数字电子钟课程设计

1、黑龙江学院黑龙江学院毕业论文毕业论文基于单片机的简易电子钟设计姓姓 名：名： * * * * * * 指导教师：指导教师： * * * 专专 业：业： 电子技术电子技术 班班 级：级： 20132013 年年 1010 月月 1515 日日毕业论文目 录摘摘 要要.1引引 言言.21.1. 系统基本设计思路系统基本设计思路.32.2. 单元电路方案论证单元电路方案论证.32.1 控制器模块.32.2 计时模块.32.3 显示模块.32.4 最终方案.43.3. 系统硬件介绍系统硬件介绍.43.1 STC89C51 单片机.43.2 数码管驱动模块.83.3 74HC573 芯片介绍.83.4

2、按键调时模块.93.5 指示灯模块.104.4. 系统软件设计系统软件设计.114.1 编程软件 KEIL C51.114.2 画图软件 PROTEL99SE.114.3 仿真软件PROTEUS.124.4 程序流程图.145.5. 调试与实现调试与实现.15结结 论论.16参考文献参考文献.17致致 谢谢.18附录附录 1 1 原理图原理图.19附录附录 2 2 仿真图仿真图.20附录附录 3 3 主要源程序主要源程序.21毕业论文1基于单片机的简易电子钟设计基于单片机的简易电子钟设计摘摘 要要 ：单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广

3、、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而 51 单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以 STC89C51 单片机为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由 5V 直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。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。数字钟的精度、

4、 稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED 数码管显示时、分、秒，以 24 小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz 的晶振产生振荡脉冲，定 时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。数字 钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱， 因此得到了广泛的使用。关键词关键词 ：单片机，数码管，电子时钟毕业论文2引引 言言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

5、，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，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

6、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，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。现今，高精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，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，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、分和秒的校对，片选的灵活性好。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统

7、正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12C887 等都可以满足高精度的要求。本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机STC89C51 单片机和 LED 数码

8、管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。 毕业论文31. 系统基本设计思路此设计是在数码管上显示时、分和秒，电路包括：键盘、单片机及显示驱动电路。各部分说明：（1） 键盘用于校正、调节数码管上显示的时间。（2） 单片机通过输出各种电脉冲信号开驱动控制各部分正常工作。（3） 单片机发送的信号经过显示电路通过译码最终在数码管上显示出来。（4） 按键还可以切换 12 小时制和 24 小时制，并有指示灯。系统工作过程：时间的主要处理过程是在 CPU 中完成的。CPU 会随时对时间进行读取数据的操作。在读取了相应的寄存器的值后，CPU 将读取的值进行处理，再通过 I/O 口把数据显示在数码管

9、上。2. 单元电路方案论证根据设计要求，本系统主要由控制器模块、显示驱动模块和输入模块构成。为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了以下几种方案并分别进行了论证。2.1 控制器模块方案 1：采用 51 系列作为系统控制器单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。由于其功耗低、体积较小、技术成熟和成本低等优点，在各个领域应用广泛。而且抗干扰性能好。方案 2：采用凌阳系列单片机为系统的控制器凌阳系列单片机可以实现各种复杂的逻辑功能，模块大，密度高，它将所有器件集成在一块芯片上，减少了体积，提高了稳定性。凌阳系列单片机提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系

10、统的控制核心。因 51 单片机价格比凌阳系列低得多，且本设计不需要很高的处理速度，从经济和方便使用角度考虑，本设计选择了方案 1。2.2 计时模块数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。方案一：本方案采用 Dallas 公司的专用时钟芯片 DS12C887。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于 10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，

11、锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现 1 秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加 1；若秒值达到 60，则将其清零，并将相应的分字节值加 1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加 1；若时值达到 24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。毕

12、业论文42.3 显示模块方案 1：采用 LED 数码管显示用 LED 数码管。虽然显示的内容有限，但是也可以显示数字和几个英文字母，在此设计中已经足够了，并且价格比液晶字符式要低的多，为了降低设计制作的成本，在此设计中我们选用 LED 数码管显示。方案 2：采用液晶字符显示器显示用液晶，可以用软件达到很好的控制，硬件不复杂，液晶字符显示器可以显示很丰富的内容，显示清晰，但是液晶字符式价格昂贵，在本设计中不需要用到复杂的显示内容，因此我们放弃了此方案。从经济的角度考虑，我们选择了方案 1。2.4 最终方案经过反复论证，最终确定了如下方案：（1）采用 STC89C51 单片机作为主控制器。（2）采

