LED旋转时钟
【摘要】本实验利用单片机的特性，将各种廉价的原材料自制成可用于室内装饰和便利生活的LED旋转时钟。其制作方法简单、整体结构紧凑、材料环保、成品便于移动、外形美观而且成本低廉。
【关键词】发光二极管单片机系统旋转视觉停留编码显示时间
一、课题背景：
课题构思背景
在课题构思初期，本组计划用51单片机来实现变色光纤花篮的控制（本组大二期间物理课题，计划将其改进）。之后通过查阅资料，本组认为制作旋转时钟与变色光纤花篮大体原理相同，但在技术知识上比变色光纤花篮更进一步，所以将课题目标定为“旋转时钟”。
课题技术背景
“单片机原理及应用”是我们大学本科学习期间的重要课程之一。它注重培养同学们的实践动手能力，使我们在自学与实际操作中将知识融汇贯通。单片机的应用大到卫星、导弹，小到洗衣机、微波炉，都有他们的踪影。
旋转时钟的主要特点就是结构新颖，效果奇特。加入了现代科技的元素，利用人眼的视觉暂留特性，用单片机作为主控芯片，采用电机带动发光二极管高速旋转，霍尔传感器进行定位，利用刷屏显示原理呈现时钟画面及DS18B20温度显示。造型及显示效果个性、新颖，解决了传统时钟结构单一，显示效果固定的缺陷，更好了满足了人们对美的追求。
现今人们家庭用的时钟主要还是传统意义上的时钟，固定的表盘与表针，显示效果单一，不能满足时钟不但用来看时间还是一件很好的装饰品的要求。随着科技的发展网络上出现了以DIY为主要形式的旋转时钟作品。
但是随着单片机技术、高亮发光二极管制造技术和高速稳定电机制造技术的发展，这种千奇百怪、创意无限的电子旋转时钟必将走进千家万户。
二、原理介绍
（一）、发光二极管发光原理
发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。LED发光二极管内部结构如图1所示。
图1 发光二极管构造图
（二）、红外对管原理
红外对管是一种常用的光电器件。所谓对管就是由一只红外线发射管和红外线接收管组成。根据发射和接收的频率不同，红外对管有不同的型号。当发射管与接收管的发射与接收窗靠近对齐时，即红外线照射到接收管上，则接收管导通，其中导通特性与普通二极管相似，例如图1所示，一般红外对管的有效距离为数米。如果想扩大感应距离可加装透镜。把接收管连接成如图2所示的电路。就可以组成一个光电触发系统。
发射管接收管
图2 红外对管的使用
（三）、视觉暂留原理
人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。是光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍保留一段时间的现象，其具体应用是电影的拍摄和放映。原因是由视神经的反应速度造成的.其时值是二十四分之一秒。是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。
视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像，感光细胞感光，并且将光信号转换为神经电流，传回大脑引起人体视觉。感光细胞的感光是靠一些感光色素，感光色素的形成是需要一定时间的，这就形成了视觉暂停的机理。
视觉暂留现象首先被中国人发现，走马灯便是据历史记载中最早的视觉暂留运用。宋时已有走马灯，当时称“马骑灯”。随后法国人保罗·罗盖在1828年发明了留影盘，它
是一个被绳子在两面穿过的圆盘。盘的一个面画了一只鸟，另一面画了一个空笼子。当圆盘旋转时，鸟在笼子里出现了。这证明了当眼睛看到一系列图像时，它一次保留一个图像。
物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4
秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。是人眼具有的一种性质。人眼观看物体时，成像于视网膜上，并由视神经输入人脑，感觉到物体的像。但当物体移去时，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续0.1 -0.4秒秒的时间，人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。
（四）、AT89C2051单片机原理
51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。
（1）内部结构
AT89C2051是一带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储器（EEPROM）的低电压，高性能8位CMOS微处理器。它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS-51指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPLI和闪速存储器，ATMEL的AT89C2051是一强劲的微型处理器，它对许多嵌入式控制应用提供一定高度灵活和成本低的解决办法。
AT89C2051提供以下标准功能：2K字节闪速存储器，128字节RAM，15根I/O口，两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，一个精密模拟比较器以及两种可选的软件节电工作方式。空闲方停止CPU工作但允许RAM、定时器/计数器、串行工作口和中断系统继续工作。掉电方式保存RAM内容但振荡器停止工作并禁止有其它部件的工作到下一个硬件复位。
（2）软硬件的开发
AT89C2051可以采用下面两种方法开发应用系统。
1、由于89C2051内部程序存贮器为Flash，所以修改它内部的程序十分方便快捷，只要配备一个可以编程89C2051的编程器即可。调试人员可以采用程序编辑-编译-固化-插到电路板中试验这样反复循环的方法，对于熟练的MCS-51程序员来说，这种调试方法并不十分困难。但是做这种调试不能够了解片内RAM的内容和程序的走向等有关信息。
2、将普通8031/80C31仿真器的仿真插头中P1.0～P1.7和P3.0～P3.6引出来仿真2051,这种方法可以运用单步、断点的调试方法，但是仿真不够真实，比如，2051的内部模拟比较器功能，P1口、P3口的增强下拉能力等等
3、引脚说明
AT89C2051芯片引脚如图3所示。
图3 AT89C2051引脚图
1、VCC：电源电压。
2、GND：地。
3、P1口：P1口是一个8位双向I/O口。口引脚P1.2~P1.7提供内部上拉电阻，P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0)和反相输入(AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。当P!口引脚写入“1”时，其可用作输入端，当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的写入“1”时，其可用作输入端。当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电流。
4、P3口：P3口的P3.0~P3.
