多闹点数字钟的设计毕业设计(编辑修改稿)

多闹点数字钟的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

低电平时进行写操作。 当 RS 和 R/W 共同为低电平时不仅可以写入指令还可以显示地址，当 RS 为低电平、 R/W 是高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平和 R/W 为低电平时就能写入数据。 第 6 脚： E 端是使能端，当 E 端由高电平变为低电平时，液晶模块执行相应的命令。 第 7～ 14 脚： D0～ D7 为 8 位双向数据线 [10]。 综合以上设计得图 所示的多闹点数字钟设计电路。 3 程序设计 程序设计概述 这里用汇编 的单片机程序构成了本 设计 的软件系统。 该程序实现时间及定时 (时间以 0 点 0 分 0秒为基准计算，闹铃定时以 0 时 0 分为基准计算）的显示，有外中断 0 和五个开关实现校时，闹钟功能。 其中程序的晶振频率为 12MHz，最小计时单位为 1/20 秒。 主芯片 输出数据到 LCD 数据总线， 输出 LCD 控制信号， 输出声音信号， 输入外部控制信号，整个软件系统也是根据这个关系连接成一个完整的系统。 本设计中主程序主要实现显示的初始化和调用各子程序工作的功能，读取时间的子程序主要实现初 始化，时间信息的采集和显示段码的码的存取。 分别对各个器件的功能进行编程设计，根据主程序流程图（如下）进行全面的分析。 设计中计时主要以定时器 T0 中断完成，定点闹铃使用峰鸣器来完成。 当端口有开关按下时，转入相应的功能程序。 其主程序执行流程如图 所示。 多闹点的实现 闹点 功能的实现涉及到两个方面：闹铃时间设定和是否闹铃判别与相应处理。 闹铃时间设定模块的设计可参照时间设定模块，这里着重阐述闹铃判别与处理模块的设计问题。 闹铃判别与闹铃处理的关键在于判别何时要进行闹铃。 当时十位、时个位、分十位、分个位中任一位发生改 变（进位）时，就必须进行闹铃判别 [11]。 程序如附录所示。 陕西理工学院毕业设计 第 6 页 共 26 页 图 多闹点数字钟设计 图 主程序执行流程 4 多闹点数字钟的 Protues 软件仿真 Protues 软件的概述 Protues 软件是英国 Labcenter electronics 公司出版 EDA 工具软件。 它不仅 仅 具有 其他的 EDA 工具软件的仿真功能， 还可以 仿真单片机 和它的 外围器件。 它是 当下 最好的仿真单片机 和其 外围器件的 软件 工具。 虽然 现在 国内推广刚 刚开始 ， 还不是很成熟， 但已 经 受到单片机爱好者 和 从事单片机 开 始 初始化 显示 按键 闹钟时间 蜂鸣器 调时 保存闹钟钟 设置闹钟时间 陕西理工学院毕业设计 第 7 页 共 26 页 工作 教学的教师 及 致力于单片机开发应用的 广大 科技工作者的青睐。 Proteus 是世界上 闻名 的 EDA仿真软件工具，从原理图布图 和 代码 的 调试到单片机与 其 外围电路协同仿真，一键 转换 到 PCB 设计，从 真正 意义上达到 了从概念到产品的完整设计。 是 现在 世界上唯一 能 将电路仿真软件 和 PCB 设计软件 及 虚 拟模 型 仿 真软 件 三 个 合一 体 的 设 计平 台 ， 他的 处理 器 模 型支 持 805 HC11 、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 8086 和 MSP430 等， 20xx 年即将增加 Cortex 和 DSP 等一 系列处理器，并 陆续 增 添 其他 型号 处理器模型。 在 软件 编译方面，它也支持 IAR 和 MPLAB 等 好多种类 编译 [12]。 Protues 软件的特点 Protues 仿真软件有其它 EDA 工具软件（例： multisim）的功能。 具有的功能主要是： 1）原理的布图 2） PCB 自动及人工布线 3） SPICE 电路仿真 创新性的特点： 1）具有互动电路仿真。 用户可以便利的采用诸如 RAM， ROM，键盘，马达， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件。 2）仿真处理器和它的外围电路。 能仿真 51 系列、 AVR、 PIC、 ARM 等常用的主流单 片机。 也能直接在基于原理图设计的虚拟原型上进行编程，再配合上显示模块及输出模块，可以清楚地看到仿真运行后输入输出的各种效果。 配合系统中配置的虚拟逻辑分析仪和示波器等外围电路， Protues建立了相当完善的电子电路设计开发环境。 