航空电子设备维修专业毕业论文范文

1、江西航空职业技术学院江西航空职业技术学院 毕业设计说明书毕业设计说明书（论文）（论文） 课题名称 数字电子钟电路的设计 航空电子设备维修 专业 091333 班 学生姓名 许邦贵 学号 01 号 指导老师 姚卫华 技术职称_ 2012 年 3 月 19 日 江西航空职业技术学院江西航空职业技术学院 毕业设计毕业设计（论文）任务书（论文）任务书 学生姓名：许邦贵 班级：091333 1.毕业设计（论文）题目：数字电子钟电路的设计 2.毕业设计（论文）使用的原始资料数据及设计技术要求 _ _ _ _ 3.毕业设计（论文）工作内容及完成时间： _ _ _ _ _ 日期：自 2011 年 12 月 3

2、0 日至 2012 年 4 月 6 日 指导老师评语： _ _ _ _ 指导老师：姚卫华 系主任：姚卫华 目 录 第一章第一章 绪论绪论.1 1 1.1 数字电子钟的背景 .1 1.2 数字电子钟的意义 .1 第二章第二章 系统设计系统设计.2 2 2.1 总体设计 .2 2.1.1 系统说明 .2 2.1.2 电源部分 .2 2.1.3 复位电路 .2 2.1.4 位选部分 .3 2.1.5 数码管的连接电路 .3 2.1.6 控制部分 .4 2.2 模块设计 .5 第三章第三章 原理图所需原件的作用原理图所需原件的作用 .5 5 3.1 原理图 .5 3.2 所需原件 .6 3.3 原件的

3、原理及作用 .6 第四章第四章 数字钟的软件设计数字钟的软件设计.7 7 4.1 源程序 .7 结束语结束语.20 致谢致谢.20 参考文献参考文献.2121 第一章第一章 绪论绪论 1.11.1 数字电子钟的背景数字电子钟的背景 20 世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透 了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同 时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人 们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要 做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情

4、， 一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着 cmos 化、低 功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面 是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统 的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功 能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称 为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、 秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具 有更更长的

5、使用寿命，因此得到了广泛的使用。 1.21.2 数字电子钟的意义数字电子钟的意义 数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家 庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集 成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报 时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动 起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有 这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，

6、有着非常现 实的意义。 第二章第二章 系统设计系统设计 2.12.1 总体设计总体设计 2.1.12.1.1 系统说明系统说明 利用单片机（at89s51）制作简易电子时钟，由六个 led 数码管分别显示小时十位、小时个 位、分钟十位、分钟个位、秒钟十位、秒钟个位。6 个 pnp 管（9012）分别控制六个数码管的亮 灭，一个按键用于时间调整。 2.1.22.1.2 电源部分电源部分 图 3-2 如图 3-2 所示，从外部引入 5v 的直流电，为单片机、复位电路提供电源。 2.1.32.1.3 复位电路复位电路 图 3-3 如图 3-3 所示，复位电路主要由型号为 1n4148 的二极管，型号

7、为 10uf/16v 的电解电容，型 号为 104 的瓷片电容，10k 的电阻以及按键 s1 构成，s1 接芯片的相应引脚 rst，当开关按下时 引脚 rst 为高电平 1，断开时引脚为低电平 0。 2.1.42.1.4 位选部分位选部分 图 3-5 图 3-5 为位选电路，三极管的集电极接数码管的公共端，当 p2 口对应的引脚输出高电平时 三极管导通，对应的数码管显示数据。这样，在同一时刻，6 位 led 中只有选通的那 1 位显示 出字符，而其他 5 位则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态，而其 他个位的位选线处于关闭状态，在段码线上输出将要显示字符的段码，则同一时

8、刻，只有选通位 显示出相应的字符，而其他各位则是熄灭的。如此循环下去，就可以使各位显示出将要显示的字 符。虽然这些字符是在不同时刻出现的，而在同一时刻，只有一位显示，其他各位熄灭，但由于 led 的余辉和人眼的视觉暂留作用，只要每位显示间隔足够短，则可以造成多位同时亮的假象， 达到同时显示的效果。 2.1.52.1.5 数码管的连接电路数码管的连接电路 图 3-6 图 3-6 为数码管的引脚图，每位的段码线（a,b,c,d,e,f,g,dp）分别与 1 个 8 位的锁存器输 出相连，由 at89s51 控制组合 09 十个数据，如令其显示 1 则 b,c 引脚（即 2，3 引脚）送高电 平，此

