课程设计——简易时钟设计1

1、××大学××学院××系××课程设计报告××大学××学院××系××课程设计简易时钟设计学生姓名 学 号 所 在 系 专业名称 班 级 指导教师 成 绩××大学××学院 二一 二年六月××大学××学院××系××课程设计报告摘要：数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、

2、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成 电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟电路的设计，因此进行数字钟的设计是必要的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。 单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个

3、角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 关键字:数字时钟，智能，电路Abstract: A digital clock has become necessary in People's Daily life necessities, widely used in personal homes and offices in public places, give people life, study, work, entertainment bring great convenience. As digital integrated circuit techn

4、ology development and the use of advanced quartz technology, make a digital clock has keeps good time, stable performance, carry convenience etc, it is also used in automatic timer, time and automatic control, etc. Despite already on the market at present the ready-made integrated circuit chip digit

5、al clock sale, price cheap, use convenient, but with single-chip microcomputer timer function can also completed a digital clock circuit design of digital clock, so the design is necessary. Here we will have already learned comparative scattered digital circuit knowledge organic, system for actual,

6、linked to develop our comprehensive analysis and design circuits, writing programs, debugging circuit ability. SCM has small, strong function high reliability, low 1××大学××学院××系××课程设计报告prices and so on a series of advantages, not only has become widely used ind

7、ustry measurement and control field of intelligent control tool, and has penetrated into people work and and each corners of the life, effectively promote the various sectors of technical transformation and upgrading of products and broad prospect of application.Keywords: digital clock ，intelligent

8、，circuit2××大学××学院××系××课程设计报告目 录前言11. 总体设计案11.1 计时方案11.2 控制方案12. 系统硬件电路计12.1 简易时钟电路设计12.1.1 整体框图12.1.2 芯片分析12.1.3 晶振电路32.1.4 复位电路32.2 数码显示模块设计32.3 按键模块设计33. 软件设计53.1 软件设计分析63.2 源程序清单64. 设计总结75. 参考文献83××大学××学院××系××课程设计报告前言

9、随着科技的快速发展，时间的流逝,从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。本次设计的数字时钟电路采用AT89C51单片机作为核心，对于数字电子时钟采用直观的数字显示（LED），可以同时显示时、分、秒等信息，还具有时间校准等功能，功耗小，使用寿命长，误差小，能在3V的低压工作，电压可选用35V电压供电。 综上所述此数字时钟具有读取方便、显示直观、电路简洁、成本低廉等诸多优点，实用性较强，性能稳定，有一定的市场前景。电子时钟在生活中已被普遍使用，对于我们设计的这个电子产品也有很多的不足， 需要完善。但能第一次尝试并设计出自己的产品，并能在实现相同功能的基础上节约成本也是非常有用的，这

10、样既提高自己的动手能力，又丰富课余生活。4××大学××学院××系××课程设计报告1.1 计时方案利用AT89C51单片机内部的定时/计数器进行中断时，配合软件延时实现时、 分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能使读者在定时/计数器的使用、中断 及程序设计方面得到锻炼与提高，对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而对 学好单片机技术这门课程起到一定的作用。1.2 控制方案AT89C51的P0口和P2口外接由八个LED数码管(LED8LED1)构成的显示器， 用P0口作LED的段码输出口，P2口作八个LED数码管的位控

11、输出线，P1口外接 四个按键A、B、C构成键盘电路。AT89C51 是一种低功耗，高性能的CMOS 8位微型计算机。它带有8K Flash 可编程和擦除的只读存储器（EPROM），该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储 器技术制造，与工业上标准的80C51和80C52的指令系统及引脚兼容，片内Flash 集成在一个芯片上，可用与解决复杂的问题，且成本较低。简易电子钟的功能不 复杂，采用其现有的I/O便可完成，所以本设计中采用此的设计方案。2.1.1 整体框图图1 硬件电路框图5××大学××学院××系××课程设计报

12、告2.1.2 芯片分析图2 AT89C51 引脚图单片机是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，其各引脚功能如下：VCC：+5V电源。 VSS：接地。 RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用完成单片机的复位初始化操作。 XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，当作输出口使用时，必须接上拉电阻才能有高电平输出；当作输入口使用时，必须先向电路中的锁存器写入“1”，使FET截止，以避免锁存器为“0”状态时对引脚读入的

