单片机模拟带计时功能数字时钟

苏州市职业大学

实习（实训）报告

名称单片机控制项目实训——

模拟带计时功能的数字时钟

2013年1 月7 日至2013 年1 月11 日共1 周

院系计算机工程系

班级

姓名

系主任

教研室主任

指导教师

目录

目录 (1)

一、课程设计的目的与要求 (2)

1．课程设计的目的 (2)

2．课程设计的要求 (2)

二、题目说明 (2)

开发背景 (2)

开发工具介绍 (3)

小组成员分工 (3)

三、硬件方案 (3)

主控MCU (3)

键盘 (4)

LCD液晶 (4)

定时器 (6)

四、软件设计 (7)

模块划分 (7)

模块结构图 (7)

键盘中断模块 (7)

五、运行结果分析与系统改进 (9)

六、遇到的问题和解决方法 (9)

七、课程设计总结 (10)

八、参考文献 (10)

一、课程设计的目的与要求

1．课程设计的目的

《单片机原理与应用》是一门应用性很强的专业课，其理论与实践技能是从事嵌入式专业技术工作的人员所不可少的。本次课程设计选择AW60实验板进行模拟应用设计与开发，要求学生掌握使用 C 语言进行单片机程序设计和调试的方法，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。

2．课程设计的要求

在本课程设计过程中要求学生：重视课程设计环节，用严谨、科学和踏实的工作态度对待课程设计的每一项任务；按照课程设计的题目要求，独立地完成各项任务，不允许相互抄袭；按时到机房上机，并接受教师的检查。认真编写课程设计报告。

二、题目说明

我们选择的题目是：模拟带计时功能的数字时钟

题目描述：用AW60实验板模拟带计时功能的数字时钟，可设置时钟初始值，可调整时钟时间，可实现秒表计时功能。通过AW60的内部的定时器模块实现计时功能。

1)输入：自定义键盘，模拟时钟的按键。

2)输出：用液晶显示器显示时钟时间。

3)时间：用定时器模块实现计时功能。

（可加整点报时，或闹钟功能）

开发背景

近些年，随着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的要求。多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，有电子闹钟、数字闹钟等等。数字钟已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。

电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用LCD数字电子钟已经成为一种时尚。

开发工具介绍

我们所使用的开发工具有:CodeWarrior编程软件、写入器和MC9S08AW60实验板。

小组成员分工

本小组共由施燕、盛钰明和俞季笑三人组成，课程设计课题共涉及键盘中断模块、LCD液晶显示器模块、定时器中断模块。其中，施燕负责键盘中断模块，盛钰明负责定时器中断模块，俞季笑负责LCD液晶显示器模块。

三、硬件方案

主控MCU

HCS08系列MCU是Freescale 8位微处理器的主流产品，应用非常广泛。MC9S08AW60微控制器具有多种封装形式，它们分别为44脚、48脚、64脚等，本评估板使用64引脚宽脚封装。

MC9S08AW60微控制器的主要特点概述如下：

①2K片内RAM；60K片内Flash程序存储器，具有在线编程能力和保密功能。

②时钟发生器模块，具有PLL电路，可产生各种工作频率；内部总线频率最高可达20MHz。

③增强的HCS08 CPU结构；最高支持26个中断源。

④54根通用I/O脚，部分I/O口有可选择的内部上拉电阻，并且可以选择引脚的驱动能力。

⑤两个增强型串行通讯口SCI；一个串行外围接口SPI；一个集成电路内部通信接口IIC；两个16位双通道定时器接口模块(TIM1和TIM2)，每个通道可选择为输入捕捉、输出比较和PWM；一个模拟信号比较器ACMP；16路10位AD

转换模块；8位键盘唤醒口；一个实时时钟计数器模块；一个计算机工作正常(COP)复位模块。

⑥优化用于控制应用；优化支持C语言。

键盘

键盘是常用的输入设备，评估板以9个小按键模拟一个3*3 键盘，以掌握矩阵键盘的工作原理，如图3-1所示。

AW60 内部集成了键盘输入中断模块，但是数量有限，为了给用户提供更大的灵活性，评估版中使用插孔的方式，用户可以将任意I/O口接到插孔上来，这样即提高了用户编程的灵活性，又提高了I/O口的使用灵活性。

LCD液晶

LCD 即液晶，是常用的嵌入式输出设备。评估板上配置两种LCD，一种使用1602点阵字符型LCD，LCD管脚定义如表1所示，实物及原理图如图3-2所示。

图3-1 键盘原理图

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表3-1 LCD1602管脚定义

管脚号符号电平方向引脚含义说明

1 Vss 电源地

2 Vdd 电源(+5V)

3 V0 液晶驱动电源

4 RS H/L 输入寄存器选择；1-数据寄存器 0-数据寄存器

5 R/W H/L 输入读写操作选择：1-读操作 0-写操作

6 E

H/L

H→L

输入

使能信号：R/W=0,E下降沿有效

R/W=1,E=1有效

7～14 DB0～DB7 三态8位数据总线

15 NC 空脚，未定义

16 GND 地

此型号液晶采用并口通信方式，评估板中使用PTB口作为数据口，另外控制引脚采用PTA0~PTA3四个引脚控制，如图9右侧所示。

图3-2 LCD实物及原理图

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