9、时数码管显示 1。由于各位的段码线并联，8 位 i/o 口输出段码对各个显示位来说都是相 同的。 2.1.62.1.6 控制部分控制部分 图 3-7 at89s51 是美国 atmel 公司生产的低功耗，高性能 cmos 8 位单片机，片内含 4k bytes 的可系统编程 的 flash 只读程序存储器，器件采用 atmel 公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准 8051 指令 系统及引脚。at89s51 提供以下标准功能：4k 字节 flash 闪速存储器，128 字节内部 ram，32i/o 口线， 看门狗（wdt） ，两个数据指针，两个 16 位定时/计数器，一个 5 向量两级

10、中断结构，一个全双工串行通 信口，片内振荡器及时钟电路。 如图 3-7 所示，at89s51 有 40 引脚，双列直插（dip）封装，所用引脚功能如下： 1.vcc 运行时加5v 2.gnd 接地 3.xtal1 振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端 4.xtal2 振荡器反相放大器的输出端 5.rst 复位输入，高电平有效，在晶振工作时，在 rst 引脚上作用 2 个机器周期以上的 高电平，将使单片机复位。wdt 溢出将使该引脚输出高电平，设置 sft auxr 的 disrto 位（地址 8eh）可打开或关闭该功能。disrto 位缺省为 reset 输出高电平打开状态。 6.ea/v

11、pp 片外程序存储器访问允许信号。欲使 cpu 仅访问外部程序存储器（地址为 0000h- ffffh） ，ea 端必须保持低电平（接地） ，如果 ea 端为高电平（接 vcc 端） ，cpu 则执行内部程序 存储器中的指令。 7.p1 口,p2 口p1，p2 是一组带内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口。运行时通过 p1 口控制驱动电 路的工作，将数据送到数码管，显示相应的段码，为了达到减少功耗或满足端口对最大电流的限 制，应加上一限流电阻。p2.0p2.5 口控制数码管的位选，使六个数码管轮流显示数据，等 于 1 时位选三极管导通，等于 0 时位选三极管截止。 8.无自锁开关（s2p3.

12、7）开关接相应引脚 p3.7，当开关按下时，相应引脚为低电平 0，断开 时引脚为高电平 1。 2.22.2 模块设计模块设计 显示部分 控制部分 单片机（at89s51） 按键 s2 复位电路 电源部分 直流电源 5v 6 个七段共阴极数码管 显示秒，分钟及小时位 位选部分 6 个 pnp 三极管（9012） 图 3-13.2 模块设计 第三章第三章 原理图原理图及所需元件的作用及所需元件的作用 3.13.1 原理图原理图 3.23.2 所需元件所需元件 3.33.3 所需原件的原理及作用所需原件的原理及作用 3.3.13.3.1 电容的作用：电容的作用： 元件名称元件名称规格型号规格型号单位

13、单位数量数量 瓷片电容 104 只 1 瓷片电容 30p 只 2 电解电容 10uf/16v 只 1 电阻 10k 只 1 电阻 4.7k 只 6 电阻 470 只 7 芯片 at89s51 片 1 芯片座 dip40 只 1 无源晶振 12mhz 只 1 7 段数码管0.5 寸/共阴只 6 三极管 9012 个 6 二极管 1n4148 只 1 按键无自锁只 3 单排插针 条 1 电池盒 个 1 电路板 9.55*5.664cm21 a 滤波是电容的作用中很重要的一部分。几乎所有的电源电路中都会用到。从理论上（即假设电容为 纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过 1u

14、f 的电容大多为电解电容，有 很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小 电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越 容易通过，电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000uf)滤低频，小电容(20pf)滤高频。 曾有网友将滤波电容 比作“水塘” 。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越 大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。 它把电压的变动转化 为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。 b

