电子时钟规格书分析.doc

目 录 1 选题背景 1 2 方案论证 2 2.1系统硬件 2 2.2系统软件 2 3 系统硬件电路设计 2 3.1 单片机MCU 2 3.2 复位电路 3 3.3 数码管 3 3.4 键盘 4 4 系统软件设计 5 4.1 程序框架及主流程图 5 4.1.1 底层驱动 5 4.1.2 界面层 6 4.1.3 应用层 7 4.1.4 主函数 8 5 系统调试 9 5.1 需要用到的相关工具软件 9 5.2 调试结果 9 5. 2.1 菜单选择操作 9 5.2.2 时间校准操作（A1） 10 5.2.3 秒表（A2） 10 5.3 调试中遇到的问题 10 6 总结 10 附 录 11 参考文献 29 1 选题背景 1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。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，是人民日常生活不可缺少的工具。数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，对系统的基本要求： （1）基本功能：设计一个时钟电路，能显示年月日和时分秒；通过功能键完成年月日时分秒的切换与对时功能； （2）附加功能：添加秒表功能，能通过键盘进行时间和秒表功能切换。 2 方案论证 2.1系统硬件 （1）（2）4个共阳数码管（）4个按键 89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。 图3-2 复位电路 3.3 数码管 数码管显示电路如图3-3所示，段选端口接到复用端口 P1 上，在数码管显示电路中，将 J11—J18 跳线的 2、 3 短接，就可以进行段选。 数码管的公共端 COM1—COM4 是经PNP 三极管 9012 接单片机的 P0.0—P0.3 口上的，属于共阳极的接法，当 COM 端有低电平时，选中数码管的某个位。 图3-3 数码管 J11 J12 J13 J14 图3-4 跳线 3.4 键盘 本次采用的是独立式键盘，8个按键一端分别接P2[0-7]口，并通过10K的电阻上拉，另一端地。没有按键状态下，P2口为高电平，当有按键按下时，为低电平状态。如图3-5所示。 电子时钟面板中设有4个按键(S2-S5)，用于用户设定参数及执行各项操作。具体操作见用户使用说明书。 图3-5 键盘 4 系统软件设计 4.1 程序框架及主流程图 结合上述方案论证中层次化设计方法，本系统程序主要包括主程序、应用层程序、以及底层驱动程序，下面将结合程序设计设计过程作详细介绍。图4-1为系统的主流程图。 图4-1系统主流程图 4.1.1 底层驱动 按键驱动(key.c) 按键驱动主要包括按键初始化（配置引脚为输入，使能上拉）、读取按键键值、按键防抖，以及按键键值转化。其中按键消抖采用定时器方式，能大大释放CPU资源。另外添加了连击（即按键长按）功能，同样是在定利用定时器法方式实现的。键值转化将键值写入FIFO中，在应用层函数中读出键值，并做相应处理。 数码管显示模块(led.c) 为了节约硬件资源，降低系统的设计成本，采用动态扫描，软件译码的方式来实现数码管显示。在数据存储区建立一个显示缓冲区，存储单元的个数与数码管个数相等，也就是4个。每次执行显示任务时，只进行一个数码管显示，下一次调用显示子程序时，显示下一位数码管，以此类推。这样当每次退出数码管显示程序后，由于I/O口的锁存作用相应的数码管一直点亮。这就是数码管动态扫描函数ledScan_Display（），本系统中，每5ms扫描一次数码管。 用led_Disp_init（）函数对数码管缓冲区进行初始化。 另外加入小数点亮、灭的函数：dot_On（），dot_Off（）。 定时器(time.c) 本系统使用定时器0。对定时器0进行初始化，初始化应完成如下工作： 1）、设置定时器/计数器的工作模式TMOD(常用的是模式1:TMOD=0x01); 2）、装入预置数到TH0和TL0中(THx=TLx=MAX(8192/65536/256)-计数次数); 3