课程名称单片机原理与应用课程设计课题名称简易时钟设计
专业电子信息工程
班级电信1301班
学号31
姓名彭颗
指导老师林国汉
2016年3月25日
电气信息学院
课程设计任务书
课题名称简易时钟设计
姓名彭颗专业电子信息工程班级1301 学号01
指导老师林国汉
课程设计时间2016年3月14日-2016年3月25日（3、4周）
教研室意见意见：审核人：
一、任务及要求
设计任务：
本课题要求以MCS-51系列单片机为核心，设计一个数字时钟。
(1) 具有时钟和跑表功能，用LED或者液晶显示器进行显示；(2) 具有时钟调整功能
(3) 具有闹钟功能，(4) *能将闹钟时间在AT24C02保存(5) *其它功能
设计要求：
（1）确定系统设计方案；（2）进行系统的硬件设计；（3）完成应用程序设计；
(4)应用系统的硬件和软件的调试。
二、进度安排
第一周：
周一：集中布置课程设计任务和相关事宜，查资料确定系统总体方案。
周二～周三：完成硬件设计和电路连接
周四～周日：完成软件设计
第二周：
周一～周三：程序调试
周四～周五：设计报告撰写。周五进行答辩和设计结果检查。
三、参考资料
1、51单片机C语言教程郭天祥编著电子工业出版社
2、单片机原理与应用第2版王迎旭主编机械工业出版社
3单片机原理与应用及C51程序设计杨加国清华大学出版社，2009
目录
1 总体方案设计 (1)
1.1设计方案 (1)
1.2设计思路及系统框架图 (1)
2硬件电路设计 (2)
2.1 单片机AT89C51 (2)
2.2 复位电路和时钟电路 (3)
2.3 LED显示电路和按键电路 (4)
3 软件设计 (5)
3.1 主程序 (5)
3.2 数码管显示模块 (5)
3.3 按键模块 (5)
3.4 定时器模块 (6)
4 调试 (7)
4.1 系统调试 (7)
4.2 调试中遇到的问题及解决方法 (7)
5总结 (8)
参考文献 (9)
附录A原理图 (9)
附录B程序清单 (10)
1 总体方案设计
1.1设计方案
（1）、通过单片机内部的计数/定时器，采用软件编程来实现时钟计数，一般称为软时钟，这种方法的硬件线路简单，系统的功能一般与软件设计相关，通常用在对时间精度要求不高的场合。
（2）、采用时钟DS1302芯片，它的功能强大，功能部件集成在芯片内部，具有自动产生时钟等相关功能，硬件成本相对较高；软件编程简单，通常用在对时钟精度要求较高的场合。
方案选择：最终这次我选择的是方案（1），因为方案（1）硬件电路简单，操作更方便简单。
1.2设计思路及系统框架图
我们采用的是AT89C51作为时钟控制芯片。电子时钟主要由时钟显示模块、校时模块、秒表模块和闹钟模块组成。其中需要对时，分，秒的数值进行操作，并且秒计算到60的时候，要自己清零并向分进1；分计算到60的时候，要自己清零并向时进1，时进到24的时候，要清零，这样才能进行循环计时。秒表模块需要重新显示一个秒表界面，同时也应该需要通过另外一个定时器T1对秒表进行操作，从而保证在秒表界面，时钟显示模块的时间还在进行。闹钟模块则需要设计闹钟时间，当设计的闹钟时间和时钟的时间相等，蜂鸣器响起，从而达到闹钟功能。
此外还要实现对时间的调整功能，AT89C51的P3.2、P3.3、P3.5外接三个独立按键，当按下P3.2按键时，系统进行功能切换，依次可以切换成时钟功能，秒表功能，时钟设置功能，闹钟设置功能；当按下P3.3按键时，时钟显示时对显示的数码管进行加一的功能，或者在进入秒表功能时，实现启动和暂停功能；当按下P3.5按键时，对显示的数码管进行移位的功能，达到调整时间的目的。或者在进入秒表后，实现清零功能。
在单片机内部构建三个模块：控制模块、译码模块、定时模块，用以实现自动计数、译码显示功能。单片机外部构建四个电路：时钟电路、复位电路、外部按钮电路、显示电路，用以实现对单片机内部计数控制以及译码输出的正确显示。该电子时钟是将秒、分、时显示在人的视觉器官面前的一种计时装置。故将计时周期设置为24小时，当显示满刻度是23时59分59秒时，数码管显示为0。为了确保时间正常校对，在系统中设有校对按钮，用以实现对数码管显示的正确调整。如图1所示为系统框架图
2 硬件电路设计
2.1单片机AT89C51
AT89C51是一种带4K 字节FLASH 存储器的低电压、高性能CMOS 的8位微处理器，俗称单片机。AT89C51是一种带2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。如图2所示为AT89C51的管脚图。
由于电路原理中只用到单片机的p0、p1、p2口，所示下面对这三个端口进行详细介绍。
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P0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/地址的低八位。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外部必须接上拉电阻。本次课设中我P0口接的是74LS245的输入和8个电阻。
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口作为低八位地址接收。本次P1口接的数码管的6个位选端口。 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 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。本次课设中P2口接的是开关和蜂鸣器。
2.2 复位电路和时钟电路
计算机在启动运行时都需要复位，复位时使中央处理器CPU 和内部其他部件处于一个确定的初始状态，从这个状态开始工作。 AT89C51单片机有一个复位引脚RST ，高电平有效。在时钟电路工作以后，当外部电路使得RST 端出现两个机器周期（24个时钟周期）以上的高电平，系统内部复位。复位有两种方式：上电复位和按钮复位。在此次的设计中，我采用按键复位，只要RST 保持高电平，AT89C51单片机将循环复位。复位期间，ALE 、PSEN 输出高电平。RST 从高电平变为低电平后，PC 指针变为0000H ，使单片机从程序存储器地址为0000H 的单元开始执行程序。当单片机执行程序出错或进入死循环时，可按复位按钮重新启动。
在本次设计中，时钟电路设计就是采用内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。AT89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2是高增益反相放大器的输入端和输出端。这个高增益反相放大器将与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体振荡器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz ，我的电容为选取18pF 。如图3所示为复位和时钟电路。
2.3 LED显示电路和按键电路
在本次的设计中，采用的6位的数码管显示器。数码管如果按照段数分可为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多了一个小数点的显示；如果按能够显示多少个“8”分类的话，也可以可分为1位、2位、4位等数码管，如果按照发光二极管单元的连接方式又可以分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳极的数码管是将所有发光二极管的阳极接到一起后就形成公共阳极（COM）的数码管，共阳极数码管在应用时要将公共极（COM）接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴极数码管是将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极（COM）的数码管，共阴极数码管在应用时应将公共极（COM）接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
独立式键盘是各按键相互独立，每个按键各接一根I/O接口线，每根I/O接口线的按键是不会影响其他的I/O接口线。本次课设中按键K1、K2、K3分别接I0口P3.2、P3.3、P3.6，来控制数码管的显示。如上图4所示