15、储能 储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。 3.3.13.3.1 电阻的原理作用：电阻的原理作用： 电阻器是电气、电子设备中用得最多的基本元件之一。主要用于控制和调节电路中的电流和电压，或用 作消耗电能的负载。电阻器有不同的分类方法。按材料分，有碳膜电阻、水泥电阻、金属膜电阻和线绕 电阻等不同类型；按功率分，有 、 、 、1w、2w 等额定功率的电阻；按电阻值的 精确度分，有精确度为 5%、 10%、 20%等的普通电阻，还有精确度为 0.1%、 0.2%、 0.5%、 l%和 2%等的精密电阻。电阻的类别可以通过外观的标记识别。电阻器的种类有很多，

16、通常 分为三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。 将不同颜色的色环涂在电阻器(或电容器)上来表示电阻(电容器)的标称值及允许误差，各种颜色所对应的数值见 表 b303。固定电阻器色环标志读数识别规则如图 t301 所示。 表 b303 电阻器色标符号意义 颜色有效数字第一位数有效数字第二位数倍乘数允许误差 棕 111011 红 221022 橙 33103 黄 44104 绿 551050.5 蓝 661060.2 紫 771070.1 灰 88108 白 99109 黑 00100 金 10-15 银 10-210 无色 20 例如：红红棕金 表示 220 5 % 黄紫橙银 表示 47 k

17、10 % 棕紫绿金棕 表示 17.5 1 % 第四章第四章 数字钟的软件设计数字钟的软件设计 4.14.1 程序的设计程序的设计 在学校我们上过了一些简单的编写程序的课程，c 语言程序、汇编程序，学会了一些简单的计算程序 的设计，如加减乘除运算和与或非等简单的程序。实现以上的功能，是在我问老师和借助网络才实现的。 具体的程序如下： org 0000h;程序执行开始地址 ret end ;程序结束 在这次的应用的中端、定时、延时等程序，要实现的功能较多也较复杂，在此程序略写。 ; ; 中断入口程序; ; ; org 0000h ;程序执行开始地址 ljmp start ;跳到标号 start 执

18、行 org 0003h ;外中断 0 中断程序入口 reti ;外中断 0 中断返回 org 000bh ;定时器 t0 中断程序入口 ljmp intt0 ;跳至 intto 执行 org 0013h ;外中断 1 中断程序入口 reti ;外中断 1 中断返回 org 001bh ;定时器 t1 中断程序入口 ljmp intt1 ;跳至 intt1 执行 org 0023h ;串行中断程序入口地址 reti ;串行中断程序返回 ; ; 主 程 序 ; ; start: mov r0,#70h ;清 70h-7ah 共 11 个内存单元 mov r7,#0bh ;clr p3.7 ; cl

19、eardisp: mov r0,#00h inc r0 djnz r7,cleardisp mov 20h,#00h ;清 20h（标志用） mov 7ah,#0ah ; 放入熄灭符数据 mov tmod,#11h ;设 t0、t1 为 16 位定时器 mov tl0,#0b0h ;50ms 定时初值（t0 计时用） mov th0,#3ch ;50ms 定时初值 mov tl1,#0b0h ;50ms 定时初值（t1 闪烁定时用） mov th1,#3ch ;50ms 定时初值 setb ea ;总中断开放 setb et0 ;允许 t0 中断 setb tr0 ;开启 t0 定时器 mov

20、 r4,#14h ;1 秒定时用初值（50ms20） start1: lcall display ;调用显示子程序 jnb p3.7,setmm1 ;p3.7 口为 0 时转时间调整程序 sjmp start1 ;p3.7 口为 1 时跳回 start1 setmm1: ljmp setmm ;转到时间调整程序 setmm ; ; ; 1 秒计时程序; ; ;t0 中断服务程序 intt0: push acc ;累加器入栈保护 push psw ;状态字入栈保护 clr et0 ;关 t0 中断允许 clr tr0 ;关闭定时器 t0 mov a,#0b7h ;中断响应时间同步修正 add a

21、,tl0 ;低 8 位初值修正 mov tl0,a ;重装初值（低 8 位修正值） mov a,#3ch ;高 8 位初值修正 addc a,th0 mov th0,a ;重装初值（高 8 位修正值） setb tr0 ;开启定时器 t0 djnz r4, outt0 ;20 次中断未到中断退出 addss: mov r4,#14h ;20 次中断到（1 秒）重赋初值 mov r0,#71h ;指向秒计时单元（71h-72h） acall add1 ;调用加 1 程序（加 1 秒操作） mov a,r3 ;秒数据放入 a（r3 为 2 位十进制数组合） clr c ;清进位标志 cjne a,