5、P3.7是带有内部上拉电阻的七个双向I/O口引脚。P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。P3口缓冲器可吸收20mA电流。当P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时，被外部拉低的P3口脚将用上拉电阻而流出电流。
P3口还用于实现AT89C2051的各种第二功能，如表1所列：
表1 AT89C2051的第二功能
引脚
功能
口
P3.0 RXD串行输入端口
P3.1 TXD串行输出端口
P3.2 INT0 外中断0
P3.3 INT1 外中断1
P3.4 T0定时器0外部输入
P3.5 T1定时器1外部输入
P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
5、RST：复位输入。RST一旦变成高电平所有的I/O引脚就复位到“1”。当振荡器正在运行时，持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需12个振荡器或时钟周期。
6、XTAL1：作为振荡器反相器的输入和内部时钟发生器的输入。
7、XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出。
（五）、小马达原理
motor的译音即电机、电动机。电子启动器就是现在人们通常所指的马达，又称启动机。它通过电磁感应带动启动机转子旋转，转子上的小齿轮带动发动机飞轮旋转，从而带动曲轴转动而着车。具有瓷芯底座的新型低成本火花塞和启动器这两项零部件创新，奠定了汽车发展的技术基础。
（六）、旋转时钟
旋转时钟，利用了视觉暂留的原理，有8只发光二极管排成一列，图中以圆圈代表发光二极管，最内侧的发光二极管为圆心，它们绕着圆心旋转，最外侧的发光二极管显示时间刻度，如图所示，当时针在12点时我们假设角度为0度，则每个小时时针之间的角度为360/12=30度，于是，当这一列发光二极管每旋转30度，，最外侧的发光二极管就点亮一个瞬间以呈现出时间刻度。这样，如果在0,1秒之内，这列发光二极管能旋转完一圈，则人眼就会产生错觉，而把先后产生的时间刻度连成12个完整的时间刻度。
显示时针、分针的方法与显示刻度的原理相似。实际中，分针较时针长，所以在图中我们假设分针用7只发光二极管来显示，时针用5只发光二极管来显示，例如，要显示3点整，在时间刻度的显示基础上，控制在0度上点亮7只发光二极管以显示分针指在12点位置上;然而当发光二极管转过90度时再显示5只以显示时针指在3点位置上，如图所示，由于发光二极管在不断的旋转，在0.1秒内重复点亮12点位置上的7只和3点位置上的5只发光二极管，直到1分钟以后在6度的位置上点亮7只发光二极管表示3点01分。
三、课题材料
课题材料如表2所示。
表2 LED旋转时钟电路元件清单
原件名称规格或型号数量图例
稳压直流电源 1.5V~12V 1 纽扣电池3V 2 单片机AT89C2051 1
电机1200rmp 1 万用板9cm*15cm 1
无源晶振12MHz 1
电容
20pF 2 10uF 1 100uF 1 0.01uF 1
二极管发光二极管
白发红 1
发光二极管
白发蓝7 红外对管1对
电阻
470Ω8 4.7kΩ 1 560Ω 1
四、方案设计
旋转时钟主要有两个部分组成：电机部分和单片机控制发光二极管显示部分。在单片机控制发光二极管显示部分，为了制作的方便，把单片机。电池。发光二极管等器件焊接到一个电路板上，这样可以使旋转的电路板成为一个独立的系统，如图所示，电路板的中心有一个电机轴插孔电机轴插入其中带动电路板旋转旋转。该电路板应该越轻越好，器件可使用贴片式的。
首先要计算旋转时钟的周长和半径。选用直径为3mm的发光二极管组成一列，这样最外侧的发光二极管旋转一周经过的显示位置有60个。为了在显示时每分钟之间有一个间隔，我们在每分钟之间引入一个1mm空隙，如图4所示，于是得到旋转的周长C=60×3mm+59×1mm=239mm，可得半径R=38mm。
得到半径后，可将8只发光二极管按38mm平均间距排成一列，如图5所示，这样就确定了显示部分的硬件尺寸设计，7只内侧的发光二极管可使用蓝色的高亮度管，最外侧的时间刻度发光二极管可用红色以突出刻度。
图4 旋转周长图5 发光二极管列半径为38mm
时间的计算。根据视觉暂留的原理，该列发光二极管在同一位置出现的时间间隔应该不大于0.1秒，即旋转周期T≤100ms。在这1ms中，可设计发光二极管点亮0.7ms,熄灭0.3ms。这样，就完成了发光二极管显示时间的计算。
直流电机的控制简单，较适合用在旋转时钟中带动电路板旋转。刚才计算出周期
T=50ms，即电机转轴每60ms旋转一圈，得到每秒转动的圈数f=1/T=16.7，所以可选用转速约为1000rmp的电机，可以通过与电位器串联进行具体的转速调整。
在旋转电路板的电路中，P3.3管脚是外部中断1的输入端，连接了一个红外接收管，当有与之配对的红外发光二极管发出红外线照到其上时红外接收管在电路中导通，则外部中断INT1的输入端呈现低电平，将会触发外部中断。
在电机控制和红外管得电路中有一个红外发光二极管，发射管和接收管组成红外对管，用于同步。红外发光二极管固定在电机附近，接收管固定在旋转电路板背面，需要保证接收管和发射管在电路板每旋转一周能对齐一次，以产生一个中断信号。
五、实验计划
（一）、设计好整体规划；
（二）、根据规划选材料；
（三）、编写程序；
（四）、实验仿真；
（五）、若有不合适的地方，总结经验并做适当的调整直至仿真成功；
（六）、购买材料；
（七）、组合各部件；
（八）、拍照片，制作实验报告和演示验证的PPT。
六、实验步骤
（一）、明确系统功能
电机带动一列发光二极管绕轴旋转，单片机控制发光二极管在旋转过程中的相位置上点亮以指示时间和刻度。与此同时，单片机内部进行时钟的计时操作，以控制旋转时钟显示正确的走时。系统的最终效果与图相似。
（二）、设计实验电路图并确定各种实验材料的规格
实验电路如图6，系统框图如图7。
图6 旋转时钟系统仿真电路图
图7 系统框图
（三）、编写实验程序
系统程序如下。
ORG 00H ; 起始地址00H
JMP MAIN ; 跳转到MAIN
ORG 0BH ; Timer 0中断向量地址
JMP TIM0 ; 跳转到TIM0
ORG 13H ; 外部中断1向量地址
JMP EXT1 ; 跳转到EXT1
; 这里是主程序段，使能中断,中断优先级，装载计数初始值等
MAIN:
MOV IE, #86H ; 使能Timer 0中断和外部中断1 SETB TCON.2 ; 设置
MOV IP, #02H ; 设置Timer 0优先级较高
MOV TMOD, #01H ; 使用Timer 0工作在模式1下
MOV TH0, #3CH ; 装载计数初始值，50ms延时
MOV TL0, #0B0H
MOV R0, #00H ; Timer 0的50ms延时计数器
MOV R1, #00H ; 秒的计数器
MOV R2, #00H ; 分的计数器
MOV R3, #00H ; 时的计数器
MOV 32H, #0FFH ; 旋转时钟的指针显示数据
SETB TR0 ; 启动Timer 0中断
JMP $ ; 循环本行，等待中断发生
; 这里是Timer 0中断服务子程序，用于分，时计时
TIM0:
INC R0 ; 50ms延时计数器加1
CJNE R0, #20, NEXT ; 如果不等于20，说明不到1秒，跳到NEXT INC R1 ; 如果R0=20，计时1秒，R1加1
CJNE R1, #60, INC_SEC ; 如果R1不等于60，说明不到1分钟，跳到INC_SEC
INC R2 ; 如果R1=60，计时1分钟，R2加1
MOV 30H, R2 ; 将分钟存储在30H