13、干扰。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，它不再需要多路转接电路MUX；因此它作为输出口使用时，无需再外接上拉电阻，当作为输入口使用时，同样也需先向其锁存器写“1”，使输出驱动电路的FET截止。P2口：P2口电路比P1口电路多了一个多路转接电路MUX，这又正好与P0口一样。P2口可以作为通用的I/O口使用，这时多路转接电路开关倒向锁丰存器Q端。P3口：P3口特点在于，为适应引脚信号第二功能的需要，增加了第二功能控制逻辑。当作为I/O口使用时，第二功能信号引线应保持高电平，与非门开通，以维持从锁存器到输出端数据输出通路的畅通。当输出第二功能信号时，该位应应置“1”，使与非门对

14、 6××大学××学院××系××课程设计报告第二功能信号的输出是畅通的，从而实现第二功能信号的输出，具体第二功能如表1所示。2.1.3 晶振电路下图所示为时钟电路原理图，在AT89S51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。图3 晶振电路单片机复位的条件是：必须使RST/VPD 或RST引（9）加上持

15、续两个机器周期（即24个振荡周期）的高电平。例如，若时钟频率为12 MHz，每机器周期为1s，则只需2s以上时间的高电平，在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。在接电瞬间，RESET端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RESET的电位逐渐下降。只要保证RESET为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图中的RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RESET端产生一个复位高电平。图4 单片机复位电路7××大学××学院××系××课程设计报告

16、系统采用动态显示方式，用P0口来控制LED数码管的段控线，而用P2口来控制其位控线。动态显示通常都是采用动态扫描的方法进行显示，即循环点亮每一个数码管，这样虽然在任何时刻都只有一位数码管被点亮，但由于人眼存在视觉残留效应，只要每位数码管间隔时间足够短，就可以给人以同时显示的感觉。图5 数码显示电路下图为按键模块电路原理图，A为复位键，B为时钟调控键，C为分钟调控键。图6 按键模块原理图3软件设计8××大学××学院××系××课程设计报告3.1 软件设计分析.分.秒，在显示初值之后，进入主循环。在主程序中，对不同的按键

17、进行扫描，实现秒表，时间调整，复位清零等功能。图7 程序流程图3.2 源程序清单9××大学××学院××系××课程设计报告/*/ #include<reg51.h>/*/Unsigned cahr code=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf;/字形码（段码） /显示段码值01234567789/unsigned char code WeiMa=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; /版本

18、2-位选码（左到右）unsigned char code WeiMa=0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE;/版本2-位选码（右到左）/unsigned char code WeiMa=0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0x7f,0xbf,0xdf,0xef; /版本1-位选码（左到右）/分别对应相应的数码管点亮，即位码/*/unsigned char timer=2,3,10,5,9,10,5,8;/20-15-21unsigned int i,j;for (i=0; i<m; i+)/*/void main()for(j=0; j<

19、;400;j+) ; unsigned char i; unsigned char cnt = 0; /init 7-seg P0=0XFF; P2=0XFF; 10××大学××学院××系××课程设计报告while(1) /main loop for(i=0; i<8; i+) P0= Duantimeri; /取显示数据，段码 P2= WeiMai; /取位码 Delay(1); /扫描间隙延时，时间太长会闪烁，太短会造成重影，如有疑惑请查询动态扫描原理！ /完成数据处理，进位。 cnt+,(cnt >

20、;= P0=0xFF;100)?(timer7+,timer7>9?(timer7=0,timer6+,(timer6>=6)?(timer4+,timer6=0,(timer4>9)?(timer3+,timer4=0,(timer3>=6)?(timer1+,timer3=0,(timer0!=2)?(timer1>9)?(timer0+,timer1=0):(0):(timer1>3)?(timer0=0,timer1=0):(0):(0):(0):(0):(0),(cnt=0):(0);/*/单片机作为我们主要的专业课程之一，我觉得单片机课程设计很有必要，而且很有意义。但当拿到题目时，确实不知道怎么着手，有些迷茫，上网查资料，问老师，在老师的帮助下，历时两个星期，解决一个又一个的困难，终于完成任务。 在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不