22、#60h,addmm addmm: jc outt0 ;小于 60 秒时中断退出 acall clr0 ;大于或等于 60 秒时对秒计时单元清 0 mov r0,#77h ;指向分计时单元（76h-77h） acall add1 ;分计时单元加 1 分钟 mov a,r3 ;分数据放入 a clr c ;清进位标志 cjne a,#60h,addhh addhh: jc outt0 ; 小于 60 分时中断退出 acall clr0 ;大于或等于 60 分时分计时单元清 0 mov r0,#79h ;指向小时计时单（78h-79h） acall add1 ;小时计时单元加 1 小时 mov a

23、,r3 ;时数据放入 a clr c ;清进位标志 cjne a,#24h,hour ; hour: jc outt0 ;小于 24 小时中断退出 acall clr0 ;大于或等于 24 小时小时计时单元清 0 outt0: mov 72h,76h ;中断退出时将分、时计时单元数据移 mov 73h,77h ;入对应显示单元 mov 74h,78h ; mov 75h,79h ; pop psw ;恢复状态字（出栈） pop acc ;恢复累加器 setb et0 ;开放 t0 中断 reti ;中断返回 ; ; ; 闪动调时 程 序 ; ; ;t1 中断服务程序，用作时间调整时调整单元闪烁

24、指示 intt1: push acc ;中断现场保护 push psw ; mov tl1, #0b0h ;装定时器 t1 定时初值 mov th1, #3ch ; djnz r2,intt1out ;0.3 秒未到退出中断（50ms 中断 6 次） mov r2,#06h ;重装 0.3 秒定时用初值 cpl 02h ;0.3 秒定时到对闪烁标志取反 jb 02h,flash1 ;02h 位为 1 时显示单元熄灭 mov 72h,76h ;02h 位为 0 时正常显示 mov 73h,77h ; mov 74h,78h ; mov 75h,79h ; intt1out: pop psw ;恢

25、复现场 pop acc ; reti ;中断退出 flash1: jb 01h,flash2 ;01h 位为 1 时，转小时熄灭控制 mov 72h,7ah ;01h 位为 0 时，熄灭符数据放入分 mov 73h,7ah ;显示单元（72h-73h） ，将不显示分数据 mov 74h,78h ; mov 75h,79h ; ajmp intt1out ;转中断退出 flash2: mov 72h,76h ;01h 位为 1 时，熄灭符数据放入小时 mov 73h,77h ; 显示单元（74h-75h） ，小时数据将不显示 mov 74h,7ah ; mov 75h,7ah ; ajmp in

26、tt1out ;转中断退出 ; ; ; 加 1 子 程 序 ; ; ; add1: mov a,r0 ;取当前计时单元数据到 a dec r0 ;指向前一地址 swap a ;a 中数据高四位与低四位交换 orl a,r0 ;前一地址中数据放入 a 中低四位 add a,#01h ;a 加 1 操作 da a ;十进制调整 mov r3,a ;移入 r3 寄存器 anl a,#0fh ;高四位变 0 mov r0,a ;放回前一地址单元 mov a,r3 ;取回 r3 中暂存数据 inc r0 ;指向当前地址单元 swap a ;a 中数据高四位与低四位交换 anl a,#0fh ;高四位变

27、0 mov r0,a ;数据放入当削地址单元中 ret ;子程序返回 ; ; ; 清零程序 ; ; ;对计时单元复零用 clr0: clr a ;清累加器 mov r0,a ;清当前地址单元 dec r0 ;指向前一地址 mov r0,a ;前一地址单元清 0 ret ;子程序返回 ; ; ; 时钟调整程序; ; ;当调时按键按下时进入此程序 setmm: clr et0 ;关定时器 t0 中断 clr tr0 ;关闭定时器 t0 lcall dl1s ;调用 1 秒延时程序 jb p3.7,closedis ;键按下时间小于 1 秒，关闭显示（省电） mov r2,#06h ;进入调时状态，

