电子时钟单片机实习报告

1、桂林理工大学博文管理学院实习报告实习名称： 单片机应用实践 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导老师： 实习时间： 2015年12月14日至 2016年1月4日题目名称：基于MSP430G2231实现的简易电子时钟摘要：单片计算机即单片微型计算机。由 RAM ,ROM,CPU构成，定时，计数和 多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。多功能数字钟的应用非常普遍，由单片机作为数字钟的核心控制器， 通过它的时钟信号 进行实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。本系统利用单片机实现其具有闹钟、校时、开关数码管显示等功能的数字时钟. 是

2、以单片机MSP430G2553为核心元件同时采用四位一体的共阴数码管同时显示“时、分、秒的低功耗简易装置，显示极具人性化。另外具有校时功能，闹钟功能和节电保护功能。利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点。一、引言：1电子时钟的简介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，是人民日常生活补课缺少的工具。2电子时钟的基本特点 现在高精

3、度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、 石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，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，片选的灵活性好。3数码管的工作原理数码管是一种把多个LED显示段集成在一起的显示设备。有两种类型，一种是共阳型，一种是共阴型。共阳型就是把多个LED显示段的阳极接在一起，又称为公共端。共阴型就是把多个LED显示段的阴极接在一起，即为公共商。阳极即为二极管的正极，又称为正极，阴极即为二极管的负极

4、，又称为负极。通常的数码管又分为 8段，即8个LED显示段，这是为工程应用方便如设计的，分别为A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP 是小数点位段。而多位数码管，除某一位的公共端会连接在一起，不同位的数码管的相同端也会连接在一起。即，所有的A段都会连在一起，其它的段也是如此，这是实际最常用的用法。数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。静态显示就是数码管的8段输入及其公共端电平一直有效。动态显示的原理是，各个数码管的相同段连接在一起，共同占用8 位段引管线；每位数码管的阳极连在一起组成公共端。利用人眼的视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信号，在此同时给出该数码管加有效的数据信号

5、，当全段扫描速度大于视觉暂留速度时，显示就会清晰显示出来。二、系统框图根据设计要求与设计思路，确定该系统的设计方案，上图为该系统设计方案的硬件电路设计框图。硬件电路由8部分组成，即按键输入电路、单片机、时钟电路、复位电路、LED显示器段码驱动电路、LED显示器位码驱动电路、4位显示器电路和蜂鸣器电路。三、硬件部分：如图所示，在MCU选择上，我选择了20引脚的MSP430G2553，它是16位单片机，它有以下特点：低工作电压：1.83.6V、超低功耗：活动模式：280UA（1MHZ，2.2V）；待机模式 ：0.5UA；掉电模式 ：（RAM数据保持）0.1UA。有5种节电模式；从待机到唤醒的响应时

6、间不超过1us；10位A/D转换器；（带有内部参考源、采样保持，最大采样率200Ks/s）；16位精简指令结构（RISC），6.25ns指令周期；带有3个捕获/比较器结构的16位定时器；串行通信可软件选择UART/SPI/I2C三种模式；可在线串行编程，不需要外部编程电压；FLASH存储器为16KB，RAM为512B。这些功能足够用来做这款MINI桌面时钟，我采用了真个P1口作为数码管的数据端口，P2.0-P2.3为数码管的选通断，P2.4和P2.5为按键输入端，XIN和XOUT接32.768KHZ的晶振，所以它的引脚全部用上了，这样避免了硬件资源浪费。 显示部分选用了0.28英寸的共阴数带时

7、钟码管，这样可以满足尺寸的要求，正好可以利用数码管上面的秒显显示时钟的活动状态。 在时钟产生电路上面并没有采用DS1302，一是为了减小体积，而是因为采用在MCU外部加32.768KHZ晶振的方式足够满足时钟的需求，因为在MCU内部可以选择系统的主时钟为内部时钟源1MHZ，配置定时器的时钟源为外部晶振32.768KHZ，16位的定时器足够满足定时的精度要求。 按键电路采用的是轻触按键开关，经上拉电阻接MCU，按键的输入信号是低电平，一般按键在按下和松开时会有抖动现象，可以采用两种方式消除按键抖动，一是采用程序延时，一是采用硬件RS触发器，后者增加了成本和体积，前者完全可以满足需求，所以我选择了

8、软件消抖。四、软件部分：主函数是必须的，时钟配置函数需要把主时钟配置为DCOCLK 1MHZ，定时器时钟配置为ACLK时钟，使用外部32.768KHZ时钟源。端口初始化函数是将各个端口为输入或者输出，以及赋初值。定时器配置函数配置定时器工作在连续计数模式，并打开全局中断，每20MS产生一次中断。在定时器中断函数中，需要注意的是，让秒显每1S闪烁一次的方法是每500ms取反一次，在程序中，用dp取反并配合数码管数位分解和显示函数中的switch语句配合使秒显的闪烁实现。按键检测函数用来检测按键是否被按下，配合其他函数中的程序，赋予按键不同的功能。数位分解和数码管显示函数，是将产生的时间信息和调整