3 软件设计
3.1主程序
先对显示单元和定时器/计数器初始化，然后重复调用数码管显示模块和按键处理模块，检测按键标志位K1_bit，则转入相应的功能程序。
3.2数码管显示模块
本设计有6个数码管，从右到左为时、分、秒。在本系统中数码管显示采用软件译码动态显示。在系统中从P0端口控制数码管的段选，输入数码管数组对数码管进行显示。同时在P1端口对6位数码管实现位选。由于本次课设要求时钟和秒表的功能，因为我分别写了两个数码管显示函数，两个功能显示的格式进行了更改。
3.3按键模块
本次设计按键模块我采用的是按键扫描，设置K1为功能切换键，设立一个模式切换的标志K1_bit，然后检测K1_bit的值来进行模式的切换，然后每个模式下都实现不同的功能。当K1_bit=0时，显示时钟时间。K1_bit=1时，显示秒表功能，按下K2可以实现开始/暂停功能，按下K3可以实现清零功能。K1_bit=2时，进入时钟调整功能，按下K2可以实现闪现时长标记位加1功能，按下K3实现切换时长标志位。K1_bit=3时，进入闹钟功能，K2，K3和在时钟调整时的功能一样。如图5所示
3.4定时器模块
T0用于计时，选中方式一，重复定时，定时时间设为50ms，定时时间到则中断，在中断服务程序中用一个计数器对50ms计数，计20次则对秒单元加一。秒单元加到60则对分单元加一，同时秒单元清0；分单元加到60则对时单元加一，同时分单元清0；时单元加到24则对时单元清0，标志一天时间计满。在对各单元计数的同时，把他们的值放到存储器单元的指定位置。流程图如图6：
4 调试
4.1 系统调试
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。硬件调试过程中注意数码管是共阴极还是共阳极，搞反了就会出现数码管乱码的现象。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 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。首先打开protus 6 professional 软件，在元件库中找到要选用的所有元件，然后进行原理图的绘制；绘制好后再选择已经编译好的*.hex文件，选择运行，观察显示结果，根据显示的结果和课题的要求再修改程序，再运行查，直到满足要求。
4.2 调试中遇到的问题及解决方法
在调试的过程我遇到了一个问题，当我在编写闹钟模块的时候，我定义一个闹钟函数，写好闹钟函数之后，我在主函数里面去调用的时候编译老是显示”重复定义”的错误，最后在请教老师的情况下，我得到了解决，把闹钟函数加进了主函数，闹钟功能得以实现。
5 总结
通过这次课程设计，我学到了不少课本上没有的知识，也锻炼了自己的动手能力，将以前学过的零散的知识串到一起。首先硬件方面，基本了解了电子产品的开发流程和所要做的工作。基本掌握了PROTUES原理图的方法，并设计了一个单片机最小系统。通过开发板的设计和硬件搭建的过程，使我对51系单片机的接口有了更深层次的理解，熟悉了一些单片机常用的外围电路引脚和连接方法。并且我学会了分析问题解决问题的能力，加深了对所学理论知识的理解和运用。我的动手能力得到了很大的提高，创新意识得到了锻炼。设计主要用到的原件不多，最主要的是程序比较繁琐尤其是校时模块。显示模块以前都有学过，所以想对来说较为简单。这次设计就是让我们学以致用，将书本上学到的知识应用于实践。虽然在设计中遇到了不少困难，在我们通过自己的各种方式解决问题的同时，也提升了自己的专业水平。这次课程设计，我收获了很多，在设计过程中遇到了不少困难，都在同学老师的帮助下一步步得到解决。我深深体会到团结合作，互相帮助是何等重要。还加深了对51单片机系列知识及其系统的认识。这个设计题目并不怎么新颖，但从中体现到了个系统开发设计的过程，让我们受益匪浅.在这次的设计中，让我更进一步的提高了动手能力，也重新复习了一次单片机的程序编程能力，加强了对编程能力的理解和对相应资料的查阅。最后要感谢林国汉老师对我此次课设的悉心指导，使我的课设能实现相应的功能。
参考资料
1、51单片机C语言教程郭天祥编著电子工业出版社
2、单片机原理与应用第2版王迎旭主编机械工业出版社
3单片机原理与应用及C51程序设计杨加国清华大学出版社，2009
附录A原理图
附录B程序清单
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code Tab0[]= //定义数码管数组，没有小数点
{
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f
};
uchar code Tab1[]= //定义数码管数组，有小数点
{
0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef
};
sbit K1=P3^2; //模式选择键，本程序三种模式，分别是时间显示、秒表、时间设置
sbit K2=P3^3; //设置时间时加一/开始（暂停）秒表按键
sbit K3=P3^6; //切换设置位/清零秒表按键
sbit beep=P2^6;
uint times=20,timemin=57,timeh=23; // 分别定义三个变量表示闹钟的秒，分，时
void Delay(uchar x); //延时函数
void Display0(); //时间显示函数
void Display1(); //秒表显示函数
void Display2(); //时间设置显示函数
void Display3(); //闹钟设置显示函数
void Init(); //中断初始化函数
void Mode_K1(); //模式切换函数
void KEY_MiaoBiao(); //检测秒表操作按键
void KEY_Time_Set(); //检测时间设置按键
uchar Hours=23,Minutes=56,seconds=55; //分别定义三个变量表示时、分、秒uchar Time0_bit=0; //用于定时器0的溢出标志
bit Set_Time=0; //设置时闪烁时长的标志位
bit Set0=0;
bit Set1=0; //设置时间标志，确定是设置‘分’还设置‘时’
uchar K1_bit=0; //用于模式切换的标志
uchar Miao_Biao0,Miao_Biao1,Miao_Biao2,Miao_Biao3,Miao_Biao4; //用于秒表的变量
void main()
{
Init(); //中断初始化
while(1) //死循环
{
Mode_K1(); //模式扫描
switch(K1_bit) //模式选择
{
case 0:
{
Display0(); //显示时间
break;
}
case 1:
{
Display1(); //显示秒表
KEY_MiaoBiao(); //扫描秒表操作
break;
}
case 2:
{
Display2(); //设置时间时的显示程序，可闪烁定位
KEY_Time_Set(); //扫描按键
break;
}
case 3:
{
Display3();
if(K1_bit==3) //判断是否为闹钟设置模式
{
if(K2==0) //K2有按下（下同）
{
Delay(10); //延时消抖（下
同）
if(K2==0) //再次检测是否为误按
{
if(Set1==0)
{
timemin++; //‘分’加1
if(timemin==60) //当'分'加到60时，重新赋值0
timemin=0;
}
else
{
timeh++;
if(timeh==24) //当'时'加到24时，重新赋值0
timeh=0;
}
while(!K2); //按键松开检测，消除松开按键时的抖动干扰
}
}
if(K3==0)
{
Delay(10);
if(K3==0)
{
Set1=~Set1; //K3每按一次Set1取反，以确定是设置‘时’还是设置‘分’，Set0为0时设置‘分’，Set0为1时设置‘时’
while(!K3);
}
}
}
if(times==seconds&&timemin==Minutes&&timeh==Hours)
{
beep=!beep;
Delay(50);
}
while(times==seconds&&timemin==Minutes&&timeh==Hours)
