改时间。要完成这几种功能，需要对控制芯片、显示器进行选择，对按键进行设计。系统总体设计框图如下图2-1所示。 图2-1 总体框图 2.2 控制芯片的选择 采用AT89C52单片机作为系统的控制器，采用模块化的设计方案。利用扫描方式确定按键的值，以此作为单片机输入信号对显示器的模式进行控制。单片机使用简单，软件编程灵活，成本较低。对于本系统的设计要求，使用AT89C52足以满足它的控制功能。 2.3 键盘的设计 在中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成形式，。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平（图1）。一般采用的办法是在RST端和正Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。 数码管是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极共阴和共阳极数码管它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同 图3-2 显示电路连接图 3.3 矩阵键盘设计电路 本设计采用的是4*4矩阵键盘，占用单片机的一组并行I/O口。其扫描原理为：并行I/O口的高低四位分别对应矩阵键盘的行线和列线，图中的导线交叉处并未连接，而当交叉处的按键按下时该键对应的行线和列线导通，使MCU并行口的高低四位中对应的I/O口也连通。 扫描的时候就先将行线的四位I/O口由全部高电平依次置低，然后检测列线的四位I/O口哪个由初始状态的高电平转为低电平就可以判断出是哪位哪列的按键按下。这个过程中再经过软件或硬件去抖等操作就完成了一次扫描。单片机在执行其他工作之余反复扫描与键盘接口的并行口就可以识别按键的效果 。 3.4仿真 模式键是转换显示时间、秒表计时、修改时间的键，开始 暂停 清零 都只对秒表计时模式有效，开始仿真时显示的是时间，按一下模式键是开始计时模式，点开始键开始计时，可以暂停清零；再按一下模式键进入修改时间模式，按一下12号键，就可以从逐位修改时间。图见附录一。 第4章 软件设计 在主程序的开始定义了一组固定单元用来存储计数的分、秒、时的存储单元。在主程序中，对不同的按键进行扫描，实现秒表，时间调整。系统总体流程图如图4-1和4-2所示。 图4-1 总体流程图 第5章 总结 课程设计是我们走出书本到动手实践的一个桥梁，通过课程设计我们才能真正的把理论与实践相结合，也是对我们本学期学习的一个检验。通过本次课程设计是我不仅学习到了与本专业相关的知识，也是我明