CJNE R2, #60, INC_MIN ; 如果R2≠60，说明不到一分钟，跳到INC_MIN INC R3 ; 如果R2=60，计时1小时，R3加1
MOV 31H, R3 ; 将小时存储在31H
CJNE R3, #12, INC_HR ; 如果R3不等于12，说明不到12个小时
MOV R0, #00H ; 如果R3=12，将R0～R3计数器清0
MOV R1, #00H
MOV R2, #00H
MOV R3, #00H
NEXT:
MOV TH0, #3CH ; 装载计数初始值，50ms延时
MOV TL0, #0B0H
RETI ; 返回主程序
INC_SEC:
MOV R0, #00H ; 50ms计数器清0
JMP NEXT ; 跳至NEXT
INC_MIN:
MOV R0, #00H ; 50ms计数器清0
MOV R1, #00H ; 秒钟计数器清0
JMP NEXT ; 跳至NEXT
INC_HR:
MOV R0, #00H ; 50ms计数器清0
MOV R1, #00H ; 秒钟计数器清0
MOV R2, #00H ; 分钟计数器清0
JMP NEXT ; 跳至NEXT
;这里是外部中断1中断服务子程序，用于指针，刻度的显示
EXT1:
MOV R4, #00H ; 显示位置计数器，记录旋转过程中的位置DISPLAY:
MOV A, R4 ; 位置数据载入ACC
CJNE A, #60, CONTINUE ; 如果位置不等于60，表示没有显示完一圈
RETI ; 如果60，说明显示完一圈，返回主程序CONTINUE:
PUSH ACC ; ACC压栈
MOV B, #5 ; 刻度的位置是5的倍数
DIV AB ; 将位置除以5
MOV A, B ; 将余数载入ACC中
CJNE A, #0, DIS_MIN ; 余数与0比较，不相等表示不是刻度位置 ANL 32H, #0FEH ; 如果是刻度位置，将显示数据的最低位清0 DIS_MIN:
POP ACC ; ACC弹栈，位置数据
CJNE A, 30H,DIS_HR ; 如果位置数据与30H的分钟不相等，跳转 ANL 32H, #01H ; 如果相等，说明是分针的显示位置，将显示数据中得分针位清0
DIS_HR:
PUSH ACC ; ACC压栈
MOV A, 31H ; 小时计数器载入ACC
MOV B, #5 ; B=5
MUL AB ; 做AⅹB=时针的位置，积存回ACC
MOV 31H, A ; 位置载入31H
POP ACC ; ACC弹栈，位置数据
CJNE A, 31H, NXT ; 如果位置数据与31H中内容不相等，跳转 ANL 32H, #07H ; 如果相等，说明是时针的显示位置，将显示数据中的时针位清0
NXT:
MOV P1, 32H ; 32H中的显示数据从P1输出
MOV R6, #174 ; 延时700us
CALL DELAY
MOV 32H, #0FFH ; 熄灭
MOV P1, 32H ; 延时300us
MOV R6, #74
CALL DELAY
INC R4 ; 位置计数器加1
JMP DISPLAY ; 循环
DELAY:
MOV R5, #2
D1: DJNZ R6, $
DJNZ AR5, D1
RET
END ; 程序结束
（四）、用PROTUES软件进行仿真
新建设计文件—设定绘图纸大小—选取元器件并添加到对象选择器中—放置、移动、旋转元器件—放置电源、地—电路图布线—设置、修改元器件的属性—电气检测源程序设计—源程序编译汇编、生成目标代码文件夹—加载目标文件—全速仿真
（五）、购买实验材料
网上购买和实体店购买。
（六）、连接电路
布局排版，将材料和线路在万能板上摆好，之后进行焊接。如图8。
两部分衔接，将直流电机部分电路连接好，之后将直流电机与电路板衔接固定。如图9。
图8 摆放、焊接图9 上下衔接
（七）、调节电路
调节直流电源，至直流电机转速合适。测试LED灯是否接好。如图10。
图10 LED灯连接测试
（八）、完成状态
完成图如图11。
图11 完成效果图
图12 理论完成图
七、收获与问题分析
本组共2名组员，均对电学和光学实践性活动抱有浓厚兴趣。积极参加了此次单片机应用课题，亲身经历了课题制作过程中的采购、组装、改进、解决问题等几个过程之后，每个人都获得了许多实践经验，还总结了一些解决问题的办法。同时对于团队合作过程中的组员协调与交流，也成为了我们收获中的重要部分。制作这个LED旋转时钟的初衷只是想试验自己的能力，后来逐渐发现看似简单的课题背后却有着许多我们从未面临过的问题。
这次实验过程中，本组遇到了硬件及软件的多方面问题。
（一）、课题初期无从下手。刚开始时本组一直没有确定课题究竟要做什么，一方面是初识单片机，把握不好课题难度，另一方面不知自身水平如何。
（二）、编程过程中出现了多处错误久久没有被找出，使得课题进度被延后。
（三）、软件仿真步骤中，初次接触PROTUES软件的本组组员，从网上查找使用教程后才逐渐熟悉软件机制。
（四）、原件采购过程中的问题是最多的。首先，由于不熟悉单片机现状，本组匆忙从网店购入ATS89C2051芯片，致使引发了后期包括烧录、安插、链接等一系列的麻烦；其次，原件购买过多，造成了浪费，对于这个问题，本组讨论确定之后的学校学习中，依旧将单片机引入我们的学习探索；之后的焊接，由于技术、工具、场地的问题，我们不仅把万用板烧出黑斑，还烧到了组员电脑，药瓶等生活用品。
（五）、课题中引入红外对管，红外光谱肉眼不可见，无法判断发射管是好是坏。针对此问题，本组在发射管旁串联一支红色LED发光管作为指示灯。
经过这些困难与问题，我们收获的不仅是一次单片机课题制作经历，还有面对问题敢于迎难而上的处事经验。作为理科女生的我们，更应该勇敢解决学习生活中的各种困难。除此之外本组组员在课题配合的默契程度上又增加了许多，这是本组课题顺利完成的精神保证。作为一支团队，只有目标一致、默契配合，才能将各自长处发挥到最大。
基于单片机数字时钟的设计 第一章绪论 1.1数字时钟的背景 1.2数字时钟的意义 1.3数字时钟的应用 第二章整体设计方案 2.1 单片机的选择 2.2 单片机的基本结构 第三章数字是中的硬件设计 3.1最小系统设计 3.2液晶显示电器 3.3键盘控制电路 第四章数字时钟的软件设计 4.1系统软件设计流程图 4.2数字是中的原理图 4.3主程序 4.4时钟设置子程序 4.5定时器中断子程序 4.6液晶显示子程序 4.7按键控制子程序 第五章系统仿真 1.1数字时钟的背景 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及一步提高，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，他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，是传统控制技术的一次改革。