break;
}
}
}
}
void KEY_Time_Set() //设置时间时的按键扫描函数
{
if(K1_bit==2) //判断是否为时间设置模式{
if(K2==0) //K2有按下（下同）
{
Delay(10); //延时消抖（下同）
if(K2==0) //再次检测是否为误按
{
if(Set0==0) //检测是设置‘时’还是分，Set0为0时设置‘分’，Set0为1时设置‘时’
{
Minutes++; //‘分’加1
if(Minutes==60) //当'分'加到60时，重新赋值0
Minutes=0;
}
else
{
Hours++; //‘时’加1
if(Hours==24) //当'时'加到24时，重新赋值0
Hours=0;
}
while(!K2); //按键松开检测，消除松开按键时的抖动干扰
}
}
if(K3==0)
{
Delay(10);
if(K3==0)
{
Set0=~Set0; //K3每按一次Set0取反，以确定是设置‘时’还是设置‘分’，Set0为0时设置‘分’，Set0为1时设置‘时’
while(!K3);
}
}
}
void KEY_MiaoBiao() //检测秒表按键操作
{
if(K1_bit==1) //判断是否为秒表模式
{
if(K2==0)
{
Delay(10);
if(K2==0)
{
TR1=~TR1; //K2每按一次TR1取反，暂停或开始定时器1，达到暂停或开始秒表的目的
while(!K2);
}
}
if(K3==0)
{
Delay(10);
if(K3==0) //当K3按下时秒表所有数据清零，并停止定时器1
{
TR1=0; //停止定时器1
Miao_Biao0=0; //清零数据
Miao_Biao1=0;
Miao_Biao2=0;
Miao_Biao3=0;
Miao_Biao4=0;
while(!K3);
}
}
}
}
void Mode_K1() //模式选择键，本程序四种模式，分别是时间显示、秒表、时间设置、闹钟
{
if(K1==0)
{
Delay(10);
if(K1==0)
{
K1_bit++;
if(K1_bit==3)
{
K1_bit=0;
}
while(!K1);
/***********************************************************************
*************当K1_bit为0时显示时钟，为1时进入秒表，********************* *******************为2时进入时间设置模式，为3时进入闹钟模式*************** ***********************************************************************/
}
}
}
void Time1() interrupt 3 //定时器1函数
{
TH1=(65536-50000)/256; //重装初值
TL1=(65536-50000)%256;
Miao_Biao0++;
if(Miao_Biao0==2) //以下为秒表数据处理
{
Miao_Biao0=0;
Miao_Biao1++; //Miao_Biao1每加1次为100ms，
if(Miao_Biao1==10)
{
Miao_Biao1=0;
Miao_Biao2++;
if(Miao_Biao2==60)
{
Miao_Biao2=0;
Miao_Biao3++;
if(Miao_Biao3==60)
{
Miao_Biao3=0;
Miao_Biao4++;
if(Miao_Biao4==10)
Miao_Biao4=0;
}
}
}
}
}
void Time0() interrupt 1 //定时器0函数
{
TH0=(65536-50000)/256; //重装初值
TL0=(65536-50000)%256;
Time0_bit++;
if((Time0_bit%10)==0) //每溢出10次Time0_bit取反一次Set_Time=~Set_Time; //0.5秒闪烁一次
if(Time0_bit==20) //以下为时间数据处理
{
Time0_bit=0;
seconds++;
if(seconds==60)
{
seconds=0;
Minutes++;
if(Minutes==60)
{
Minutes=0;
Hours++;
if(Hours==24)
{
Hours=0;
}
}
}
}
}
void Init() //中断初始化函数
{
EA=1; //开总中断
TMOD=0X11; //定时器工作方式选择，定时器0和定时器1都选择第1种工作方式
TH0=(65536-50000)/256; //定时器0装初值，定时50ms
TL0=(65536-50000)%256;
ET0=1; //开定时器0开关
TR0=1; //开定时器0小开关
TH1=(65536-50000)/256; //定时器1装初值，定时50ms
TL1=(65536-50000)%256;
ET1=1; //开定时器1开关
TR1=0; //关定时器1小开关
}
void Display3() //闹钟时间设置时的显示函数
{
if(Set1==0) //判断是否为设置‘时’还是‘分’{
P0=Tab0[times%10]; //显示秒的个位
P1=0xdf; //段选
Delay(10); //延时
P0=0X00; //消隐
P0=Tab0[times/10]; //显示秒的十位
P1=0xef; //段选
Delay(10); //延时
P0=0X00; //消隐
if(Set_Time) //这个if语句实现分钟以0.5秒的频率闪烁{
P0=Tab1[timemin%10]; //显示分的个位，需要加上小数点做分隔符
P1=0xf7; //段选
Delay(10); //延时
P0=0X00; //消隐
P0=Tab0[timemin/10]; //显示分的十位
P1=0xfb; //段选
Delay(10); //延时
P0=0X00; //消隐
}
else
{
P0=0x00; //显示分的个位，需要加上小数点做分隔符
P1=0xf7; //段选
Delay(10); //延时
P0=0X00; //消隐
P0=0x00; //显示分的十位
P1=0xfb; //段选
Delay(10); //延时
P0=0X00; //消隐
}
目录 1、引言 (3) 2、总体设计 (4) 3、详细设计 (5) 3.1硬件设计 (5) 3.2软件设计 (10) 4、实验结果分析 (26) 5、心得体会 (27) 6、参考文献 (27)
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。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AT89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V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。 关键词：单片机AT89C51
1.引言 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。 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，是传统控制技术的一次革命。
等级: HUNAN INSTITUTE OF ENGINEERING 课程设计 课程名称_______ 单片机原理与应用课程设计__________ 课题名称______________ 简易时钟设计_______________ 专业_____________ 电子信息工程_______________ 班级______________ 电信1301班 _______________ 学号__________________ 31 ___________________ 姓名_________________ 彭颗___________________ 指导老师___________________ 林国汉_________________ 2016年3月25日
