数电课程设计(基于单片机的电子钟).

1、河北科技大学课程设计报告数字学生姓名： * 学 号： 080703111 专业班级： 通信工程 081 班 课程名称： 电子技术基础 学年学期： 2 010 2 011 学年第 一 学期指导教师： 王彦朋 张敏 2 0 10 年 12 月 课程设计成绩评定表目录1. 设计目的 ,12. 总体电路框图 ,13. 单元电路设计 ,24. 元件明细表 ,85. 安装调试 ,96. 收获体会 ,107. 附录 ,101. 设计目的1. 了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟及调试方法。2. 了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。3. 进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使

2、用方法。4. 熟悉集成电路及有关元器件的使用，熟悉面包板的使用。5. 熟悉 51 单片机的结构，掌握 keil 、proteus软件的使用方法及仿真电路的设计。2. 总体电路框图4-5 数字钟的原理图1 工作原理 ： 一个基本的数字钟电路主要由显示器 “时”，“分”，“秒”和单片机，还有校时电路 组成。 8 个数码管的段选接到单片机的 P0口，位选接到单片机的 P2口。数码管 按照数码管动态显示的工作原理工作，将标准秒信号送入 “秒单元 ”，“秒单元”采 用 60进制计数器，每累计 60秒发出一个 “分脉冲”信号，该信号将作为 “分单元” 的时钟脉冲。 “分单元 ”也采用 60进制计数器，每累

3、计 60分钟，发出一个 “时脉 冲”信号，该信号将被送到 “时单元”。“时单元”采用 24进制计时器，可实现对一天 24 小时的累计。显示电路将 “时”、“分”、“秒”通过七段显示器显示出来。校时 电路时用来对 “时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整，按一下 ksec,秒单元就加 1 ，按一下 kmin, 分就加 1，按一下 khour，时就加 1。3. 单元电路设计1 最小系统设计 单片机最小系统的结构图 单片机的最小系统是由电源、复位、晶振、 /EA=1 组成。电源引脚 Vcc 40 电源端 GND 20 接地端2工作电压为 5V，另有 AT89LV51 工作电压则是 2.7-6V,

4、引脚功能一样 P3端口引脚兼用功能表2. LED 显示电路LED 显示器是现在最常用的显示器之一，如下图所示。图 3-4 LED 显示器的符号图显示电路显示模块需要实时显示当前的时间 ,即时、分、秒，因此需要 6 个数码 管，采用动态显示方式显示时间，硬件连接如下图所示，时的十位和个位分别显 示在第一个和第二个数码管，分的十位和个位分别显示在第三个和第四个数码 管，秒的十位和个位分别显示在第五个和第六个数码管，采用动态扫描的方法进 行显示，其硬件连接方式如下图所示。数码管的硬件连接示意图3 数码管使用条件：3. 键盘控制电路该设计需要校对时间，所以用三个按键来实现。按 khour 来调节小时的

5、时间，按 kmin 来调节分针的时间，按 ksec来调节秒的时间。下图是按键硬件连接图。4. 系统程序设计流程图4主程序#includesbit ksec=P30;sbit kmin=P31;sbit khour=P32;unsigned char secshi=0,secge=0,minshi=0,minge=0,hourshi=0,hourge=0; unsigned int num=0,sec=0,min=0,hour=0;unsigned char code table10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; void

6、delay(unsigned int);void time0();void display();void keyscan();main()TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1; while(1) keyscan();display();void delay(unsigned int z) unsigned int x,y;for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); 定时器中断子程序 void time0() interrupt 1 num+;TH0=(65536-5

7、0000)/256; TL0=(65536-50000)%256;LED 显示程序 void display() if(num=20) 5 num=0; sec+;if(sec=60) sec=0; min+; if(min=60) min=0; hour+;if(hour=24) hour=0; min=0; sec=0; secge=sec%10; secshi=sec/10; minge=min%10; minshi=min/10; hourge=hour%10; hourshi=hour/10; P2=0x01;P0=tablesecge; delay(5); P2=0x02;P0=t