单片机模块中最常见的是数字时钟，数字钟是一种用数字电路实现时，分，秒计时的装置，与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 1.2数字时钟的意义 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,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,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，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 1.3数字时钟的应用 数字时钟已成为人们日常生活中必不可少的，广泛用于个人家庭以及车站，码头，剧场办公室等公共场所，给人们的生活，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，自动报时以及自动控制等各个领域。 第二章整体设计方案 2.1单片机的选择 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称微控制器 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含计算机的基本功能部件；中央处理器，存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，成为一个单片机控制系统。 单片机经过1，2，3，3代的发展，正朝着多功耗CMOS化，微型单片化，低电压，低功耗，主流与多品种共存等方向发展。其发展趋势不外乎以下几个方面：， 1.低功耗CMOS化 MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW 左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径 2.微型单片化 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 3.主流与多品种共存 现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容
单片机课程设计 姓名：刘韶辉 学号：32 班级：自动化11402 成绩： 指导老师：吴玉蓉 设计时间：2016年12月26日~2017年1月5日目录
STC89C51是公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 4K 在系统可编程Flash存储器。STC89C51使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位和在系统可编程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。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 (5) 图5 单片机系统冻结，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。 (5) 将所有数码管的8个显示段码"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，电路如下图： (5) 图6 数码管显示电路 (6) 一、设计要求 利用51单片机开发电子时钟，实现时间显示、调整功能。具体要求如下：（1）按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图； （2）按要求设计部分外围电路，并与单片机仿真器、单片机实验箱、电源等正确可靠的连接，给出电路原理图； （3）用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试； （4）利用键盘输入调整秒、分和小时时刻，数码管显示时间； 二、系统总体方案
#include
单片机课程设计LED点阵电子显示 屏的设计 1
LED点阵电子显示屏的设计 简述：LED点阵显示系统，由AT89S52单片机、串口通信模块、LED屏幕显示模块等组成，实现了对星期、年月日、时分秒的显示。 关键词：LED点阵电子显示屏单片机键盘控制 一、选用器材 AT89C52单片机1个，74LS138型号3线－8线译码器1个，74LS373三态输出的八D 透明锁存器型号，+5V电源1个，Led8*8点阵屏绿色5个， tPd PD5个，带公共端的8电阻排(排阻)1个，电容30pF3个，电阻10K欧1个，按钮6个，石英晶振1MHz1个 二、设计方案 1、实验功能 本实验要实现的功能就是，显示时分秒，年月日，且可修改。实现实时时间的显示，显示屏数字显示，时：分：秒；星期的显示；年月日的显示。显示屏经过按键切换显示星期，年月日，时间。 2、总体方案 （1）工作原理
用单片机AT89S52控制，写入程序，将数据传输到显示模块，即点阵LED电子显示屏显示器，实现日历的显示。 （2）总体设计 电路图 LED和52单片机配合实现时间显示功能。显示模块为点阵LED电子显示屏显示器，把单片机中的数据显示出来。该电路是经过按键来切换各种显示要求。 3、方案论证 （1）显示部分: 显示部分是本次设计最核心的部分，对于LED8*8点阵显示有以下两种方案：静态显示，即将每个二极管的状态分别用
1和0表示，0则无电流，为暗，1则有电流，为亮。若给每个二极管一个驱动电路，一个图像输入后，所有LED的状态保持到下一个图像。对于静态显示方式，所需的译码驱动装置很多，引线多而负责，成本高，可靠性也低。动态显示，即对每一个LED屏进行分割，对组成图像的各个部分分别显示，这样利用人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短，也同样能够实现显示功能，这样就能够避免静态显示出现的问题。可是，设计上如果处理不当，容易造成图像闪烁的问题，因此合理的涉及要保证驱动电路容易实现而且保证图像稳定补闪烁。（2）数字时钟 本实验采用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器分别存放时钟的年、月、日、时、分、秒、星期的信息。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，则清零且相应的分值加1；若分值达到60，则清零且相应的时值加1；若相应的时值达到24，则清零且相应的日值加1；若相应的日值分别达到29，30，31时，根据判断来增加月值；若相应的月值达到12时，清零且年值加1。 （3）显示接口芯片的选择 采用串口输入，使用少量I/O口，但传输速度稍微慢了一些，可是不影响显示质量。于是我们采用TI公司的DMOS器件
单片机原理及应用课程设计任务书 题目：电子时钟（LCD显示） 1、设计要求以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时间： 使用字符型LCD显示器显示当前时间。显示格式为“时时：分分：秒秒”。用3个功能键操作来设置当前时间。功能键K1～K4功能下。 K1—设置小时。 K2—设置分钟。 K3—设置秒。 程序执行后工作指示灯LED发光，表示程序开始执行，LCD显示“23：59：00”，然后开始计时。 2、工作原理 本课题难点在于键盘的指令输入，由于每个按键都具有相应的一种功能，程序中有较多的循环结构用以判断按键是否按下，以及判断按键是否抬起，以及LCD显示器的初始化。 3、参考电路 硬件设计电路图如下图所示： 硬件电路原理图 单片机原理及应用课程设计任务书
题目：电子时钟（LCD显示） 1、设计要求以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时间： 使用字符型LCD显示器显示当前时间。显示格式为“时时：分分：秒秒”。用3个功能键操作来设置当前时间。功能键K1～K4功能下。 K1—设置小时。 K2—设置分钟。 K3—设置秒。 程序执行后工作指示灯LED发光，表示程序开始执行，LCD显示“23：59：00”，然后开始计时。 2、工作原理 本课题难点在于键盘的指令输入，由于每个按键都具有相应的一种功能，程序中有较多的循环结构用以判断按键是否按下，以及判断按键是否抬起，以及LCD显示器的初始化。 3、参考电路 硬件设计电路图如下图所示： 硬件电路原理图 基于AT89C51单片机的电子时钟设计报告