电气信息学院 课程设计任务书 课题名称 ________________________________ 简易时钟设计_________________________________ 姓名彭颗专业电子信息工程班级1301 学号01 指导老师 _____________________________________ 林国汉 __________________________________ 课程设计时间 ____________ 2016年3月14日-2016年3月25日(3、4周) _________________ 教研室意见意见：审核人: ____________________ 一、任务及要求 设计任务： 本课题要求以MCS-51系列单片机为核心，设计一个数字时钟。 (1)具有时钟和跑表功能，用LED或者液晶显示器进行显示；(2) 具有时钟调整功能 (3)具有闹钟功能，(4) *能将闹钟时间在AT24C02保存(5) *其它功能设计要求： (1)确定系统设计方案；(2)进行系统的硬件设计；(3)完成应用程序设计； (4)应用系统的硬件和软件的调试。 二、进度安排 第一周： 周一：集中布置课程设计任务和相关事宜，查资料确定系统总体方案。 周二?周三：完成硬件设计和电路连接 周四?周日：完成软件设计 第二周： 周一?周三：程序调试 周四?周五：设计报告撰写。周五进行答辩和设计结果检查。 三、参考资料 1、51单片机C语言教程郭天祥编著电子工业出版社 2、单片机原理与应用第2版王迎旭主编机械工业出版社 3单片机原理与应用及C51程序设计杨加国清华大学出版社，2009
单片机原理及应用课程设计报告书 题目：时钟计时器的设计 姓名： 学号： 专业：电气工程及其自动化 指导老师：周令 设计时间：2011年4月 电子与信息工程学院
目录 1. 引言 (1) 1.1. 设计意义 (1) 1.2. 系统功能要求 (1) 2. 方案设计 (1) 2.1. 数字时钟计时器设计方案论证 (1) 2.2. 硬件系统的总体设计框图 (2) 3. 硬件设计 (2) 4. 软件设计 (3) 4.1. 主程序 (3) 4.2. 显示子程序 (4) 4.3. 定时器T0中断服务程序 (4) 4.4. 定时器T1中断服务程序 (5) 4.5. 调时功能程序 (6) 4.6. 秒表功能程序 (6) 4.7. 闹钟时间设定功能程序 (6) 5. 调试及性能分析 (7) 5.1. 硬件调试 (7) 5.2. 软件调试 (7) 5.3. 性能分析 (8) 6. 设计总结 (8) 7. 附录A：汇编源程序 (9) 8. 附录B：作品实物图片 (26) 9. 参考文献 (27)
时钟计时器的设计 1.引言 1.1.设计意义 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字时钟计时器，本数字时钟计时器，可以显示时、分、秒，以24小时计时方式运行，能整点提醒（短蜂鸣，次数代表整点时间），使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，省电（关闭显示）及定时设定提醒（蜂鸣器）等功能。 人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字时钟计时器就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 本设计所介绍的数字时钟计时器与传统的计时器相比，具有读数方便，操作简单，计时精准，还能实现整点提醒，定时提醒等功能。其输出时间采用数字显示，主要用于对时间要求精度高的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89C52，用6位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现数字显示功能,能准确达到以上要求。 1.2. 系统功能要求 用单片机及6位LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式运行，能整点提醒（短蜂鸣，次数代表整点时间），使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，省电（关闭显示）及定时设定提醒（蜂鸣器）等功能。 2.方案设计 2.1. 数字时钟计时器设计方案论证 为了实现LED显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，接口复杂一些，又考虑到时钟显示只有6位，且系统没有其他复杂的处理任务，所以决定采用动态扫描法实现LED的
单片机课程设计报告设计课题：简易电子时钟的设计 专业班级：07通信1班 学生姓名：黎捐 学号：0710618134 指导教师：曾繁政 设计时间：2010.11.5—2010.12.20
一、设计任务与要求 (1)设计任务: 利用单片机设计并制作简易的电子时钟，电路组成框图如图所示。 (2)（2） 设计要求：1）制作完成简易的电子时钟，时间可调整。 2）有闹钟功能。 二、方案设计与论证 简易电子时钟电路系统由主体电路和扩展功能电路两主题组成，总体功能原理是以STC89C52单片机为主要的控制核心，通过外接4个独立式键盘作为控制信号源，八个七段数码管作为显示器件，蜂鸣器作为定时器件，单片机实时的去执行相应的功能。在数码管上显示出来，此时通过不同的按键来观看和调节各种数据。CPU 控制原理图如图1所示。 图1. CPU 控制原理图 三、硬件系统的设计 3.1 STC89C52控制模块 STC89C52是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O ）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，STC89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地降低开发成本。 MCS-52单片机内部结构 8052单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： 中央处理器： 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 数据存储器(RAM)： 8052内部有128个8位用户数据存储单元和128 个专用寄存器单元，它们是统一编 时间显示显示 主控器（51单片机） 时间 调整 声音报 时 (选做)
目录 1.概论 (1) 2.整体设计思路 (2) 2.1硬件各部分所能完成的功能 (3) 2.2系统工作原理 (4) 2.3时钟各功能分析及图解 (4) 2.4.1电路各功能图解分析 (4) 2.4.2电路功能使用说明 (7) 3. 软件设计思路 (8) 3.1 主程序模块 (8) 3.2 数码管动态扫描模块 (9) 3.3 当前时间计时模块 (9) 3.4 闹钟输入输出模块 (10) 3.5 当前时间调整模块 (12) 3.6复位模块 (13) 4.系统的调试和性能分析 (14) 4.1系统的调试方法 (14) 4.1.1输入按键的调试 (14) 4.1.2复位电路的调试 (14) 4.1.3显示电路的调试 (14) 4.1.4整个系统的联调 (14) 4.2心得体会 (15) 参考文献 (15) 附录 (16) 附录A 系统原理图 (16) 附录B 程序源代码 (17) 电气信息学院课程设计评分表 (28)