13、用单片机内部定时器计时。（3）采用 LED 数码管作为显示器。3. 系统硬件介绍本设计采用 STC89C51 单片机作为主控制器，外部加上 74HC573 驱动数码管。系统总体框图如下：图 1 系统总体框图3.1 STC89C51单片机STC89C51 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 4K 在系统可编程 Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C51 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 4k 字节 Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，

14、内置 4KB EEPROM，MAX810 复位电路，三个 16 位 定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X51 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时单片机电源模块晶振电路数码管驱动模块按键模块复位电路指示灯模块毕业论文5器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35Mhz，6T/12T 可选。EA/VP31X119X218RESET9P37/RD17P36WR16P32/INT

15、012P33/INT113P34/T 014P35/T 115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE /P30P31/T XD11P30/RX D10GND20VCC40U1ST C89C52图 2 STC89C51 单片机引脚图单片机是美国 STC 公司最新推出的一种新型 51 内核的单片机。片内含有 Flash 程序存储器、SRAM、UART、SPI、PWM 等模块。（一）STC89C51

16、 主要功能、性能参数如下：（1）内置标准 51 内核，机器周期：增强型为 6 时钟，普通型为 12 时钟;（2）工作频率范围：040MHZ，相当于普通 8051 的 080MHZ;（3）STC89C51RC 对应 Flash 空间：4KB;（4）内部存储器（RAM)：512B;（5）定时器计数器：3 个 16 位；（6）通用异步通信口（UART）1 个；（7）中断源:8 个；（8）有 ISP(在系统可编程）IAP(在应用可编程),无需专用编程器仿真器；（9）通用 IO 口：3236 个；（10）工作电压：3.85.5V；（11）外形封装：40 脚 PDIP、44 脚 PLCC 和 PQFP 等

17、。（二）STC89C51 单片机的引脚说明：VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电

18、平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和

19、校验时接收高八位地址信号和控制信号。 毕业论文6P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（记时器 0 外部输入） P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3

20、 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 I/O 口作为输入口时有两种工作方式，即所谓的读端口与读引脚。读端口时实际上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线，经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器。只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线。上面图中的两个三角形表示的就是输入缓冲器 CPU 将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作。这是由硬件自动完成的，不需要我们操心，1 然后再实行读引脚操作，否则就可能读入出错，为什么看上面的图，如果不对端口置 1 端口锁存器原来的状态有可能为 0Q 端为 0Q为 1 加到场效应管栅极的信号为 1，该场效应管就导

21、通对地呈现低阻抗，此时即使引脚上输入的信号为 1，也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的 1 信号读入后不一定是 1。若先执行置 1 操作，则可以使场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中实现正确的读入，由于在输入操作时还必须附加一个准备动作，所以这类 I/O 口被称为准双向口。89C51 的 P0/P1/P2/P3 口作为输入时都是准双向口。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期

22、输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0

23、000H-FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP） 。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。（三）STC89C51 单片机最小系统：最小系统包括单片机及其所需的必要的电源、时钟、复位等部件，能使单片机始终处于正常的运行状态。电源、时钟等电路是使单片机能运行的必备条件，可以将最小系统作为应用系统的核心部分，通过对其进行存储器扩展、A/D 扩展等，使单片机完成较复杂的功

24、能。STC89C51 是片内有 ROM/EPROM 的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单可靠。用 STC89C52 单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，结构如图 3 所示，由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。时钟电路复位电路STC89C51 单片机I/O口时钟电路复位电路51 系列单片机I/O接口毕业论文7图 3 单片机最小系统原理框图(1) 时钟电路STC89C51 单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。内部时钟方式如图 2-4 所示。在 STC89C51 单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTA

25、L1(18)和 XTAL2(19)引脚外接石英晶体(简称晶振)，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。图中电容 C1 和 C2 的作用是稳定频率和快速起振，电容值在 530pF，典型值为 30pF。晶振 CYS 的振荡频率范围在 1.212MHz 间选择，典型值为 12MHz 和 6MHz。Y111.0592MHzC230pFC330pF1819图 4 STC89C51 内部时钟电路(2) 复位电路当在 STC89C51 单片机的 RST 引脚引入高电平并保持 2 个机器周期时，单片机内部就执行复位操作(若该引脚持续保持高电平，单片机就处于循环复位状态)。复位电路通常采用上电自动复

26、位和按钮复位两种方式。最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充放电来实现的。只要 Vcc 的上升时间不超过 1ms,就可以实现自动上电复位。除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过 RST(9)端与电源 Vcc 接通而实现的。按键手动复位电路见图 5。时钟频率用 11.0592MHZ 时 C 取 10uF,R 取 10k。R110kC110uFS4VCC9图 5 STC89C51 复位电路（四） STC89C51 中断技术概述中断技术主要用于实时监测与控制，要求单片机能及时地响应中断请求

27、源提出的服务请求，并作出快速响应、及时处理。这是由片内的中断系统来实现的。当中断请求源发出中断请求时，如果中断请求被允许，单片机暂时中止当前正在执行的主程序，转到中断服务处理程序处理中断服务请求。中断服务处理程序处理完中断服务请求后，再回到原来被中止的程序之处（断点） ，继续执行被中断的主程序。图 6 为整个中断响应和处理过程。毕业论文8图 6 中断响应和处理过程3.2 数码管驱动模块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

28、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，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

29、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，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。图 7 数码管 本设计采用共阴数码管，显示方式为动态显示，利用数码管的 dp 点将小时、分钟和秒分隔开。3.3 74HC573芯片介绍74HC573包含八路D 型透明锁存器，每个锁存器具有独立的D 型输入，以及适用于面向总线的应用的三态输出。所有锁存器共用一个锁存使能（LE）端和一个输出使能（OE）端。当LE为高时，数据从Dn输入到锁存器，在此条件下，锁存器进入透明模式，也就是说，锁存器的输出状态将会随着对应的D输入每次的变化而改变。当LE为低时，锁存器

30、将存储D输入上的信息一段就绪时间，直到LE的下降沿来临。ABCDEFGdp1H2H3H4H4LEDABCDEFGdp1H2H2LED6W5W4W3W2W1WAABBCCDDEEFFGGdpdp毕业论文9当OE为低时，8个锁存器的内容可被正常输出；当OE为高时，输出进入高阻态。OE端的操作不会影响锁存器的状态。表2 74HC573电气参数表74HC57374HC573 参数参数74HC57374HC573 基本参数基本参数电压电压 2.02.06.0V6.0V驱动电流驱动电流 +/-7.8+/-7.8 mAmA传输延迟传输延迟 1414 ns5Vns5V74HC57374HC573 其他特性其他

31、特性逻辑电平逻辑电平 CMOSCMOS功耗考量功耗考量 低功耗或电池供低功耗或电池供电应用电应用74HC57374HC573 封装与引脚封装与引脚SO20,SO20, SSOP20,SSOP20, DIP20,DIP20, TSSOP20TSSOP2074HC573 特征：1.输入输出分布在芯片封装的两侧，为微处理器提供简便的接口 2.用于微控制器和微型计算机的输入输出口 3.三态正相输出，用于面向总线的应用 4.共用三态输出使能端 本设计只用到了 74HC573 的驱动作用，来驱动数码管的形，使得数码管更亮，单片机直接控制数码管的位，实现数码管的驱动显示，电路中的应用图如下：OE1D02D1

32、3D24D35D46D57D68D79GND10LE11Q712Q613Q514Q415Q316Q217Q118Q019V CC20U274LS573V CCABCDEFGDPP00P01P02P03P04P05P06P07ABCDEFGdp1H2H3H4H4LEDABCDEFGdp1H2H2LED6W5W4W3W2W1WAABBCCDDEEFFGGdpdp图 8 74HC573 驱动电路3.4 按键调时模块单片机键盘有独立键盘和矩阵式键盘两种：独立键盘每一个 I/O 口上只接一个按键，按键的另一端接电源或接地（一般接地） ，这种接法程序比较简单且系统更加稳定；而矩阵式键盘式接法程序比较复杂，