一、设计要求与目的 1）设计要求以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时间。 2）、使用字符型LCD显示器显示当前时间。显示格式为“时时：分分：秒秒”。3）、用3个功能键操作来设置当前时间。 4）、熟悉掌握proteus编成软件以及keil软件的使用 二、本设计原理 本设计以AT89C51单片机为核心，通过时钟程序的编写，并在LCD显示器上显示出来。该编程的核心在于定时器中断及循环往复判断是否有按键操作，并对每个按键的操作在LCD显示器上作出相应的反应。由于LCD显示器每八位对应一个字符，故把秒、分、时的个位和十位分开表示。 该课题中有三个控制开关KM1、KM2、KM3分别控制时、分、秒的调整，时间按递增的方式调整，每点一次按钮则相应的时间个位加以，且时间调整不干扰其他为调整时间的显示。 三、硬件设计原理（电路） 硬件电路原理图
单片机课程设计 姓名：韶辉 学号： 1402250232 班级：自动化11402 成绩： 指导老师：吴玉蓉 设计时间：2016年12月26日~2017年1月5日
目录 1.设计要求 (1) 2.系统总体方案 (2) 3.硬件电路设计 (3) 4.系统软件设计. (4) 5.课程设计体会 (15) 6.参考文献 (15) 7.系统实物图 (16) 附录1 电路原理图 (17) 附录2 原件清单 (18)
一、设计要求 利用51单片机开发电子时钟，实现时间显示、调整功能。具体要求如下：（1）按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图； （2）按要求设计部分外围电路，并与单片机仿真器、单片机实验箱、电源等正确可靠的连接，给出电路原理图； （3）用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试； （4）利用键盘输入调整秒、分和小时时刻，数码管显示时间； 二、系统总体方案 1.时钟计数：形成秒、分、小时，系统时间采用24小时制。利用单片机部的定时器/计数器来实现，它的处理过程如下：首先设定单片机部的一个定时器/计数器工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间（如10ms），然后用另一个定时器/计数器或软件计数的方法对基准时间计数形成秒（对10ms计数100次），秒计60次形成分，分计60次形成小时，小时计24次则计满一天。 （如12-25-09）。 2.显示：采用8个LED显示系统当前时间，显示格式为“时-分-秒” 3.设置功能：用户可以对系统的时间进行设置。没有按键时，则时钟正常走时。当按下K0键，进入调分状态，时钟停止走动，此时，按K1或K2键可进行加1或减1操作；继续按K0键可分别进行分和时的调整，此时，按K1或K2键可进行加1或减1操作；最后按K0键将退出调整状态，时钟开始计时运行。 4.系统框图
基于单片机的电子闹钟设计 摘要 本设计以AT89C51芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功能齐全的电子时钟，它由5V直流电源供电。 关键词：单片机；led；闹钟；定时器 Abstract This design, adopting AT89C51 chip as the core part with some necessary peripheral circuits, is a simple electronic clock which uses 5V DC as the power supply. Keywords:single chip machine ,in fixed time machine, alarm clock,LED 1 引言 1.1设计目的 此次课程设计是在学习先修课程《单片机原理与系统设计》之后，为加强对学生系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。本课程设计应结合《单片机原理与系统设计》课程的基础理论，重点强调实际应用技能训练，包括单片机系统设计的软件和硬件两部分。其课程设计任务是使学生通过应用单片机系统设计的基本理论，基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，初步掌握并具备应用单片机进行设备技术改造和产品开发的能力，培养学生的创新意识，提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。 1.2设计要求 结合单片机知识，以AT89C51单片机为核心，利用七段LED数码管实现计时、校时及闹钟功能。 1.3设计方法 以AT89C51单片机为核心，外加晶振电路，使用8个七段数码管显示，LED 采用动态扫描，用74ls245芯片作为驱动电路。通过四个独立按键对时间进行定时、校时，从而实现闹钟提醒功能。 2 设计方案及原理 2.1设计方案 选AT89C51单片机作为系统核心，辅助外部产生时钟信号的晶振电路，再加上四个独立按键作为输入信号，使用8个七段数码管显示时间，芯片74ls245为数码管段选线的驱动，最后用蜂鸣器实现闹铃功能。使用单片机的定时器T0计时时间为50ms，计时20次作为1s的时间基准。第一部分，12MHz的晶振连接至单片机的时钟信号输入端；第二部分，四个独立按键加上四个上拉电阻连接至单片机
目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (2) 2 硬件电路设计 (2) 3 软件设计 (5) 4 调试分析及说明 (7) 5 结论 (9) 参考文献 (9) 课设体会 (10) 附录1 电路原理 (12) 附录2 程序清单 (13)
电子时钟的设计 许山沈阳航空航天大学自动化学院 摘要：传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件，不仅占用了很大的空间而且利用率也比很低，随着系统设计复杂度的不断提高，用传统时钟系统设计方法很难满足设计需求。 单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种接口于一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51系列的单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。，本次设计提出了系统总体设计方案，并设计了各部分硬件模块和软件流程，在用C语言设计了具体软件程序后，将各个模块完全编译通过过后,结果证明了该设计系统的可行性。该设计给出了以AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化LED显示模块实时显示数字的设计方案，适当地解决了实际生产和日常生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的应用性。 关键字：AT89C2051,C语言程序，电子钟。 0前言 利用51单片机开发电子时钟，实现时间显示、调整和闹铃功能。具体要求如下： （1）按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图； （2）按要求设计部分外围电路，并与单片机仿真器、单片机实验箱、电源等正确可靠的连接，给出电路原理图； （3）用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试；