1.概论 单片机系统作为一种典型的嵌入式系统，其系统设计包括硬件电路设计和软件编程设计两个方面，其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试3个过程。如果采用单片机系统的虚拟仿真软件——Proteus，则不用制作具体的电路板也能够完成以上工作。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，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的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便[4]。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、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。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 电子钟在工业控制和日常生活中是很重要的，它不仅可以用于计时、提醒又可用于对机器的控制，在自动化的过程中必然有电子钟的参与，因此电子钟的应用会越来越广泛。而且向着精确、低功耗、多功能发展。基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。从而，使数字钟的精度仅仅取决于单片机的产生机器周期电路和定时器硬件电路的精确度。另外，程序较为简洁，具有可靠性和较好的可读性。如果我们想将它应用于实时控制之中，只要对上述程序和硬件电路稍加修改，便可以得到实时控制的实用系统，从而应用到实际工作与生产中去。 数字电子钟的设计方法有多种，例如，可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有特点，其中，利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，便于功能扩充，精确度高等特点。
课程设计名称：单片机原理及接口技术 题目：基于单片机的秒表计时器设计 学期：2014-2015学年第一学期 专业：电气技术 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
辽宁工程技术大学 课程设计成绩评定表
课程设计任务书 一、设计题目 秒表计时器 二、设计任务 本课题以单片机为核心，设计和制作一个秒表计时器。 三、设计计划 课程设计一周 第1天：查找资料，方案论证。 第2天：各部分方案设计。 第3天：各部分方案设计。 第4天：撰写设计说明书。 第5天：校订修改，上交说明书。 四、设计要求 1、绘制软件流程图并利用汇编语言编写软件程序； 2、绘制系统硬件原理图； 3、形成设计报告。 指导教师： 教研室主任： 2014年5月26 日
本设计利用89C51单片机设计秒表计时器，通过LED显示秒十位和个位，在设计过程中用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒到来时，就让秒计数单元加一，通过控制使单片机秒表计时，暂停，归零。设计任务包括控制系统硬件设计和应用程序设计。 关键词：51单片机；74HC573；LED数码管
综述 (1) 1 程序方案 (2) 1.1方案论证 (2) 1.2总体方案 (2) 2部分设计 (3) 2.1 89C51单片机 (3) 2.2晶体振荡电路 (4) 2.3硬件复位电路 (5) 2.4显示电路 (6) 2.5整体电路图 (7) 3程序设计 (8) 3.1程序流程框图 (8) 3.2显示程序流程图 (9) 3.3汇编源程序 (10) 4调试说明 (13) 4.1概述 (13) 4.2电路原理图 (13) 心得体会 (15) 参考文献 (16)
定时闹钟设计 摘要： 本设计目的是利用单片机设计制作一个简易的定时闹铃时钟，可以放在宿舍或教室使用，在夜晚或黑暗的场合也可以使用。可以设置现在的时间以及闹铃的时间并且显示出来，若时间到则发出一阵声响。 本次设计的定时闹钟在硬件方面就采用了AT89C52芯片，用6位LED数码管进行显示。LED用P0口进行驱动，采用的是动态扫描显示，能够比较准确显示时时—分分—秒秒。通过五个功能按键可以实现对时间的修改、定时和闹铃终止，闹钟设置的时间到时蜂鸣器可以发出声响。在软件方面用C51编程。整个定时闹钟系统能完成时间的显示，调时和设置闹钟、停止响铃等功能，并经过系统仿真后得到了正确的结果。 关键词：定时闹钟；蜂鸣器；AT89C52；74HC245；
目录
第1章绪论 设计目的 本次课程设计的主题是定时闹钟，其基础部分是一个数字钟。电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、显示器组成。其中秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，这里用51单片机的定时器来实现。利用定时器获得每一秒的时刻,然后在程序中，我们就可以给秒进行逐秒赋值，满60秒则进位为1分，满60分则进位为1小时，满24小时则时间重置实现一天24小时的循环。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过一个六位八段数码管显示出来。 这里利用51单片机的相关知识，来实现电子闹钟的相关功能。实验使用了 AT89C52、74HC245等芯片，通过单片机的P0、P3管脚来驱动数码管显示出相应的时刻。本文将讲述AT89C52、74HC245等芯片的基本功能原理，并重点介绍该电子闹钟的设计。 设计要求和任务 使用6位七段LED显示器来显示现在的时间；显示格式为“时时分分秒秒”；具有4个按键来做功能设置，可以设置现在的时间及显示闹铃设置时间；时间到则发出一阵声响，可通过按键复位；对单片机系统设计的过程进行总结，认真书写课程设计报告并按时上交。 利用51单片机结合七段LED显示器设计一个简易的定时闹铃时钟，可以放在宿舍或教室使用，由于用七段LED显示器显示数据，在夜晚或黑暗的场合也可以使用。可以设置现在的时间及显示闹铃设置时间，若时间到则发出一阵声响。 论文主要内容 论文分别叙述从硬件和软件上实现该设计的过程。第2章为总体设计方案。第3章主要介绍设计实现需要解决的硬件问题。依次介绍所使用的各种硬件的使用方法，并附上仿真电路图和文字说明。第4章从软件的角度说明实现该设计需要解决的问题。
单片机课程设计报告设计题目：简易电子时钟的设计 院别： 专业班级： 学号：
姓名： 指导教师: 摘要 通过一学期单片机的学习，对其已经有了初步的了解，但是随着社会的不断发展，单片机的应用正在不断地走向深入，它特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。我们也借此课程设计的机会，对单片机有更深一步的了解与学习。 本次课程课程设计的目的是设计一个简易的电子时钟，通过一个8位共阴极数码管进行时、分、秒的显示，另外设置7个按键，一个用来调整小时，一个用来调整分钟，一个开关控制是否调整时间。 关键词：AT89C51,数码管，按键，DS1303时钟芯片
1.概述 本设计是锻炼我们的自学能力合作能力，依靠团队的力量去完成一项具体的任务系统的训练了所学知识，设计的过程必将是难忘的，这也将是大学向社会工作过度的一个重要阶段。 本阶段过后要去能够熟练的运用单片机中的计数器、定时器、中断、数码管显示等参考教材或者相关资料，采用C语言实现数字时钟功能，在数码管上实时显示，并运用Protues软件绘制电路原理图，并进行仿真验证和误差分析。 2.系统总体方案设计 2.1系统方案的确定 用6位数码管，可以显示出时、分、秒；用P2端口控制位选，由定时器进行时间的控制（秒）；当总按键按下时可以进行时间调整； 2.2方案分析 2.3系统总框图 图2.1
3.系统硬件系统设计 3.1复位电路 单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。 复位电路的工作原理： 在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再按下，系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。单片机复位电路如下图 图3.1 3.2时钟电路 单片机运行需要时钟支持——就像计算机的CPU一样，如果没有时钟电路来产生时钟驱动单片机，那单片机就不能执行程序。 单片机可以看成是在时钟驱动下的时序逻辑电路。 以5l单片机为例随明：51单片机为l2个时钟周期执行一条指令。也就是说单片机运行一条指令，必须要用r2个时钟周期。没有这个时钟，单片机就跑不起来了，也没有办法定时和进行和时间有关的操作。 时钟电路是微型计算机的心脏，它控制着计算机的二个节奏。CPU就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的。51的时钟信号可以由两种方式产生：一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路，产生时钟信号：另一种为外部方式，时钟信号由外部引入。