9、的时间信息实时显示到数码管上。按键控制开关显示是在正常走时状态下检测到按键按下后，对一个全局变量进行取反，在主函数中判断这个变量的值而来控制数码管选通端的开启或关闭。五、调试结果及总结：经过反复的多次检查硬件与调试，最终该作品的预期功能基本实现。特此总结：首先，对数码管显示的工作原理还不够熟悉。没有自主检查元器件的习惯，导致共阳数码管买成了共阴数码管，后来又要改原理图和程序代码，很大程度上影响了我的实习进度。那么在今后的作品制作中，对元器件的正确性的排查很有必要。其次，在调试过程中遇到数码管乱显示和不规律走跳的现象时，不会很好地利用手上的工具对作品进行排查，后来通过询问实习老师后才找到原因，这

10、在今后的实习也是非常需要注意的地方。随后，就是按键的失效问题，后来经过严格的排查，发现接地一端不稳定，导致芯片无法识别按键是否被按下，因此按键失效。通过本次的实习，使我收获良多。不但学习了MSP430G2553这款芯片，还温习了一遍老师以前讲过的数码管知识等。真干出知识，这句话果然没错，接着本次实习学到的知识与经验，希望在下次实习中做的更好，突破自己！附录：原理图：PCB图：实物图：关键代码：/*数码管显示函数*/void xianshi(uchar shi,uchar fen) P1OUT=0x00;P2OUT&=0xF0;/数码管清零 uchar s1=0,s2=0,s3=0,s4

11、=0;/定义局部变量 s1=shi/10;s2=shi%10;s3=fen/10;s4=fen%10;/数位分解 P2OUT&=BIT0;P2OUT|=BIT1;P2OUT|=BIT2;P2OUT|=BIT3; P1OUT=tables1; _delay_cycles(1000); P2OUT|=BIT0;P2OUT&=BIT1;P2OUT|=BIT2;P2OUT|=BIT3; switch(dp)/小数点显示选择 case 1:P1OUT=(tables2&0x7F);break; case 0:P1OUT=tables2;break; default:break;

12、_delay_cycles(1000); P2OUT|=BIT0;P2OUT|=BIT1;P2OUT&=BIT2;P2OUT|=BIT3; P1OUT=tables3; _delay_cycles(1000); P2OUT|=BIT0;P2OUT|=BIT1;P2OUT|=BIT2;P2OUT&=BIT3; P1OUT=tables4; _delay_cycles(1000);/*P2.5输入判断函数*/void IO_INIT() if(P2IN&0x20)=0) _delay_cycles(2); if(P2IN&0x20)=0) SW+; if(SW=3)

13、 SW=0; while(P2IN&0x20)=0);void IO_INIT2() if(P2IN&0x10)=0) _delay_cycles(2); if(P2IN&0x10)=0) ac=1; while(P2IN&0x10)=0);/*IO口初始化函数*/void SZ_INIT() P1DIR|=0xFF;/配置P1口为输出 P1OUT|=0xff;/P1口赋初值，输出0xFF P2DIR|=0x0F;/配置P2.0、P2.1、P2.2、P2.3为输出 P2DIR&=0xCF;/配置P2.4、P2.5为输入/*时钟调试函数*/void xua

14、nze() switch(SW) case 0: break; case 1: while(SW=1) _DINT(); if(P2IN&0x10)=0) _delay_cycles(2); if(P2IN&0x10)=0) bs+; if(bs=60) bs=0; while(P2IN&0x10)=0); xianshi(as,bs); IO_INIT(); break; case 2:while(SW=2) _DINT(); if(P2IN&0x10)=0) _delay_cycles(2); if(P2IN&0x10)=0) as+; dp=0;

15、if(as=24) as=0; while(P2IN&0x10)=0); xianshi(as,bs); IO_INIT(); break; default:break; /*定时器配置函数 */void dingshiqi() TA0CCTL0 = CCIE; /打开中断 (Timer0_A3 Capture/Compare Control 0 ) TA0CCR0 = 10080; /设定计数变量 TA0CTL = TASSEL_2 + MC_3; /定时器选择时钟SMCLK，使用模式二连续计数方式 _EINT(); /开总中断/*主函数*/void main( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; / 关闭看门狗 SZ_INIT(); dingshiqi(); IO_INIT(); _EINT(); /开总中断 whil