基于单片机数字时钟课程设计
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数字电子钟单片机课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字电子钟的基本工作原理,掌握单片机在数字电子钟中的应用。
2. 学生能掌握数字电子钟的各功能模块(如计时、闹钟、显示等)的设计与实现。
3. 学生了解并掌握数字电子钟程序编写的基本方法,学会运用编程语言(如C 语言)进行程序设计。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并制作一个简易的数字电子时钟,具备基本的时间显示、闹钟等功能。
2. 学生能够独立完成程序编写,实现数字电子钟的基本功能,并具备一定的调试与优化能力。
3. 学生能够通过团队合作,发挥各自专长,共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标:1. 学生在课程学习中,培养对电子技术的兴趣和爱好,激发创新意识。
2. 学生通过实践活动,培养动手能力、解决问题的能力和团队协作精神。
3. 学生在学习过程中,树立正确的价值观,认识到科技对生活的重要性,增强社会责任感。
本课程针对高年级学生,课程性质为实践性较强的设计与制作类课程。
学生在前期课程中已具备一定的电子技术基础和编程能力,本课程旨在巩固和拓展这些知识。
在教学过程中,要求教师注重引导学生主动探索、实践,鼓励学生发挥创新能力,同时关注学生的个体差异,提供有针对性的指导。
通过课程目标的实现,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果,为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 数字电子钟原理及单片机基础:包括时钟电路、计数器、寄存器等基本原理,以及单片机的内部结构、工作原理和编程接口。
- 教材章节:第一章 电子时钟原理;第二章 单片机基础- 内容列举:时钟电路设计、计数器应用、寄存器配置、单片机内部结构、I/O 口编程。
2. 数字电子钟功能模块设计:讲解并实践计时、闹钟、显示等模块的设计方法。
- 教材章节:第三章 数字电子钟设计;第四章 模块化设计- 内容列举:计时模块、闹钟模块、显示模块设计,模块间通信协议。
3. 程序设计与编写:学习数字电子钟的程序编写方法,运用C语言进行程序设计。
单片机数字时钟课程设计一、课程目标单片机数字时钟课程设计旨在让八年级学生在巩固已学电子技术知识的基础上,通过实践操作,实现以下目标:1. 知识目标:(1)理解单片机的基本原理,掌握其编程方法;(2)掌握数字时钟的构成和工作原理;(3)学会使用相关电子元件,如LED显示屏、时钟芯片等。
2. 技能目标:(1)能够运用C语言进行单片机编程,实现数字时钟的基本功能;(2)通过动手实践,提高电路搭建和调试能力;(3)培养团队协作和问题解决能力。
3. 情感态度价值观目标:(1)激发学生对电子技术的兴趣,培养创新精神和动手实践能力;(2)养成严谨的学习态度,提高自主学习能力;(3)培养学生关爱环境、珍惜资源的意识,强化责任感。
本课程针对八年级学生的认知特点,注重理论与实践相结合,以学生为主体,教师为主导。
通过本课程的学习,学生能够将所学知识应用于实际项目中,提高综合运用能力,培养科学精神和创新意识。
课程目标分解为具体学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容依据课程目标,教学内容围绕单片机数字时钟设计与实现展开,包括以下部分:1. 理论知识:(1)单片机原理及编程基础,参考教材第3章;(2)数字时钟工作原理及电路设计,参考教材第5章;(3)C语言编程及应用,参考教材第4章。
2. 实践操作:(1)数字时钟电路搭建,使用LED显示屏、时钟芯片等元件;(2)单片机编程,编写控制程序,实现时钟显示、校时等功能;(3)调试与优化,对搭建的数字时钟进行调试,确保其稳定运行。
3. 教学大纲:第1周:回顾单片机原理及编程基础,学习数字时钟工作原理;第2周:学习C语言编程,编写简单的数字时钟程序;第3周:设计数字时钟电路,进行电路搭建;第4周:编程实现数字时钟功能,进行调试与优化。
教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节内容,以实践操作为主,使学生能够将理论知识与实际应用紧密结合,提高综合运用能力。
同时,教学进度安排合理,确保学生在规定时间内完成课程学习。
基于单片机数字时钟设计单片机数字时钟课程设计基于单片机数字时钟设计一、设计目的:本文介绍是基于单片机的多功能数字时钟,在传统的时钟基础上它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点。
随着电子产业的发展,时钟的数字化、多功能化已经成为现在时钟生产研究的主导设计方向。