Protues 软件具有四大功能模块 1）智能原理图设计（ ISIS） 丰富的器件库：超过 27000 种元器件，可方便地创建新元件。 智能的器件搜索：通过模糊的搜索可以很快的定位电路所需的元器件。 智能化的自动连线功能：自动连线功能让连接导线更加简单快捷，大大的缩短了绘图时间。 配备总线结 构：用总线器件和总线布线可以让电路设计更加简明清晰。 能输出高质量的图纸：通过个性化的设置，能生成印刷高质量 BMP 图纸，可以便利的让 WORD、POWERPOINT 等多种文档软件使用。 2）完善的电路仿真功能（ Prospice） Prospice 仿真：基于工业的标准 SPICE3F5，实现数字和模拟电路混合仿真；超过 27000 多个仿真元器件：能通过内部的原型或者使用厂家的 SPICE 文件自己设计仿真的元器件， Labcenter 也在陆续地发布新的仿真元器件，并且导入第三方发布的仿真元器件。 多种的激励源：包括直流和 正弦和脉冲和分段线性脉冲及音频（使用 wav 文件）和指数信号和单频 FM 和数字时钟，并且还支持文件形式信号输入。 多种多样的虚拟仪器： 13 种虚拟的仪器，面板的操作形象逼真，如示波器和逻辑分析仪和信号发生器和直流电压 /电流表和交流电压 /电流表和数字图案发生器和频率计 /计数器和逻辑探头和虚拟终端和 SPI 调试器及 I2C 调试器等。 栩栩如生的仿真显示：色点用来显示各个引脚的数字电平，用来连接的导线用不同的颜色表示对地电压的大小，结合每个动态器件）的使用可以使仿真更加的直观和形象。 高级的图形仿真功能：基准于图标的分析 能精确的分析电路的各种指标，具体有工作点和瞬态特性和频率特性和传输特性和噪声和失真及傅立叶频谱分析等，还能进行一致性的分析。 （ 3）不同的单片机互相协同仿真功能（ VSM） 支持主流的 CPU 类型：如 ARM 8051/5 AVR、 PIC10/1 PIC1 PIC1 PIC2 dsPIC3HC1 BasicStamp、 808 MSP430 等， CPU 类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持 CORTEX、DSP 处理器。 支持通用外设模型：如字符 LCD 模块和图形 LCD 模块和 LED 点阵和 LED 七段显示 模块和键盘 /按键和直流 /步进 /伺服电机和 RS232 虚拟终端及电子温度计等，其种 COMPIM 还能让仿真电路通陕西理工学院毕业设计 第 8 页 共 26 页 过 PC 机串口、外部电路来实现双向异步的串行通信。 实时的仿真：支持 UART、 USART、 EUSARTs 仿真和中断仿真和 SPI/I2C 仿真和 MSSP 仿真和PSP 仿真和 RTC 仿真和 ADC 仿真及 CCP/ECCP 仿真。 编译及调试：支持单片机汇编语言编辑 /编译 /源码级的仿真，内置 8051 和 AVR 和 PIC 的汇编的编译器，还能与第三方集成编译软件（如 IAR 和 Keil 及 Hitech）相结合，实现高级语言之间的源码级仿 真及调试。 （ 4）切合实际的 PCB 设计平台 原理图到 PCB 的快速结合：原理图完成设计后，一键就能直接得进入 ARES 的 PCB 设计模块，实现概念到产品的一体设计。 领先的自动布局 /布线功能：支持器件的自动 /人工布局；支持无网格人工布线和自动布线；支持引脚交换 /门交换功能让 PCB 设计的更加合理。 齐全的 PCB 设计功能：最多能设计高达 16 个铜箔层，还有 2 个丝印层，还有 4 个机械层（含板边），多种多样的布线方法可以让用户设置，自动规则设计检查，还有 3D 可视化预览功能。 多种多样的输出格式的支持：可以输出不同的格式文 件，包括 Gerber 文件的导入或导出，便利与其它 PCB 设计工具的互转（如 protel）和 PCB 板的设计和加工 [13]。 多闹点数字钟的 Protues 仿真 Protuse 软件仿真 支持当前的主流单片机，像 51 系列 V48 系列和 PIC12 系列和 PIC16 系列和 PIC18 系列和 Z80系列和 HC11 系列和 68000 系列等。 （ 1）提供了软件调试的功能。 （ 2）提供了丰富的外围接口器件和其仿真 . 键盘，马达， LED， LCD， AD/DA，部分器件，部分的 IIC 器件。 这就很接近实际。 在教导学生时，可以选择多 种方案，这样更加利于教导学生。 （ 3）提供多种虚拟仪器，利用虚拟的仪器在仿真的过程中能测量外围电路的相应特性，培养学生实际硬件的调试能力。 （ 4）具有完善的原理图绘制功。 电路功能仿真 首先打开 proteus 软件中的 ISIS Professional ，然后进入 ISIS Professional 的编辑界面，然后对此软件的界面进行简单的介绍下。 点击工具栏的“保存”按钮，在 G 盘毕业设计文件夹中创建一个名字为 proteus 仿真的子文件夹，将文件命名为“ lcd”，点击保存，路径为 G: \毕业设计 \proteus 仿真 \lcd。 接下来，就按照要求，在原理图编辑窗口，添加需要的元件。 双击“库管理按钮 DEVICES”，出现新的界面“ pick devices”，选择左边的“ category”中“ Microprocessor ICs”，进入库中，再找到“ STC89C52”，最后点击右下角的“ ok”按钮，返回到原理图编辑窗口，点击左键，将该 MCU“ STC89C52”放置到原理图上。 按照上面的步骤，再添加 4 个“ BUTTON”按键，并分别右键，修改名称为“设置 K1”，“调时 K2”，“保存 K3”，“闹钟 K4”；再添加“ LM016L” 1602 液晶仿真元件。 Proteus 中的 1602液晶确实是 LM016L，有 14 个管脚。 而实物 1602 有 16 个管脚是因为多了 2 个用于调节液晶背光亮度的接口（ A， K），前 14 个管脚和 LM016L 的功能定义是一样的，即兼容 LM016L。 这个不影响仿真效果，反正调背光是手动的，不用编程控制。 由于 proteus 软件适用于仿真数字逻辑的，复位也没有必要，因此，在原理图中，不需要画出复位电路及晶振模块。 最后添加上相应的“接地 VDD”，大致上的元件添加完毕 [14]。 接下来，该为这些元器件接线了。 按照设计要求， 1602 液晶的 — 端口对应单片机的— 端口， LCD 的 VSS、 VDD、 VEE、不需要连接。 “设置 K1 键”按钮对应单片机的 端口，“调时 K2 键”按钮对应单片机的 端口，“保存 K3 键”对应单片机的 端口 ,“闹钟K4 键”按钮对应单片机的 端口。 最后将 4 个按钮的公共端接地。 这样，原理图已经完成，点陕西理工学院毕业设计 第 9 页 共 26 页 击保存。 原理图如图 所示。 图 多闹点数字钟仿真原理图 在 PROTEUS 绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件： *.HEX，出现程序所实现的结果。 如图 所示。 图 多闹点数字钟加载程序 调整设置键 K1 可以进入到修改时分秒、年月日界面，加 1 键 K2， K4 为进入调整闹钟模式，K3 为保存键，通过这四个键可以设置时间和两个不同的闹铃。 PROTEUS 是单片机课堂教学的先进助手。 PROTEUS 不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。 前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。 它的元器件连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。 这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连 接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。 课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。 由于 PROTUES 提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。 随着科技的发展“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。 它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。 可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。 相信在单片机陕西理工学院毕业设计 第 10 页 共 26 页 开发应用中 PROTUES 也能茯得愈来愈广泛的应用 [15]。 5 系统的调试和安装 本多闹点数字钟 的电路系统较大，对于焊接方面更是不可轻视，庞大的电路系统中只要出于一处的错误，则会对检测造成很大的不便，而且电路的交线较多，对于各种锋利的引脚要注意处理，否则会刺破带有封皮的导线，使电路造成短路现象。 另外，买来的元器件要先进行检测，如果有坏的器件要进行更换，还有。