（4）利用键盘输入调整秒、分和小时时刻，数码管显示时间； （5）实现闹钟功能，在设定的时间给出声音提示。 1总体方案设计 该电子时钟由89C51，BUTTON，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，利用单片机内部定时计数器0通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。闹钟和时钟的时分秒的调节是由一个按键控制，而另外一个按键控制时钟和闹钟的时间的调节。 图1 系统结构框图 该电子时钟由STC89C51，BUTTON，1602 LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，晶振电路的晶振频率为12MHZ,使用的定时器/计数器工作方式0，通过软件扩展产生的一秒定时，达到时分秒的计时，60秒为一分钟，60分钟为一小时，24小时为一天，又重00:00:00开始计时。没有按键按键按下时，时钟正常运行，当按下调节时钟按键K1，就会关闭时钟，当按下闹钟按键K3时时钟就会进入设置时间界面，但是时钟不会停止工作，按K2键，，就可以对时钟和闹钟要设置的时间进行调整。 2硬件电路设计
1 LED电子显示屏原理 1.1 L ED电子显示屏概述 LED电子显示屏（Light Emitting Diode Panel）是由几百--几十万个半导体发光二极管构成的像素点，按矩阵均匀排列组成。利用不同的半导体材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。 LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式，来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。 LED显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。LED 显示屏因为其像素单元是主动发光的，具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。 LED显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。 1.2 LED显示屏动态显示原理 LED点阵显示系统中各模块的显示方式：有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。 点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
课题：基于51单片机的多功能数字时钟系统设计 一、概述、设计思路 该设计方案是以MC51单片机为核心，采用LCD液晶屏幕显示系统，辅以闹钟模块，温度采集模块、日期提醒、键盘时间调整预设置等模块，所构建的数字时钟系统，能动态显示实时时钟的时、分、秒，数据显示(误差限制在30每天)，对闹铃方式与温度调节模块进行了重点设计实现SB0、SB1、SB2、SB3四个键实现时钟正常显示，调时，及闹钟时间设置。本系统设计大部分功能有软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性也得大大提高。 二、系统组成与工作原理 1、工作原理： 本设计采用STC89C51单片机作为本次课程设计的控制模块。单片机可把由DS18B20、DS1302、AT24C02中的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度、日历和闹铃的显示。以LCD液晶显示器为显示模块，把单片机传来的的数据显示出来，并且显示多样化，在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。 2、总是设计框架图：
图二：系统总体电路图 三、单元电路的设计与分析 整个电子时钟系统电路可分为六大部分：中央处理单元（CPU）、复位电路部分、显示部分、键盘输入部分、温度采集部分。 1、MCS-51单片机 VCC： 89S51 电源正端输入，接+5V。 VSS： 电源地端。
XTAL1： 单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 XTAL2： 系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1 和XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。 RESET： 89S51的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。 EA/Vpp： "EA"为英文"External Access"的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。 ALE/PROG： 端口3的管脚设置： P3.0：RXD，串行通信输入。 P3.1：TXD，串行通信输出。 P3.2：INT0，外部中断0输入。
单片机电子时钟设计报告 随着我国科学技术的飞速发展，单片机的应用越来越广泛。单片机是由随机存储器、只读存储器和中央处理器组成的单片机。它是一个集成定时计数和各种接口的微控制器。它体积小、成本低、功能强，广泛应用于智能工业和工业自动化。为了进一步了解51单片机的定时器，设计一个电子时钟，本文对AT89C51单片机的时钟计数进行了研究。数字时钟是一种使用数字电路技术来计时小时、分钟和秒钟的时钟。与机械钟相比，它具有更高的精度和直观性，更长的使用寿命，并得到了广泛的应用。设计数字时钟有很多方法。例如，中小规模的集成电路可以用来形成电子钟。特殊的电子钟芯片也可以用来形成需要显示电路和外围电路的电子钟。单片机也可以用来实现电子钟等。3，实际任务和内容 设计内容: 1，利用其定时器/计数器计时和计数原理，结合显示电路、发光二极管数码管和外部中断电路来设计定时器 2，系统可实现六位发光二极管显示，显示时间以小时:分:秒为单位3.当系统时间正好是1: 00时，指示灯闪烁(2hz)5秒钟设计目标: 1。掌握单片机定时器和中断的应用方法2.掌握按键和数码管的扩展方法 4、团队合作 项目组组长:张成 项目组成员:余江东、张翔
项目组，共三人，以张成为组长，分工合作，各负其责。具体分工如下:(1)负责数字钟硬件设计和调试；主要由张翔完成(2)基于proteus 的电路仿真；主要在江东完成(3)负责数字钟程序编写；主要由张成完成(4)报告编写；主要由张成、余江东、张翔完成。在我们小组拿到作业后，我们首先讨论了实习的内容和任务。一起讨论用什么方法来实现任务手册的要求和细节。为了不浪费时间，每个人都开始分工合作，专注于自己的任务，同时互相帮助。在这个过程中，我们互相合作，默契配合。我们一起讨论并解决了遇到的问题。两个有着不同想法和观点的人一起分享了讨论，最终采用了获得的最理想和最完美的方案。最后的调试是和我们一起进行的。我们在调试过程中遇到了许多问题。我们一起分析和搜索数据。百度试图解决这些问题。在这个过程中，我们训练了自己的团队合作和沟通技巧。这次供应链管理实习在我们三人的完美合作下圆满完成。每个人都很好地完成了自己的任务，充分证明了团结就是力量。同时，它也使我们认识到团队合作的重要性质。我们是一个完美的团队。 5、总体设计方案概述 系统总体结构图A T89C51单片机显示电路时钟电路机复位电路系统分为单片机控制模块、时钟电路模块、复位电路模块和发光二极管显示模块(1)时钟电路设计 单片机采用外部12MHZ晶振形成振荡电路作为时钟源，时钟电路原理如下当系统通电并启动时，
