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学生姓名： * 学 号： 080703111 专业班级： 通信工程081班 课程名称： 数字电子技术基础 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用方法。4.熟悉集成电路及有关元器件的使用，

2、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

3、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, 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

4、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#include<reg52.h>sbit ks

5、ec=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 codetable10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; void delay(unsigned int);void time0();void display();void keyscan();main()TMOD=0x

6、01;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;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);定时器中断子程序void time0() interrupt 1num+;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;LED显示程序void display()if(num=20)5num=0;sec+;if

7、(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=tablesecshi; delay(5);P2=0x04;P0=0xbf;delay(5);P2=0x08;P0=tableminge; delay(5);P2=0x10;

8、P0=tableminshi;6delay(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(ksec=0) display(); if(kmin=0) delay(10); if(kmin=0) min+;if(min>=60) min=0; while(kmin=0

9、) 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

10、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。S>0时表示电子钟秒单元数值刷新滞后，即走时误差为“慢”；反之，S<0表示秒单元数值的刷新超前，即走时误差为“快”。

11、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 profe

12、ssional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，学到了很多