信息工程学院课程设计报告书题目: 多功能计时器 专业：电子信息科学学技术 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 12 月 24 日
信息工程学院课程设计任务书 年月日
信息工程学院课程设计成绩评定表
摘要 此多功能计时器是基于741s48、74ls192、555定时器、CD40161设计的，由六个主要部分组成，即控制电路、秒脉冲发生器、计数器、译码显示器、置数电路以及声光报警电路，包含置数(00至99)、1s倒计时、开启、暂停、连续、清零以及到点声光报警等主要功能，也能完成一个完整的系统过程，可用于各种竞赛计时，交通灯系统，及报警装置。计时范围为00至99，可智能控制。 关键词：多功能计时器、1s倒计时、连续、声光报警
目录 目录 (4) 1 任务提出与方案论证 (5) 1.1 任务提出 (5) 1.2 方案论证 (5) 2 总体设计 (6) 2.1 总体框图 (6) 2.2 总体电路 (7) 3 详细设计 (8) 3.1秒脉冲发生器 (8) 3.2译码计时电路 (10) 3.3控制电路 (13) 3.3.1总开关 (13) 3.3.2单刀双掷开关 (13) 3.4反馈电路 (14) 3.5报警电路 (14) 3.6置数电路： (15) 4 总结 (17) 5 参考文献 (18)
1 任务提出与方案论证 1.1 任务提出 设计一种多功能计时器，要求实现以下功能： 置数、1s倒计时、开启、暂停、连续、清零以及到点声光报警，计时范围为00至99，可智能控制。能任意定时，开启和暂停及清零，1秒的准确延时，及到点声光报警。 1.2 方案论证 秒脉冲发生器：可以选用晶振产生，或者用555定时器或者555与CD40161同时产生，为了实现反馈，让计时器计数到零时停止，我选用CD40161 ，即实现了1s计数有可以形成反馈。译码电路：我选用4线－七段译码器/驱动器74LS48来实现。 计时电路：我选用十进制可逆计数器74LS48 ，可以用来置数，同时也可以来产生减计数。控制电路：用按键和反馈来实现。 报警电路:用speaker和led来实现。 置数电路：用单刀双掷开关选通74ls48的置数端，通过置0或置1来控制。
课程设计题目名称：数字时钟 专业名称：电气工程及其自动化班级： ******** 学号： *******8 学生姓名： ******* 任课教师： *******
《电子技术课程设计》任务书
2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。 3．主要参考文献：⑴《电子技术课程设计指导》彭介华编，高等教育出版社，1997年10月 ⑵《数字电子技术》康华光编著高等教育出版社， 2001年 要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写。 4．课程设计工作进度计划： 序号起迄日期工作内容 初步设想和资料查询，原理图的绘画 1 2015.11.18-2015.12.21 仿真调试，元件参数测定，实物的拼接与测试 2 2015.12.21-2016.1.8 叙写设计报告，总结本次设计，论文提交 3 2016.1.8-2016.1.18 主指导教师日期：年月日
摘要 数字时钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。并且数字时钟具有走时准确、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。报告围绕此次数字钟的设计进行介绍、总结，包含了设计的步骤，前期的准备，装配的过程。在实装时，采用了74LS90进行计数，用CD4060产生秒脉冲，CD4511进行数码管转换显示，还要考虑电路的校时、校分，每块芯片各设计为几进制等等，最后实现了数字钟设计所要求的各项功能：时钟显示功能；快速校准时间的功能。 关键字：数字时钟校时CD4511
电子课程设计篮球24秒计时器 班级：自动化092201H班 姓名：陈鹏飞 学号：200922060101
目录 序言 (3) 一、设计任务及要求 (3) 二、总体框图 (3) .......................................................................................................... .......................................................................................................... .......................................................................................................... 三、选择器件 (4) ........................................................................................................... .......................................................................................................... 四、功能模块 (8) 五、总体电路设计 (12) 六、参考文献 (14) 七、心得体会 (14)
序言 篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛的节奏，新的规则还要 求进攻方在24秒内有一次投篮动作，否则视为违例。本人设计了一个篮球比赛计时器，可对比赛总时间和各方每次控球时间既是。该计时器采用按键操作，LED 显示，非常实用，此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。 篮球24秒计时器 一、设计任务与要求 1. 有显示24秒的计时功能 2. 置外部操作开关，控制计时器的直接清零，起碇和暂停连续功能 3. 计时器喂24秒递减计时器，其间隔为1秒 4. 计时器递减计时到0时，数码显示器不能灭灯 应发出光电报警信 号 二、总体框图 二． 1秒脉冲发生器： 秒脉冲信号发生器需要产生一定精度和幅度的矩形波信号。实现这样矩形波的方法很多，可以由非门和石英振荡器构成，可由单稳态电路构成，可以由施密特触发器构成，也可以由555点哭构成等。 不同的电路队矩形波频率的精度要求不同，由此可以选用不同电路结构的脉冲信号发生器。本实验中由于脉冲信号作为计数器的计时脉冲，其精度直接影响计数器的精度，因此要求脉冲信号有比较高的精度。一般情况下，要做出一个精度比较高的 频率很低的振荡器有一定的难度 工程上解决这一问题的办法就是先做一个频率比较高的矩形波震荡器，然后将其输出信号通过计数器进行多级分项，就可以得到频率比较低 精度比较高的脉冲信号发生器，其精度取决于振荡 秒脉冲发生器 外部操作信号 译码/显示电路 24t 计数器 控制电路 报警电路
目录 一、系统总体方案选择与说明 (1) 二、设计框图与工作原理 (2) 2.1设计框图 (2) 2.2工作原理 (2) 三、各单元硬件设计说明及计算方法3 5四、软件设计与说明 ............................................................................................................ 4.1程序设计流程图 (5) 4.2程序设计步骤 (6) 4.2.1延时程序 (6) 4.2.2主程序的设计 (7) 4.2.3中断服务程序的设计 (7) 4.2.4显示控制子程序的设计 (7) 4.2.5按键控制程序的设计 (7) 五、调试结果及说明 (8) 5.1软件调试 (8) 5.2硬件调试 (9) 六、各元件的使用说明 (10) 6.1AT89C51 芯片 (10) 6.2数码管 (10) 6.3按键 (10) 七、总结 (11) 12八、参考文献 ...................................................................................................................... 九、附录 (13) 13附录 A ............................................................................................................................... 附录 B (14)