西南石油大学 单片机课程设计 学院: 电气信息学院 专业年级: 通信工程2013级 姓名: 王昕铃 学号: 课题:基于单片机的定时闹钟设计 指导老师: 邓魁 日期： 2016 年 6月 30日 前言 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，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。例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。所以有必要制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。而钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等等。所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 随着生活水平的提高，人们越来越追求人性化的事物。传统的时钟已不能满足人们的需求。而现代的时钟不仅需要模拟电路技术和数字电路技术而且更需要单片机技术，增加数字钟的功能。利用软件编程尽量做到硬件电路简单稳定，减小电磁干扰和其他环境干扰,减小因元器件精度不够引起的误差，但是数字钟还是可以改进和提高如选用更精密的元器件。但与机械式时钟相比已经具有
更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟通过数字电路实现时、分、秒。数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭、车站、码头办公室等公共场所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。 多功能数字钟的应用非常普遍。由单片机作为数字钟的核心控制器，通过它的时钟信号进行实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。通过键盘可以进行校时、定时等功能。输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管来显示技术。 本系统利用单片机实现具有计时、校时等功能的数字时钟，是以单片机AT89C51为核心元件同时采用LED数码管显示器动态显示“时”、“分”、“秒”的现代计时装置。另外具有校时功能，秒表功能，和定时器功能，利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点。 摘要 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、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。 本设计以AT89C51芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功能齐全的电子时钟，它由5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用八个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫描显示，使用74LS245芯片进行驱动。通过LED能够较为准确地显示时、分、秒。四个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用C语言编程。整个电子钟系统能完成时间的显示、调时、校时和三组定时闹钟的功能。 选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序，通过时间比较程序触发蜂鸣，实现闹钟功能，完成设计所需求的软件环境。介绍并使用Keil单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。 关键词：单片机，定时器，中断，闹钟，LED
单片机原理及应用课程设计 ——LED 8×8点阵的设计作者：王雨轩指导老师：张金花 摘要：本设计主要是利用可编程并行I/O接口芯片8255。8×8点阵共需要64个发光二极管组成，当接高电平的时候则相应的二极管就亮。字模中每一点使用一个二进制位(Bit)表示，如果是1，则说明此处有点，若是0，则说明没有。这样，一个8×8点阵的汉字总共需要8×8/8=8个字节表示。 Abstract:This design mainly is to use programmable parallel I/O interface chip 8255.8×8 dot matrix of total need 64 light-emitting diodes.When meet high level has corresponding diode is bright.Type in every Point of the use of a binary (Bit).If it is 1, then here is a little point.If it is 0, then here is no point.In this way, an 8×8 dot matrix Chinese characters, it will be altogether 8×8/8=8 bytes. 关键字：单片机 8255 发光二极管点阵
目录 说明书总页数：13页LED 8×8点阵的设计 (3) 一、课题要求与内容 (3) （一）课题要求 (3) （二）课题内容 (3) （三）使用设备 (3) 二、系统总体方案设计 (4) （一）系统流程图 (4) 三、系统硬件设计 (5) （一）设计原理图 (5) （二）主机连线说明 (5) （三）硬件调试 (5) 四、系统软件设计 (6) （一）程序清单 (6) （二）软件调试 (8) （三）字码表 (9) 五、结束语 (12) 六、参考文献 (13)
目录 摘要 一、引言 (1) 二、硬件电路设计 (2) 2.1 主要芯片 (2) 2.1.1 微处理器 (2) 2.1.2 DS1302简介 (4) 2.1.3 DS1302引脚说明 (5) 2.1.4 74ls245简介及引脚说明 (5) 2.2 时钟硬件电路设计 (6) 2.2.1 时钟电路设计 (7) 2.2.2 整点报时功能 (8) 2.2.3 硬件原理图 (9) 三、proteus和keil软件仿真及调试 (9) 3.1 电路的仿真 (9) 3.2 软件调试 (9) 四、C语言程序 (10) 五、参考文献 (13)
电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时钟精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。另外，在生活和工农业生产中，也常常需要温度，这就需要电子时钟具有多功能性。 本文对当前电子钟开发手段进行了比较和分析，最终确定了采用单片机技术实现多功能电子时钟。本设计应用AT89C52芯片作为核心，6位LED数码管显示，使用DS1302实时时钟日历芯片完成时钟/日历的基本功能。这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，时间精确，操作简单，编程容易。 本设计主要为实现一款可正常显示时钟/日历、带有定时闹铃的多功能电子时钟。该电子时钟可以应用于一般的生活和工作中，也可通过改装，提高性能，增加新功能，从而给人们的生活和工作带来更多的方便。 关键词：电子钟；多功能；AT89C52；时钟芯片