28、赋闪烁定时初值 setb et1 ; 允许 t1 中断 setb tr1 ;开启定时器 t1 set2: jnb p3.7,set1 ;p3.7 口为 0（键未释放） ，等待 setb 00h ;键释放，分调整闪烁标志置 1 set4: jb p3.7,set3 ;等待键按下 lcall dl05s ;有键按下，延时 0.5 秒 jnb p3.7,sethh ;按下时间大于 0.5 秒转调小时状态 mov r0,#77h ;按下时间小于 0.5 秒加 1 分钟操作 lcall add1 ;调用加 1 子程序 mov a,r3 ;取调整单元数据 clr c ;清进位标志 cjne a,#60h,

29、hhh ;调整单元数据与 60 比较 hhh: jc set4 ;调整单元数据小于 60 转 set4 循环 lcall clr0 ;调整单元数据大于或等于 60 时清 0 clr c ;清进位标志 ajmp set4 ;跳转到 set4 循环 closedis: setb et0 ;省电（led 不显示）状态。开 t0 中断 setb tr0 ;开启 t0 定时器（开时钟） close: jb p3.7,close ;无按键按下，等待。 lcall display ;有键按下，调显示子程序延时削抖 jb p3.7,close ;是干扰返回 close 等待 waith: jnb p3.7,w

30、aith ;等待键释放 ljmp start1 ;返回主程序（led 数据显示亮） sethh: clr 00h ;分闪烁标志清除（进入调小时状态） sethh1: jnb p3.7,set5 ;等待键释放 setb 01h ;小时调整标志置 1 set6: jb p3.7,set7 ;等待按键按下 lcall dl05s ;有键按下延时 0.5 秒 jnb p3.7,setout ;按下时间大于 0.5 秒退出时间调整 mov r0,#79h ;按下时间小于 0.5 秒加 1 小时操作 lcall add1 ;调加 1 子程序 mov a,r3 ; clr c ; cjne a,#24h,h

31、ouu ;计时单元数据与 24 比较 houu: jc set6 ;小于 24 转 set6 循环 lcall clr0 ;大于或等于 24 时清 0 操作 ajmp set6 ;跳转到 set6 循环 setout: jnb p3.7,setout1 ;调时退出程序。等待键释放 lcall display ;延时削抖 jnb p3.7,setout ;是抖动，返回 setout 再等待 clr 01h ;清调小时标志 clr 00h ;清调分标志 clr 02h ;清闪烁标志 clr tr1 ;关闭定时器 t1 clr et1 ; 关定时器 t1 中断 setb tr0 ;开启定时器 t0

32、setb et0 ;开定时器 t0 中断（计时开始） ljmp start1 ;跳回主程序 set1: lcall display ;键释放等待时调用显示程序（调分） ajmp set2 ;防止键按下时无时钟显示 set3: lcall display ;等待调分按键时时钟显示用 ajmp set4 set5: lcall display ;键释放等待时调用显示程序（调小时） ajmp sethh1 ;防止键按下时无时钟显示 set7: lcall display ;等待调小时按键时时钟显示用 ajmp set6 setout1: lcall display ;退出时钟调整时键释放等待 ajm

33、p setout ;防止键按下时无时钟显示 ; ; ; 显示程序 ; ; ; 显示数据在 70h-75h 单元内，用六位 led 共阳数码管显示，p0 口输出段码数据，p3 口作 ; 扫描控制，每个 led 数码管亮 1ms 时间再逐位循环。 display: mov r1,#70h ;指向显示数据首址 mov r5,#0feh ;扫描控制字初值 play: mov a,r5 ;扫描字放入 a mov p2,a ;从 p2 口输出 mov a,r1 ;取显示数据到 a mov dptr,#tab ;取段码表地址 movc a,a+dptr ;查显示数据对应段码 mov p1,a ;段码放入 p0 口 lcall dl1ms ;显示 1ms inc r1 ;指向下一地址 mov a,r5 ;扫描控制字放入 a jnb acc.5,endout ;acc.5=0 时一次显示结束 rl a ;a 中数据循环左移 mov r5,a ;放回 r5 内 ajmp play ;跳回 play 循环 endout: setb p2.5 ;一次显示结束，p2 口复位 mov p1,#0ffh ;p0 口复位 ret ;子程序返回 tab: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh