电脑钟毕业答辩演示文稿PPT课件.ppt
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1、题目:电脑钟的设计与制作姓名:学号:1设计任务分为以下几个部分设计任务分为以下几个部分一、设计要求一、设计要求二、总体方案二、总体方案三、硬件设计三、硬件设计四、软件设计四、软件设计五、系统调试与脱机运行五、系统调试与脱机运行六、结束语六、结束语2一一 设计要求设计要求设计并制作出具有如下功能的电脑时钟:设计并制作出具有如下功能的电脑时钟:设计并制作出具有如下功能的电脑时钟:设计并制作出具有如下功能的电脑时钟:一、具备校准功能,可以直接由一、具备校准功能,可以直接由0 09 9数字键设置当前时间。数字键设置当前时间。二、具备定时启闹功能。二、具备定时启闹功能。三、自动计时,由三、自动计时,由6
2、 6位位LEDLED显示器显示时、分、秒。显示器显示时、分、秒。四、一天时差不超过四、一天时差不超过1S1S。3 二二 总体方案总体方案 一、一、一、一、计时计时计时计时方案方案方案方案方案一:采用方案一:采用方案一:采用方案一:采用实时时钟实时时钟实时时钟实时时钟芯片芯片芯片芯片实实实实时时时时时时时时钟钟钟钟芯芯芯芯片片片片具具具具备备备备年年年年、月月月月、日日日日、时时时时、分分分分、秒秒秒秒计计计计时时时时功功功功能能能能和和和和多多多多点点点点定定定定时时时时功功功功能,计时数据的更新每秒自动进行一次,不需程序干预。能,计时数据的更新每秒自动进行一次,不需程序干预。能,计时数据的更
3、新每秒自动进行一次,不需程序干预。能,计时数据的更新每秒自动进行一次,不需程序干预。方案二:方案二:方案二:方案二:软软软软件控制件控制件控制件控制利利利利用用用用MCS-51MCS-51内内内内部部部部的的的的定定定定时时时时/计计计计数数数数器器器器进进进进行行行行中中中中断断断断定定定定时时时时,配配配配合合合合软软软软件件件件延延延延时时时时实实实实现现现现时、分、秒的计时。时、分、秒的计时。时、分、秒的计时。时、分、秒的计时。4 二、二、二、二、键盘键盘键盘键盘/显显显显示方案示方案示方案示方案 对于实时时钟而言,显示是另一个重要的环节。对于实时时钟而言,显示是另一个重要的环节。对于
4、实时时钟而言,显示是另一个重要的环节。对于实时时钟而言,显示是另一个重要的环节。方案一:串口扩展,方案一:串口扩展,方案一:串口扩展,方案一:串口扩展,LEDLED静态显示静态显示静态显示静态显示 ,下面是静态显示框图。该,下面是静态显示框图。该,下面是静态显示框图。该,下面是静态显示框图。该方案占用口资源少,利用串口扩展并口,实现静态显示,显示亮度有方案占用口资源少,利用串口扩展并口,实现静态显示,显示亮度有方案占用口资源少,利用串口扩展并口,实现静态显示,显示亮度有方案占用口资源少,利用串口扩展并口,实现静态显示,显示亮度有保证,但硬件开销大,电路复杂,信息刷新速度慢,比较适用于并行保证,
5、但硬件开销大,电路复杂,信息刷新速度慢,比较适用于并行保证,但硬件开销大,电路复杂,信息刷新速度慢,比较适用于并行保证,但硬件开销大,电路复杂,信息刷新速度慢,比较适用于并行口资源较少的场合。口资源较少的场合。口资源较少的场合。口资源较少的场合。串行口8031P1口LED1LED2移位寄存器移位寄存器44键盘5 方案二:直接接口,方案二:直接接口,方案二:直接接口,方案二:直接接口,LEDLED动态显示,下面是动态显示框图。动态显示,下面是动态显示框图。动态显示,下面是动态显示框图。动态显示,下面是动态显示框图。直接使用单片机的并行口作显示接口,无需外扩接口芯片,但占直接使用单片机的并行口作显
6、示接口,无需外扩接口芯片,但占直接使用单片机的并行口作显示接口,无需外扩接口芯片,但占直接使用单片机的并行口作显示接口,无需外扩接口芯片,但占用口资源较多,且动态扫描显示方式需占用用口资源较多,且动态扫描显示方式需占用用口资源较多,且动态扫描显示方式需占用用口资源较多,且动态扫描显示方式需占用CPUCPU较多的时间,在单片较多的时间,在单片较多的时间,在单片较多的时间,在单片机没有太多外围接口及实时测控任务的情况下可以采用。本系统选择机没有太多外围接口及实时测控任务的情况下可以采用。本系统选择机没有太多外围接口及实时测控任务的情况下可以采用。本系统选择机没有太多外围接口及实时测控任务的情况下可
7、以采用。本系统选择动态显示方式。动态显示方式。动态显示方式。动态显示方式。8031LED显示44键盘6三三 硬件设计硬件设计一、电路原理图一、电路原理图一、电路原理图一、电路原理图 电脑钟硬件原理图见图。电脑时钟电路的核心是电脑钟硬件原理图见图。电脑时钟电路的核心是电脑钟硬件原理图见图。电脑时钟电路的核心是电脑钟硬件原理图见图。电脑时钟电路的核心是AT89S51AT89S51AT89S51AT89S51单片机,单片机,单片机,单片机,其内部带有其内部带有其内部带有其内部带有4KB4KB4KB4KB的的的的FLASH ROM,FLASH ROM,FLASH ROM,FLASH ROM,无需外扩程
8、序存储器;电脑时钟没有大量无需外扩程序存储器;电脑时钟没有大量无需外扩程序存储器;电脑时钟没有大量无需外扩程序存储器;电脑时钟没有大量的运算和暂存数据,现有的的运算和暂存数据,现有的的运算和暂存数据,现有的的运算和暂存数据,现有的128B128B128B128B片内片内片内片内RAMRAMRAMRAM已满足要求,也不必外扩片外已满足要求,也不必外扩片外已满足要求,也不必外扩片外已满足要求,也不必外扩片外RAMRAMRAMRAM,系统配备,系统配备,系统配备,系统配备6 6 6 6位位位位LEDLEDLEDLED显示和显示和显示和显示和4X34X34X34X3键盘,采用单片机的并行口作为键盘键盘
9、,采用单片机的并行口作为键盘键盘,采用单片机的并行口作为键盘键盘,采用单片机的并行口作为键盘/显示器接口电路。利用显示器接口电路。利用显示器接口电路。利用显示器接口电路。利用P0P0P0P0口作为口作为口作为口作为6 6 6 6位位位位LEDLEDLEDLED显示的位选口,其中,显示的位选口,其中,显示的位选口,其中,显示的位选口,其中,P0.0P0.0P0.0P0.0P0.5P0.5P0.5P0.5分别对应分别对应分别对应分别对应LED0LED0LED0LED0LED5LED5LED5LED5,P1P1P1P1口则作为断选口,口则作为断选口,口则作为断选口,口则作为断选口,P2P2P2P2口
10、的低口的低口的低口的低3 3 3 3位为键盘输位为键盘输位为键盘输位为键盘输入口,对应入口,对应入口,对应入口,对应0 0 0 02 2 2 2行,行,行,行,P0P0P0P0口同时用作键盘的列扫描口。由于采用共阴极数口同时用作键盘的列扫描口。由于采用共阴极数口同时用作键盘的列扫描口。由于采用共阴极数口同时用作键盘的列扫描口。由于采用共阴极数据码管,因此据码管,因此据码管,因此据码管,因此P0P0P0P0口输出低电平选中相应的位,而口输出低电平选中相应的位,而口输出低电平选中相应的位,而口输出低电平选中相应的位,而P1P1P1P1口输出高电平电量相口输出高电平电量相口输出高电平电量相口输出高电
11、平电量相应的段。应的段。应的段。应的段。P2.7P2.7P2.7P2.7接蜂鸣器,低电平驱动蜂鸣器叫启闹。接蜂鸣器,低电平驱动蜂鸣器叫启闹。接蜂鸣器,低电平驱动蜂鸣器叫启闹。接蜂鸣器,低电平驱动蜂鸣器叫启闹。78 二、本电脑钟具备以下功能:二、本电脑钟具备以下功能:二、本电脑钟具备以下功能:二、本电脑钟具备以下功能:(1 1 1 1)时钟显示:)时钟显示:)时钟显示:)时钟显示:6 6 6 6位位位位LEDLEDLEDLED从左到右依次显示时、分、秒,采用从左到右依次显示时、分、秒,采用从左到右依次显示时、分、秒,采用从左到右依次显示时、分、秒,采用24242424小时计时。小时计时。小时计时
12、。小时计时。(2 2 2 2)键盘功能:采用)键盘功能:采用)键盘功能:采用)键盘功能:采用4X34X34X34X3键盘,包括:键盘,包括:键盘,包括:键盘,包括:0 0 0 09 9 9 9:数字键,键号为:数字键,键号为:数字键,键号为:数字键,键号为00H00H00H00H09H.09H.09H.09H.C/R C/R C/R C/R键:时间设定键:时间设定键:时间设定键:时间设定/启动计时键,键号为启动计时键,键号为启动计时键,键号为启动计时键,键号为0AH0AH0AH0AH。ALMALMALMALM键:闹钟设置键:闹钟设置键:闹钟设置键:闹钟设置/启闹启闹启闹启闹/停闹键,键号为停闹
13、键,键号为停闹键,键号为停闹键,键号为0BH0BH0BH0BH。其工作流程如下:其工作流程如下:其工作流程如下:其工作流程如下:(1 1 1 1)时间显示:通电后,系统自动进入时钟显示,从)时间显示:通电后,系统自动进入时钟显示,从)时间显示:通电后,系统自动进入时钟显示,从)时间显示:通电后,系统自动进入时钟显示,从00000000:00000000:00000000开始开始开始开始 计计计计 时,此时可以设定当前时间。时,此时可以设定当前时间。时,此时可以设定当前时间。时,此时可以设定当前时间。(2 2 2 2)时间调整;按下)时间调整;按下)时间调整;按下)时间调整;按下C/RC/RC/
14、RC/R键,系统停止计时,进入时间设定状态,系统键,系统停止计时,进入时间设定状态,系统键,系统停止计时,进入时间设定状态,系统键,系统停止计时,进入时间设定状态,系统 保持原有显示,等待键入当前时间。按下保持原有显示,等待键入当前时间。按下保持原有显示,等待键入当前时间。按下保持原有显示,等待键入当前时间。按下0 0 0 09 9 9 9数字键可以顺序设置时、分、数字键可以顺序设置时、分、数字键可以顺序设置时、分、数字键可以顺序设置时、分、秒,并在相应秒,并在相应秒,并在相应秒,并在相应LEDLEDLEDLED管上显示设置值,直至管上显示设置值,直至管上显示设置值,直至管上显示设置值,直至6
15、 6 6 6位设置完毕。系统将自动由设定后位设置完毕。系统将自动由设定后位设置完毕。系统将自动由设定后位设置完毕。系统将自动由设定后 的时间开始计时显示。的时间开始计时显示。的时间开始计时显示。的时间开始计时显示。(3 3 3 3)闹钟设置)闹钟设置)闹钟设置)闹钟设置/启闹启闹启闹启闹/停闹:按下停闹:按下停闹:按下停闹:按下ALMALMALMALM键,系统继续计时,显示键,系统继续计时,显示键,系统继续计时,显示键,系统继续计时,显示00000000:00000000:00000000,进入闹钟设置状态,等待键入启闹时间。按下,进入闹钟设置状态,等待键入启闹时间。按下,进入闹钟设置状态,等
16、待键入启闹时间。按下,进入闹钟设置状态,等待键入启闹时间。按下0 0 0 09 9 9 9数字键可以顺序进行数字键可以顺序进行数字键可以顺序进行数字键可以顺序进行相应的时间设置,并在相应在相应的时间设置,并在相应在相应的时间设置,并在相应在相应的时间设置,并在相应在LEDLEDLEDLED管上显示设置值,直至管上显示设置值,直至管上显示设置值,直至管上显示设置值,直至6 6 6 6为设置完毕。这将为设置完毕。这将为设置完毕。这将为设置完毕。这将启动定时启闹功能,并恢复时间显示。定时时间到,则蜂鸣器鸣叫,直至重启动定时启闹功能,并恢复时间显示。定时时间到,则蜂鸣器鸣叫,直至重启动定时启闹功能,并
17、恢复时间显示。定时时间到,则蜂鸣器鸣叫,直至重启动定时启闹功能,并恢复时间显示。定时时间到,则蜂鸣器鸣叫,直至重新按下新按下新按下新按下ALMALMALMALM键停闹,并取消闹钟设置。键停闹,并取消闹钟设置。键停闹,并取消闹钟设置。键停闹,并取消闹钟设置。9四四 软件设计软件设计一、系一、系一、系一、系统资统资统资统资源分配源分配源分配源分配 为方便阅读程序,先对系统的资源分配加以说明。为方便阅读程序,先对系统的资源分配加以说明。为方便阅读程序,先对系统的资源分配加以说明。为方便阅读程序,先对系统的资源分配加以说明。(1 1 1 1)定时器:定时器)定时器:定时器)定时器:定时器)定时器:定时
18、器0 0 0 0用作时钟定时,按方式用作时钟定时,按方式用作时钟定时,按方式用作时钟定时,按方式1 1 1 1工作,每隔工作,每隔工作,每隔工作,每隔100ms100ms100ms100ms溢出溢出溢出溢出中断一次。中断一次。中断一次。中断一次。(2 2 2 2)片内)片内)片内)片内RAMRAMRAMRAM及标志位的分配与定义见表如下:及标志位的分配与定义见表如下:及标志位的分配与定义见表如下:及标志位的分配与定义见表如下:电子钟控制软件片内电子钟控制软件片内电子钟控制软件片内电子钟控制软件片内RAMRAMRAMRAM及标志位分配表:及标志位分配表:及标志位分配表:及标志位分配表:10二、根
19、据上述工作流程,软件设计可分为以下几个功能模块:二、根据上述工作流程,软件设计可分为以下几个功能模块:二、根据上述工作流程,软件设计可分为以下几个功能模块:二、根据上述工作流程,软件设计可分为以下几个功能模块:(1 1 1 1)主程序:初始化与键盘监控。)主程序:初始化与键盘监控。)主程序:初始化与键盘监控。)主程序:初始化与键盘监控。(2 2 2 2)计时:为定时器)计时:为定时器)计时:为定时器)计时:为定时器0 0 0 0中断服务子程序,完成刷新缓冲区的计时功中断服务子程序,完成刷新缓冲区的计时功中断服务子程序,完成刷新缓冲区的计时功中断服务子程序,完成刷新缓冲区的计时功能。能。能。能。
20、(3 3 3 3)时间设置与闹钟设置:由键盘输入数字当前时间与定时启闹时)时间设置与闹钟设置:由键盘输入数字当前时间与定时启闹时)时间设置与闹钟设置:由键盘输入数字当前时间与定时启闹时)时间设置与闹钟设置:由键盘输入数字当前时间与定时启闹时间。间。间。间。(4 4 4 4)显示:完成)显示:完成)显示:完成)显示:完成6 6 6 6位动态显示。位动态显示。位动态显示。位动态显示。(5 5 5 5)键盘扫描:判断是否有键按下,并求取键号。)键盘扫描:判断是否有键按下,并求取键号。)键盘扫描:判断是否有键按下,并求取键号。)键盘扫描:判断是否有键按下,并求取键号。(6 6 6 6)定时比较:判断启