一、引言 时间是人类生活必不可少的重要元素，如果没有时间的概念，社会将不会有所发展和进步。从古代的水漏、十二天干地支，到后来的机械钟表以及当今的石英钟，都充分显现出了时间的重要，同时也代表着科技的进步。致力于计时器的研究和充分发挥时钟的作用，将有着重要的意义。 1.1 多功能电子时钟研究的背景和意义 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到了社会的各个领域，有力的推动和提高了社会生产力的发展与信息化程度，同时也使现代电子产品性能进一步提升，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容易使人忘记当前的时间。然而遇到重大事情的时候，一旦忘记时间，就会给自己或他人造成很大麻烦。平时我们要求上班准时，约会或召开会议必然要提及时间；火车要准点到达，航班要准点起飞；工业生产中，很多环节都需要用时间来确定工序替换时刻。所以说能随时准确的知道时间并利用时间，是我们生活和工作中必不可少的[1]。 电子钟是采用电子电路实现对时、分、秒进行数字显示的计时装置，广泛应用于个人家庭，车站，码头办公室等公共场所，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，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、0按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
单片机电子时钟设计 一、作品功能介绍 该作品是个性化电子钟设计，技术上主要用单片机（AT89S52）主控，6位LED数码显示，分别显示“小时：分钟：秒”。该作品主要用于24小时计时显示,能整时报时,能作为秒表使用,能定时闹铃1分钟。 功能介绍： （1）上电以后自动进入计时状态，起始于00:00:00。 （2）设计键盘调整时间，完成时间设计，并设置闹钟。 （3）定时时间为1/100秒，可采用定时器实现。 （4）采用LED数码管显示，时、分，秒采用数字显示。 （5）采用24小时制，具有方便的时间调校功能。 （6）具有时钟和秒表的切换功能。 使用方法: 开机后时钟在00:00:00起开始计时。 （1)长按P3.2进入调分状态:分单元闪烁,按P3.2加1,按P3.3减1.再长按P3.2进入时调整状态,时单元闪烁,加减调整同调分.按长按退出调整状态。 （2)（2）按P3.3进入设定闹时状态: 12:00: ,可进行分设定,按P3.4分加1,再按P3.2为时调整,按P3.4时加1,按P3.3调闹钟结束.在闹铃时可按P3.2停闹,不按闹铃1分钟。 （3）按下P3.4进入秒表状态:再按P3.4秒表又启动,按P3.4暂停,再按P3.4秒表清零,按P3.4退出秒表回到时钟状态。 二、电路原理图 如原理图所示，硬件系统主要由单片机最小应用系统、LED数码管显示模块、电源模块、晶振模块、按键模块等组成。
电子时钟原理图 各个模块设计 1.单片机系统 AT89S52 AT89S52概述：是一款非常适合单片机初学者学习的单片机， 它完全兼容传统的8051，8031的指令系统，他的运行速度 要比8051快最高支持达33MHz的晶体震荡器，在此系统中 使用12MHz的晶振。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节 RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，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，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 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
单片机交通灯课程设计 (LED显示倒计时 .txt27信念的力量在于即使身处逆境,亦能帮助你鼓起前进的船帆;信念的魅力在于即使遇到险运,亦能召唤你鼓起生活的勇气;信念的伟大在于即使遭遇不幸,亦能促使你保持崇高的心灵。本文由 ID 很难想啊贡献 doc文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT ,或下载源文件到本机查看。摘要近年来随着科技的飞速发展, 单片机的应用正在不断深入, 同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中, 单片机往往作为一个核心部件来使用, 仅单片机方面知识是不够的, 还应根据具体硬件结构软硬件结合, 加以完善。由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增, 大中型城市的城市交通, 正面临着严峻的考验, 从而导致交通问题日益严重, 日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题。在这种背景下,结合我国城市道路交通的实际情况,开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题,是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施,是解决城市交通问题的有效途径。交通灯控制系统由 80C51 单片机、键盘、LED 显示、交通灯延时组成。系统除具有基本交通灯功能外, 还具有时间设置、LED 信息显示功能,市交通实现有效控制。 目录 一序言...... 3 1.1 交通灯的形成...... 4 1.2 单片机的发展历程...... 4 1.3 芯片简介 (5) 1.4 技术指标及设计要求...... 7 二硬件电路的设计及描述...... 9 2.1MCS-51 单片机内部结构...... 9 2.2 MCS-51 单片机芯片引脚位置及功能符号...... 12 2.3 51 系列单片机运行的硬件条件...... 13 2.4 单片机的特点与应用...... 14 三软件设计流程及描述...... 15 3.1 软件设计...... 15 3.2 电路连接分配...... 16 3.3 主程序流程图...... 17 四源程序代码 (18) 体会总结...... 22 体会总结参考文献 (23) 2 一序言
题目：电子时钟系统设计 班级： 姓名： 专业： 指导教师： 答辩日期：
毕业设计任务书 一、设计题目： 电子时钟系统设计 二、设计要求： 利用8031单片机作为主控器组成一个电子时钟系统。利用4个LED显示管分时显示当前时间和日历；上电或RESET后能自动显示当前时间（时：分），首次上电复位显示为0时0分；以后各次均显示正确的当前时间；利用尽可能少的小键盘（开关）实现；显示选择：时分显示/日历显示/报警显示，利用发光二极管作为报警指示，当报警时间到，二极管发光。 三、设计任务： 1．设计硬件电路，画出电路原理图； 2. 设计软件，编制程序，画出程序流程图； 3．调试程序，写出源程序代码； 4．写出详细毕业设计说明书（10000字以上），要求字迹工整，原理叙述正确，会计算主要元器件的一些参数，并选择元器件。 5．个人总结。 四、参考资料： 1. 教材； 2．《单片机实验指导书》，河南工业职业技术学院内部； 3．《51系列单片机设计实例》，楼然苗、李光飞编著，北京航空航天出版社； 4.《微机控制技术及应用》，韩全立主编，机械工业出版社； 5．《单片机应用技术与实训》，王治刚主编，清华大学出版社； 6．《常用电子电器手册》； 7．《单片机应用技术与实例》，睢丙东主编，电子工业出版社；
8．《单片微型计算机应用技术》，徐仁贵，机械工业出版社。
目录 第一章绪论 (6) 1.1 单片机的概述 (6) 1.2 数字电子钟的简介 (7) 第二章电子时钟硬件电路设计 (9) 2.1 硬件电路设计摘要 (9) 2.2 硬件电路设计来源 (9) 2.3 硬件电路设计原理图 (11) 第三章软件设计及程序编制 (13) 3.1 系统程序设计 (13) 3.2 电子钟的说明 (16) 3.3 中断服务程序 (18) 3.4 设计参数 (21) 3.5 控制源程序代码 (21) 第四章功能调试及分析 (31) 4.1 调试功能的方法 (31) 4.2 电子钟计时说明 (31) 4.3 调试及性能分析 (32)