. 单片机课程设计题目：电子时钟 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：
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摘要 针对数字时钟的问题，利用8051单片机，proteus软件，vw(伟福)等软件，运用单片机中定时计数器T0,中断系统以及按键的控制实现了电子时钟的设计。设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键的设计实现小时与分钟的调整。时间的启动与暂停等等。 关键字：数字时钟；单片机；定时计数器 .
1 引言 时钟，自他发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术不断的发展，人们对时间计量的进度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好地为人类服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。 现金，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，石英钟都使用了石英技术，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显示器代替指针显示器，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示的功能，还可以进行时、分的校对，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震荡定时信号，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，及定时时间，它通常有两种方法实现：一是软件实现，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起不高的场合；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。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，以单片机为核心，辅以必要电路，构成了一个单片机电子时钟。 单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。 在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口，使单片机应用系统能够运行。 在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。显示器可以是LED指示灯，也可以是LED数码管，也可 .
目录 摘要 (2) 引言 (2) 一．设计目的 (2) 二．设计任务 (2) 三．电路原理设计 (2) 3-1计时器的设计原理 (2) 3-2计时器的基本逻辑功能 (3) 3-3主干电路设计 (3) 3-3-1震荡电路设计 (3) 3-3-2计数器的设计 (3) 3-3-3译码器的设计 (3) 四．电路仿真 (4) 五．系统分析 (5) 5-1基础元件介绍 (5) 5-1-1计数器 (5) 5-1-2译码器与显示管 (6) 5-1-3振荡器 (8) 5-1-4与非门 (8) 六．电路的焊接 (9) 七．调试 (9) 八．总结 (10) 参考文献 (10) 致谢 (10) 附录 (11)
74LS160构成的60秒计时器 摘要 60秒计时器是采用数字电路实现的数字显示计时装置。本系统由振荡器，计数器，译码器，LED显示器组成。采用74LS系列中小规模集成芯片。 引言 计时器是用数字集成电路做成的现代计时器，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观(有荧光七段数码显示器)、无机械传动装置等优点。而且钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。 一.设计目的 在学完了《数字电子技术》课程的基本理论后，能够综合运用所学知识设计和制作实际需要的简单电子电路，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题解决问题的能力。 二.设计任务 完成由74LS160构成的60秒计时器 计时器的组成:60秒计时器一般由振荡器，计时器，译码器，LED显示器组成，这些都是数字电路中应用最广泛的基本电路。 三.电路原理设计 3-1 计时器的设计原理： 先构成一个555定时器和分频器产生震荡周期为一秒的标准“秒”脉冲信号，由74LS160采用清零法分别组成六十进制的“秒”计数器。清零法适用于有异步置零输入端的集成计数器。原理是不管输出处于哪种状态，只要在清零输入端加一个有效电平电压，输出会立即从那个状态回到“0000”状态。。使用74LS48为驱动器，共阴极七段数码管作为显示器。设计图见附录一
目录 第一部分设计任务和要求 1.1单片机课程设计内 容 (2) 1.2单片机课程设计要求………………………………………………… 2 1.3系统运行流程………………………………………………………… 2 第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 (2) 2.2 系统方框图 (3) 2.3 系统流程图 (3) 第三部分主要器材及基本简介 3.1 主要器材 (4) 3.2 主要器材简介 (4) 第四部分系统硬件设计 4.1 最小系统 (6) 4.2 LCD显示电路 (6) 4.3 键盘输入电路 (7) 4.4 蜂鸣器和LED灯电路 (7)
第五部分仿真电路图与仿真结果 (8) 第六部分课程设计总结 (8) 第七部分参考文献 (9) 附录A 实物图 附录B 系统源程序 第一部分设计任务和要求 1.1 单片机课程设计内容 利用STC89C51单片机和LCD1602电子显示屏实现电子时钟，可由按键进行调时和12/24小时切换。 1.2 单片机课程设计要求 1．能实现年、月、日、星期、时、分、秒的显示； 2．能实现调时功能； 3．能实现12/24小时制切换； 4．能实现8：00—22：00整点报时功能。 1.3 系统运行流程 程序首先进行初始化，在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序，然后调用显示程序，在判断是否有按键按下。若有按键按下则转到相应的功能程序执行，没有按键按下则调用时间程序。若没到则循环执行。计时中断服务程序完成秒的计时及向分钟、小时的进位和星期、年、月、日的进位。调时闪烁中断服务程序
用于被调单元的闪烁显示。调时程序用于调整分钟、小时、星期、日、月、年，主要由主函数组成通过对相关子程序的调用，如图所示。实现了对时间的设置和修改、LCD显示数值等主要功能。相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 1．程序设计及调试 根据单片机课程设计内容和要求，完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序，并进行仿真模拟调试。 2．硬件焊接及调试 根据仿真电路图完成电路板的焊接，并进行软、硬件的调试，只到达到预期目的。3．后期处理 对设计过程进行总结，完成设计报告。 2.2 单片机系统方框图
南华大学电气工程学院课程设计 摘要：单片机自70年代问世以来得到蓬勃发展，目前单片机功能正日渐完善：单片机集成越来越多资源，内部储存资源日益丰富，用户不需要扩充资源就可以完成项目开发，不仅是开发简单，产品小巧美观，同时抗干扰能力强，系统也更加稳定，使它更适合工业控制领域，具有更广阔的市场前景；提供在线编程能力，加速了产品的开发进程，为企业产品上市赢得了宝贵时间。本设计通过STC89C51单片机以及单片机最小系统和三极管驱动以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的简易计时器。设计通过四位一体共阳极数码管显示，并能通过按键对秒进行设置。 关键词：STC89C51单片机，驱动，四位一体数码管