其实巩固、加深和扩大单片机应用的知识面,提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。
培养针对课题需要,选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力,提高组成系统、编程、调试的动手能力。
最后通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机应用系统开发、研制的过程,软硬件设计的方法,内容及步骤。
多功能数字时钟的用途十分广泛,只要有计时的存在,便要用到数字时钟的原理及结构;同时在日期中,它以其小巧,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者的喜爱。
随着人类科技文明的发展,人们对于时钟的要求在不断提高。
时钟已不仅仅被看出一种用来显示时间的工具,在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。
高精度、多功能、小体积、低功耗,是现代时钟发展的趋势。
在这种趋势下,时钟的数字化、多功能化已经成为现在时钟生产研究的主导设计方向。
二、设计要求:本次课程设计的电子时钟电路由AT89C51时钟电路动态数码管显示电路组成,运用汇编语言控制单片机AT89C51来实现动态数码管显示。
利用AT89C51单片机P0口控制数码的位显示,P2口控制数码管的段显示,p1口与按键相连,用于时间的校正。
实现24小时制电子钟,6位数码管显示,显示时分秒。
显示格式:23-59-59。
有调时,调分,调秒按钮。
三、AT89C51管脚说明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。
单片机数字时钟课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单片机的基本原理和编程方法,掌握数字时钟的设计与实现过程。
2. 使学生掌握数字时钟的显示原理,包括时、分、秒的显示和调整方法。
3. 让学生了解单片机与其他硬件设备(如LED显示屏、按键等)的接口技术。
技能目标:1. 培养学生运用单片机编程实现数字时钟功能的能力。
2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,如调试程序、排查故障等。
3. 提高学生的动手实践能力,能够独立完成数字时钟的搭建和调试。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及电子制作的兴趣,激发学生的创新意识和探索精神。
2. 培养学生团队协作精神,学会在合作中解决问题,共同完成任务。
3. 培养学生严谨的学习态度和良好的学习习惯,注重实践与理论相结合。
分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 课程性质:本课程为单片机应用实践课程,注重理论联系实际,培养学生的动手能力和创新能力。
2. 学生特点:学生已具备一定的单片机基础知识,有一定的编程基础,但实践能力有待提高。
3. 教学要求:以学生为主体,教师为主导,采用项目式教学,引导学生主动探究和解决问题。
二、教学内容1. 理论知识:- 单片机原理及编程基础回顾;- 数字时钟的原理与设计思路;- 单片机与其他硬件设备的接口技术。
2. 实践操作:- 数字时钟的硬件搭建,包括LED显示屏、按键等;- 单片机程序编写,实现时、分、秒的显示与调整;- 程序调试与故障排查。
3. 教学大纲:- 第一阶段(1课时):单片机原理及编程基础回顾;- 第二阶段(2课时):数字时钟原理学习,设计思路讲解;- 第三阶段(2课时):硬件搭建与程序编写;- 第四阶段(1课时):程序调试与故障排查;- 第五阶段(1课时):成果展示与总结。
4. 教材关联:- 教材第3章:单片机原理及编程基础;- 教材第4章:数字时钟设计与实现;- 教材第5章:单片机与其他硬件设备接口技术。
基于单⽚机的数字电⼦钟设计(含完整程序+PCB图)--课程设计基于单⽚机的数字电⼦钟设计(含完整程序+PCB图)--课程设计1 课题设计任务、功能要求及总体⽅案1.1 课题设计任务本课程设计选题⽬为:数字电⼦钟。
设计⼀个具有特定功能的电⼦钟。
1.2 功能要求设计的数字电⼦钟上电或按键复位后能⾃动显⽰系统提⽰符“P.”,进⼊时钟准备状态;第⼀次按数字电⼦钟启动/调整键,数字电⼦钟从0时0分0秒开始运⾏,进⼊时钟运⾏状态;再次按数字电⼦钟启动/调整键,则数字电⼦钟进⼊时钟调整状态,并且时间停⽌不动,此时可分别利⽤各调整键调整时、分、秒,调整结束后可按启动/调整键再次进⼊时钟运⾏状态。
1.3 设计总体⽅案介绍及⼯作原理说明本课程设计采⽤AT89S52单⽚机设计⼀个数字电⼦钟,通过两个4位LED数码管显⽰时、分、秒,并设有9个按键。
其中⼀个⽤于单⽚机的复位;⼀个为启动/调整键;两个分别为加,减键;其他键本课题暂不⽤。
电路分为5部分,分别为复位电路、键盘电路、时钟电路、显⽰电路和控制电路。
复位电路采⽤按键复位⽅式。
键盘电路采⽤独⽴式键盘。