8、ablesecshi; delay(5);P2=0x04; P0=0xbf; delay(5);P2=0x08; P0=tableminge; delay(5);P2=0x10; P0=tableminshi;6 delay(5); P2=0x20; P0=0xbf;delay(5); P2=0x40;P0=tablehourge; delay(5); P2=0x80; P0=tablehourshi; delay(5); 按键控制子程序void keyscan() if(ksec=0) delay(10); if(ksec=0) sec+; if(sec=60) sec=0; while(k

9、sec=0) display(); if(kmin=0) delay(10); if(kmin=0) min+; if(min=60) min=0; while(kmin=0) display(); if(khour=0) delay(10); if(khour=0) 7hour+; if(hour=24) hour=0; while(khour=0) display();4. 元件明细表85. 安装调试 单片机应用系统的调试包括硬件和软件两部分，但是他们并不能完全分开。一般 的方法是排除明显的硬件故障，再进行综合调试，排除可能的软 /硬件故障。 1 硬 盘调试 元器件在安装前要逐一检查，用万

10、用表测其数值，看是否与所用相同；完成焊接 后，应先空载上电（芯片座上不插芯片），并检查各引脚的电位是否正确。若一 切正常，方可在断电的情况下将芯片插入，再次检查各引脚的电位及其逻辑关 系。将万用表的探针放到单片机接电源的引脚上检测一下，看是否符合要求。2 系统性能测试与功能说明走时：默认为走时状态，按 24小时制分别显示 “时时 -分分-秒秒 ”，有 2 个“-”动态 显示，时间会按实际时间以秒为最少单位变化。走时调整：按 ksec对秒进行调整，按一下加一秒；按 kmin 对分进行调整，按一 下加一分；按 khour 对时进行调整，按一下加一小时，从而达到快速设定时间的 目的。3 系统时钟误差

11、分析电子钟的走时误差 S=S1-S2,S1表示程序实际运行计算所得的秒； S2 表示客观时 间的标准秒。 S0 时表示电子钟秒单元数值刷新滞后，即走时误差为 “慢”；反 之，S0 表示秒单元数值的刷新超前，即走时误差为 “快”。本次设计的单片机电子钟系统中，其误差主要来源包括晶体频率误差，定时器溢 出误差，延迟误差。晶体频率产生震荡，容易产生走时误差；定时器溢出的时间 误差，本应这一秒溢出，但却在下一秒溢出，造成走时误差；延迟时间过长或过 短，都会造成与基准时间产生偏差，造成走时误差。4 软件调试问题及解决 软件程序的调试一般可以将重点放在分模块调试上，统调是最后一环。软件调试 可以采取离线调

12、试和在线调试两种方式。前者不需要硬件仿真器，可借助于软件 仿真器即可；后者一般需要仿真系统的支持。本次课题， Keil 软件来调试程序， 通过各个模块程序的单步或跟踪调试，使程序逐渐趋于正确，最后统调程序。 仿真部分采用 protus 6 professional软件，此软件功能强大且操作较为简单，可以 很容易的实现各种系统的仿真。96. 收获体会 这一课程设计使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解，并增强了对数字电子 技术这门课程的兴趣。同时也发现自对数电知识和电子设计软件掌握得不够。 其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用一电子设计软件如： Proteus、 keil 等，因此使我进一步熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有 了进一步提高。我认识到：数电设计每一步都要细心认真，因为任何一步出错的话，都会导致后 面的环节发生错误。比如在 Proteus 中画电路时，就一定要细心确保全部无误， 否则任何一个错误都会导致生成 PCB 板时发生错误，做成实物后就无可挽救了。 在 PCB 板的设计中，焊盘的大小 ,线路的大小，以及线间的距离等参数都要设置 好，因为这关系到下一步的实物焊接。在设计过程中遇到了一些问题，使得我查找各种相关资料，在增长知识的同时增 强解决问题和动手的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能力。此次课程设计，学