21、闹时间到否,如时间到,则启动蜂鸣器鸣叫。)定时比较:判断启闹时间到否,如时间到,则启动蜂鸣器鸣叫。)定时比较:判断启闹时间到否,如时间到,则启动蜂鸣器鸣叫。)定时比较:判断启闹时间到否,如时间到,则启动蜂鸣器鸣叫。(7 7 7 7)其它辅助功能子程序,如键盘设置、拆字、合字、时间合法性)其它辅助功能子程序,如键盘设置、拆字、合字、时间合法性)其它辅助功能子程序,如键盘设置、拆字、合字、时间合法性)其它辅助功能子程序,如键盘设置、拆字、合字、时间合法性检测等。检测等。检测等。检测等。下面分模块进行软件设计:下面分模块进行软件设计:下面分模块进行软件设计:下面分模块进行软件设计:主程序模块主程序模
22、块主程序模块主程序模块MAINMAINMAINMAIN:流程图:流程图:流程图:流程图1 1 1 1如下所示。如下所示。如下所示。如下所示。11(1 1)主程序模块)主程序模块)主程序模块)主程序模块MAINMAIN:流程图:流程图:流程图:流程图1 1如下所示如下所示如下所示如下所示12(2 2)计计计计时时时时程程程程序序序序模模模模块块块块C CL LOOC CK K:流流流流程程程程图图图图2 2如如如如右右右右图图图图所所所所示示示示132024/3/6 周三14如前所述,系统定时采用定时器与软件循环相结合的方法。定时器如前所述,系统定时采用定时器与软件循环相结合的方法。定时器如前所
23、述,系统定时采用定时器与软件循环相结合的方法。定时器如前所述,系统定时采用定时器与软件循环相结合的方法。定时器0 0 0 0每隔每隔每隔每隔100ms100ms100ms100ms溢出中断一次,则循环中断溢出中断一次,则循环中断溢出中断一次,则循环中断溢出中断一次,则循环中断1 1 1 1次延时时间为次延时时间为次延时时间为次延时时间为1S1S1S1S,上述过程重复,上述过程重复,上述过程重复,上述过程重复60606060次为次为次为次为1 1 1 1分,分计时分,分计时分,分计时分,分计时60606060次为次为次为次为1 1 1 1小时,小时计时小时,小时计时小时,小时计时小时,小时计时2
24、4242424次则时间重新回到次则时间重新回到次则时间重新回到次则时间重新回到00000000:00000000:00.00.00.00.设系统使用设系统使用设系统使用设系统使用6MHZ6MHZ6MHZ6MHZ的晶振,定时器的晶振,定时器的晶振,定时器的晶振,定时器0 0 0 0工作在方式工作在方式工作在方式工作在方式1 1 1 1,则,则,则,则100ms100ms100ms100ms定时对应的定时器初定时对应的定时器初定时对应的定时器初定时对应的定时器初值值值值可由下式计算得到:可由下式计算得到:可由下式计算得到:可由下式计算得到:定时时间定时时间定时时间定时时间=(216-216-216
25、-216-定时器定时器定时器定时器0 0 0 0初值初值初值初值 )(12/fosc12/fosc12/fosc12/fosc)因此,定时器因此,定时器因此,定时器因此,定时器0 0 0 0初值初值初值初值=3CBOH=3CBOH=3CBOH=3CBOH,即,即,即,即TH0=3CHTH0=3CHTH0=3CHTH0=3CH,TL0=0B0HTL0=0B0HTL0=0B0HTL0=0B0H当系统使用其它频率的晶振时,可以由上式计算相应的定时器当系统使用其它频率的晶振时,可以由上式计算相应的定时器当系统使用其它频率的晶振时,可以由上式计算相应的定时器当系统使用其它频率的晶振时,可以由上式计算相应
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