南华大学电气工程学院课程设计 Abstract：SCM be booming since since the 70 s, MCU functions are increasingly perfect at present: single chip microcomputer integrated more and more resources, internal storage resource increasingly rich, users do not need to expand resources can complete the project development, is not only the development of simple, small beautiful products, at the same time, strong anti-jamming capability, system is more stable, make it more suitable for industrial control field, has a broad market prospect; Provide online programming ability, speeded up the process of product development, product for the enterprise to win the precious time. This design and triode driven by STC89C51 microcontroller and the single chip microcomputer minimum system and peripheral keys and digital tube display components, design a simple timer based on single chip microcomputer. Design through the four digital tube display, a total of anode, and can through the button to set the seconds. Keywords: STC89C51 microcontroller, drive, Four digital tube
简易电子钟的设计 摘要 近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路地发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，一次特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及正对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本次做的电子时钟是以89C51为核心，结合相关的元器件（LED数码显示器、锁存/译码/驱动器等），再配以相应的软件，达到制作简易数字钟的目的，其硬件部分难点在于元器件的选择、布局及焊接。 关键词单片机 89C51 软件硬件 LED数码显示器锁存/译码/驱动器
Abstract With the computer in the social sphere in recent years, the penetration and development of large scale integrated circuits, microcontroller applications are continually deepening, because of its powerful function, small size, low power consumption, cheap, reliable, easy to use and so on , one particularly suited to and control of the system, more and more widely used in various fields, often microcontroller as a core component to use, in accordance with the specific hardware architecture, and is the object of the characteristics of the specific application software combine to make perfect. The electronic clock is done 89C51 core, combined with the components (LED digital display, latch / decoder / driver, etc.), which together with the corresponding software, to create simple digital clock purposes, the hardware The difficulty is the choice of components, layout, and welding. Keywords microcontroller 89C51 hardware software LED digital display latch / decoder / driver
目录 第一章设计内容和要求 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2设计目的 (1) 1.3设计要求 (1) 1.4设计创新 (1) 1.5设计意义 (1) 第二章方案设计与选择 (2) 2.1技术可行性 (2) 2.2单片机的选择 (2) 2.3显示模块的选择 (3) 2.4键盘模块的选择 (4) 2.5时钟电路的选择 (4) 第三章系统总体结构 (5) 3.1系统结构框图 (5) 3.2各框图实现功能 (5) 3.2.1单片机模块 (5) 3.2.2按键模块 (5) 3.2.3显示模块 (5) 3.2.4驱动模块 (6) 第四章硬件设计 (7) 4.1AT89C52单片机基本引脚接线图 (7) 4.2时钟电路 (10) 4.3按钮电路 (10) 4.4复位电路 (10) 4.5显示电路 (10) 4.6驱动电路 (12) 4.7电源 (12) 第五章软件设计 (13) 5.1软件系统框图 (13) 5.2主程序流程图 (14) 5.3系统主程序 (15) 第六章系统调试 (33) 6.1硬件调试 (33) 6.2软件调试 (34) 第七章设计小结 (34)
附录1：元器件清单 (36) 附录2：原理图 (37)
第一章设计内容和要求 1.1设计任务 用AT89C52设计一个4位的LED数码作为多功能“秒表”。 1.2设计目的 1．学习数码管显示的结构和工作流程，实现数码管分组显示数字组合。 2．学习有关单片机的内容，进一步了解AT89C52芯片的相关功能。 3．复习C语言的相关知识。 4．培养自学能力和探索解决问题的能力。 1.3设计要求 显示时间为00分00秒-59分59秒，每1秒自动加1，另外设计一个“开始/暂停”键、一个“记录/查询”键、一个“清零”键、一个“模式切换”键、一个“时间设置”键、一个“复位”键。秒表要求正计时时，可记录并且查询10组数据，倒计时时，时间用户可设置，并且时间到时蜂鸣器报警。 1.4设计创新 在基本设计基础上添加了正向查询10条记录后蜂鸣器同时报警。 1.5设计意义 简易秒表具有读取方便，显示直观，功能多样，电路简洁，成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。本次设计将基于单片机的工作原理，设计简易秒表的基本电路，深入的了解其工作原理，掌握其基本的工作特点。同时简易秒表在生活中应用广泛，从实际出发，不断创新。