时钟电路⽤12MHz的晶振产⽣时钟信号。
显⽰电路采⽤8个三极管驱动两个4位LED显⽰。
控制电路采⽤8位的AT89S52单⽚机作为CPU;原理是:时钟⽤T0为时钟秒加1中断,时间常数位50MS,每20次加1S,T0⽤为时间加1中断,时间常数为50MS,中断20次时间加1。
其设计框图如图1.1所⽰:复位电路AT89S52 显⽰时钟电路键盘电路下载电路图1.1 设计⽅案框图42 数字电⼦钟硬件系统的设计2.1 硬件系统各模块功能简要介绍2.1.1 复位电路复位是单⽚机的硬件初始化操作。
经复位操作后,单⽚机系统才能开始正常⼯作。
单⽚机上有复位引脚RST,⽤于外接复位电路,这⾥复位电路采⽤按键电平复位。
2.1.2 时钟电路单⽚机⼯作所需的同步时钟信号由以下两种⽅法获得:由单⽚机⽚内时钟电路结合外部晶振、电容产⽣和直接从单⽚机外部引⼊脉冲信号。
单片机数字钟课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解单片机的基本原理,掌握数字时钟的工作机制;2. 学生能描述数字时钟的各个模块功能,如时钟电路、计数器、显示电路等;3. 学生能运用所学编程语言,如C语言,编写数字时钟的程序代码。
技能目标:1. 学生能运用单片机开发工具进行程序编写、调试和下载;2. 学生能动手搭建数字时钟硬件电路,实现时钟的显示和计时功能;3. 学生能通过实际操作,掌握基本电路故障排查和程序调试技巧。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对单片机及电子制作的兴趣,激发创新意识和动手能力;2. 学生在团队协作中学会沟通、分享和承担责任,培养合作精神;3. 学生通过解决实际问题,体会科技对社会发展的作用,增强社会责任感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论教学和动手操作,让学生在实际操作中掌握单片机数字时钟的制作。
学生特点:学生具备一定的电子基础知识,对单片机有一定了解,喜欢动手实践,具有较强的求知欲和好奇心。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调学生在操作过程中掌握知识,培养学生动手能力、创新意识和团队协作能力。
通过课程学习,使学生能够独立完成单片机数字时钟的设计与制作。
二、教学内容1. 理论知识:- 单片机原理:介绍单片机的硬件结构、工作原理和编程方法;- 数字时钟原理:分析数字时钟的组成、工作原理及各模块功能。
2. 实践操作:- 硬件设计:指导学生设计数字时钟的硬件电路,包括时钟电路、计数器、显示电路等;- 程序编写:教授学生使用C语言编写单片机程序,实现数字时钟的功能;- 调试与下载:教授学生如何使用开发工具进行程序调试和下载。
3. 教学大纲:- 第一周:单片机原理学习,了解数字时钟的基本原理;- 第二周:分析数字时钟各模块功能,学习C语言编程基础;- 第三周:设计数字时钟硬件电路,编写程序代码;- 第四周:进行程序调试,搭建完整的数字时钟系统。
4. 教材关联:- 教材第一章:单片机原理及其应用;- 教材第二章:数字电路设计基础;- 教材第三章:C语言编程基础;- 教材第四章:单片机程序设计与实践。
单片机数学钟课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单片机的基础知识,掌握其工作原理和编程方法。
2. 使学生掌握数字时钟的原理,包括时、分、秒的计算与显示。
3. 帮助学生了解数学在单片机编程中的应用,如时间计算、数值转换等。
技能目标:1. 培养学生运用单片机进行数字时钟编程的能力,学会编写相关程序代码。
2. 提高学生动手实践能力,能够自行设计、搭建并调试单片机数学钟。
3. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力,提高问题分析及解决能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对单片机及编程的兴趣,培养主动学习的习惯。
2. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与交流能力。
3. 增强学生对科技与数学的热爱,树立创新意识,培养探索精神。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合单片机技术、数学知识及编程技能,旨在提高学生的动手实践能力和问题解决能力。
学生特点:学生具备一定的数学基础和编程知识,对单片机有一定了解,但实践经验不足。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调动手实践,鼓励学生自主探究,培养学生解决问题的能力和创新意识。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际项目中,提高综合运用能力。
二、教学内容1. 单片机基础知识:介绍单片机的组成、工作原理及编程环境,重点讲解51单片机的内部结构、指令系统及I/O口操作。