33、但是占用的 I/O 少。根据本设计的需要这里选用了独立式键盘接法。独立式键盘的实现方法是利用单片机 I/O 口读取口的电平高低来判断是否有键按下。将常开按键的一端接地，另一端接一个 I/O 口，程序开始时将此 I/O 口置于高电平，平时无键按下时I/O 口保护高电平。当有键按下时，此 I/O 口与地短路迫使 I/O 口为低电平。按键释放后，单片机内部的上拉电阻使 I/O 口仍然保持高电平。我们所要做的就是在程序中查寻此 I/O 口的电平状态就可以了解我们是否有按键动作了。在用单片机对键盘处理的时候涉及到了一个重要的过程，那就是键盘的去抖动。这里说的抖动是机械的抖动，是当键盘在未按到按下的临界区

34、产生的电平不稳定正常现象，并不是我们在按键时通过注意可以避免的。这种抖动一般 10200 毫秒之间，这种不稳定电平的抖动时间对毕业论文10于人来说太快了，而对于时钟是微秒的单片机而言则是慢长的。硬件去抖动就是用部分电路对抖动部分加之处理，软件去抖动不是去掉抖动，而是避抖动部分的时间，等键盘稳定了再对其处理。所以这里选择了软件去抖动，实现法是先查寻按键当有低电平出现时立即延时 10200 毫秒以避开抖动（经典值为 20 毫秒） ，延时结束后再读一次 I/O 口的值，这一次的值如果为 1 表示低电平的时间不到 10200 毫秒，视为干扰信号。当读出的值是 0 时则表示有按键按下，调用相应的处理程序

35、。硬件电路如图 9 所示：key1key2key31234K11234K21234K3key01234K0 图 9 键盘控制电路图本设计的按键功能是：当 K0 按下的时候可以切换小时制，当 K1 按键的时候是小时加一，当 K2 按下的时候分钟加一，当 K3 按下的时候秒清零。就是通过这 3 个按键实现对时间的校正。3.5 指示灯模块指示灯提示模块包括 LED 和限流电阻。发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光；它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED 的特点非常明显，寿命长、光效高、辐射低与功耗低。作为目前全球

36、最受瞩目的新一代光源，LED 因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点，被称为是 21 世纪最有发展前景的绿色照明光源。近几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED 制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发和应用，各种颜色的超高亮度 LED 取得了突破性进展，其发光效率提高了近 1000 倍，色度方面已实现了可见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光 LED 的出现，使 LED 应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾经有人指出，高亮度 LED 将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后，最伟大的发明之一。 本设计中半点的时候 LED 小灯会闪烁 5 次，整

37、点的时候会闪烁10 次。R22.2kV CCWA ND1REDR42.2KV CCZ HID2YELLOW图 10 LED 提示电路毕业论文114. 系统软件设计4.1 编程软件Keil C51Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系统，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用 C 来开发，体会更加深刻。 Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全 Windows 界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到 Keil

38、 C51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍 Keil C51 开发系统各部分功能和使用。 Keil_c 软件界面如图 12：图 12 Keil_c 软件界面该软件是一款集编程和仿真于一体的软件，它支持汇编、C 语言及二者的混合编程。4.2 画图软件Protel99SEProtel99SE 是 PORTEL 公司在 80 年代末推出的 EDA 软件。Protel99SE 是应用于Windows9X/2000/NT 操作系统下的 EDA 设计软件，采用设计库管理模式，可以网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及

39、 3D 模拟功能，是一个 32 位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计 32 个信号层，16 个电源-地层和16 个机加工层。Protel99SE 的工作界面是一种标准的 Windows 界面，如图所示，包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。Protel99SE 软件界面如图 13。毕业论文12图 13 Prtel99SE 软件界面4.3 仿真软件proteusProteus 软件是英国 Labcenter electronics 公司

40、出版的 EDA 工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司） 。它不仅具有其它 EDA 工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。PROTEUS 不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电

41、路修改、软件调试、运行结果等。课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于 PROTEUS 提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。毕业论文13图 14 proteus 仿真软件毕业论文144.4 程序流程图程序流程图如图 15 所示：图15 程序流程图开始定时器初始化并打开定时器小时加键是否按下分钟加键是否按下小时加一并存入寄存器秒清零并存入寄存器将小时、分钟和秒数据显示结束秒清零键是否按下分钟加一并存入寄存器毕业论文155. 调试与实现这是本设计较为困难的一部

42、分，需要经过反反复复的调试，才能达到理想中的效果，以下将分文硬件与软件两部分介绍此次调试的过程，以及调试过程中遇到的困难和解决办法。时间的准确度是本设计的重点调试对象，要反复调整定时器中断的初值，来达到设计的准确性。焊接好后，不要忙于通电，首先要检测有没有短路，万一有短路几通电，将会很麻烦，容易烧毁电路板或元器件，更容易引发安全隐患。确保无短路再通电。初次按键按下的时候，按键会加还几个数，按键的延时去抖已经加了为什么还会这样呢，经过反复的查找和更改程序，最终知道原来按键的处理程序没有加等待按键释放程序，如果不加，就在轻轻按下按键的一瞬间程序已经走了好几遍，所以会出现这个情况。毕业论文16结 论

43、我在这一次数字电子钟的设计过程中，很是受益匪浅。通过对自己在大学三年时间里所学的知识的回顾，并充分发挥对所学知识的理解和对毕业设计的思考及书面表达能力，最终完成了。这为自己今后进一步深化学习，积累了一定宝贵的经验。撰写论文的过程也是专业知识的学习过程，它使我运用已有的专业基础知识，对其进行设计，分析和解决一个理论问题或实际问题，把知识转化为能力的实际训练。培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。 通过这次课程设计我发现，只有理论水平提高了；才能够将课本知识与实践相整合，理论知识服务于教学实践，以增强自己的动手能力。这个实验十分有意义 我获得很深刻的经验。通过这次课程设计，我们知道了理论和实际的

44、距离，也知道了理论和实际想结合的重要性，也从中得知了很多书本上无法得知的知识。 我们的学习不但要立足于书本，以解决理论和实际教学中的实际问题为目的，还要以实践相结合，理论问题即实践课题，解决问题即课程研究，学生自己就是一个专家，通过自己的手来解决问题比用脑子解决问题更加深刻。学习就应该采取理论与实践结合的方式，理论的问题，也就是实践性的课题。这种做法既有助于完成理论知识的巩固，又有助于带动实践，解决实际问题，加强我们的动手能力和解决问题的能力。毕业论文17参考文献1 谢自美电子线路设计实验测试M武汉：华中理工大学出版社，1992.2 何立民单片机应用系统设计M北京：北京航空航天大学出版社，19

45、93.3 楼然笛单片机开发M北京：人民邮电出版社，1994.4 付家才单片机控制工程实践技术M北京：化学工业出版社 2004.3.5 李光才单片机课程设计 实例指导M 北京：北京航空航天大学出版社 2004.6 朱定华单片机原理及接口技术实验M北京：北方交通大学出版社 2002.11.7 刘湘涛江世明单片机原理与应用M. 北京:电子工业出版社,2006.毕业论文18致 谢首先感谢我的论文指导老师*老师，我的论文是在他的悉心指导下完成的。*老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。其次我要感谢我的导员*老师，在大学的三年期间，无论是

46、在学习还是在生活上，*老师都给了我无微不至的关心。她正直乐观的人格魅力一直感染着我，这必将激励我在今后的工作和生活中不断前进。再次我要感谢一直陪同我走完大学三年求学之路的同寝室的兄弟们，谢谢他们平时对我无微不至的照顾和关心。我很高兴能生活在一个互助友爱和充满活力的集体中，从他们的身上我学到了很多，同时他们给我的大学生活留下了许多美好的回忆。最后，我要特别感谢我的父母。在我求学的过程中他们付出的不仅仅是辛勤的劳动和汗水，而是世界上最崇高、最伟大的爱。他们所做的一切是我这一生都无法回报的。真诚感谢给予我热情帮助和关注的所有人。毕业论文19附录 1 原理图key1key2key3R22.2kV CCWA NOE1D02D13D24D35D46D57D68D79GND10LE11Q712Q613Q514Q415Q316Q217Q118Q019V CC20U274LS573V CCABCDEFGDPEA/V P31X 119X 218RESET9RD17WR16IN T012IN T113T 014T 115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P24