- 教材章节:第一章单片机基础知识2. 数字时钟原理:讲解数字时钟的时、分、秒计算方法,以及如何通过单片机实现数字时钟的功能。
- 教材章节:第三章数字时钟原理与应用3. 数学知识应用:介绍数学在单片机编程中的应用,如数值转换、时间计算等。
- 教材章节:第二章数学基础知识及其在单片机中的应用4. 编程实践:指导学生使用C语言或汇编语言编写单片机程序,实现数字时钟功能。
- 教材章节:第四章单片机编程实践5. 动手实践:学生自行设计、搭建单片机数学钟电路,并调试程序。
- 教材章节:第五章单片机系统设计与实践6. 项目展示与评价:学生展示作品,进行交流与评价,总结学习收获。
单片机课程设计报告基于单片机的数字时钟姓名:班级:学号:一、前言利用实验板上的4个LED数码管,设计带有闹铃、秒表功能的数字时钟。
功能要求:a)计时并显示(LED)。
由于实验板上只有4位数码管,可设计成显示“时分”和显示“分秒”并可切换。
b)时间调整功能。
利用4个独立按钮,实现时钟调整功能。
这4个按钮的功能为工作模式切换按钮(MODE),数字加(INC),数字减(DEC)和数字移位(SHITF)。
c)定闹功能。
利用4个独立按钮设定闹钟时间,时间到以蜂鸣器响、继电器动作作为闹铃。
d)秒表功能。
最小时间单位0.01秒。
二、硬件原理分析1.电源部分电源部份采用两种输入接口(如上图)。
a)外电源供电,采用2.1电源座,可接入电源DC5V,经单向保护D1接入开关S1。
b)USB供电,USB供电口输入电源也经D1单向保护,送到开关S1。
注:两路电源输入是并连的,因此只选择一路就可以了,以免出问题。
S1为板子工作电源开关,按下后接通电源,提供VCC给板子各功能电路。
电路采用两个滤波电容,给板子一个更加稳定的工作电源。
LED为电源的指示灯,通电后LED灯亮。
2.蜂鸣器蜂鸣器分为有源和无源两种,有源即两引脚有一个直流电源就可以长鸣,无源则需要一个1K左右的脉冲才可以蜂鸣,因此对于按键的提示音及报警蜂鸣使用有源来得方便。
有源也可以当无源使用,而无源则不能当有源使用,当然用有源蜂鸣器作音乐发声会失真厉害。
如上图:单片机P15输出高低电平经R21连接三极管B极,控制三极管的导通与截止,从而控制蜂鸣器的工作。
低电平时三极管导通,蜂鸣器得电蜂鸣,高电平时三极管截止,蜂鸣器失电关闭蜂鸣。
电路使用一个四位共阳型数码管,四个公共阳级由三极管放大电流来驱动,三极管由P10-P13控制开与关。
数码管的阴级由P0口经过电阻限流连接。
例如,要十位的数码管工作,P12输出0,使三极管Q12导通,8脚得电,当P0口相应位有输出0时,点亮相应的LED灯组合各种字符数字。
单片机数字钟课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单片机的基本原理,掌握数字钟的电路构成和工作原理。
2. 使学生掌握单片机编程的基本方法,能够运用C语言编写简单的数字钟程序。
3. 帮助学生了解数字钟的各个模块功能,如时钟电路、计数器、显示电路等。
技能目标:1. 培养学生动手搭建数字钟电路的能力,提高实践操作技能。
2. 培养学生运用编程软件进行程序编写、调试和优化单片机程序的能力。
3. 培养学生分析问题、解决问题的能力,能够解决数字钟运行过程中出现的故障。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及电子技术的兴趣,激发学生的求知欲和探索精神。
2. 培养学生团队合作意识,学会与他人共同解决问题,提高沟通与协作能力。
3. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,养成认真负责的学习习惯。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识与实际操作,旨在培养学生的动手能力、编程能力和问题解决能力。
学生特点:学生为初中生,具备一定的电子知识基础,对单片机有一定了解,喜欢动手实践,对新鲜事物充满好奇心。
教学要求:教师需结合学生特点,以引导为主,讲解与实践相结合,注重培养学生的自主学习能力和团队合作精神。
在教学过程中,关注学生的个体差异,给予个性化指导,确保每位学生都能达到课程目标。
通过课程学习,使学生能够独立完成数字钟的搭建和程序编写,提高综合运用知识的能力。
二、教学内容1. 单片机基础理论:介绍单片机的组成、工作原理,重点讲解AT89C52单片机的内部结构、引脚功能及特性。
教材章节:第一章 单片机概述,第二节 AT89C52单片机简介2. 数字钟电路设计:讲解数字钟的电路构成,包括时钟电路、计数器、显示电路等模块,分析各模块之间的连接关系。
教材章节:第二章 数字钟电路设计,第一节 数字钟概述,第二节 电路模块介绍3. 单片机编程:教授C语言编程基础,以数字钟为例,讲解程序设计思路、流程及编程技巧。
数字时钟单片机课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字时钟单片机的基本原理,掌握单片机的硬件结构和软件编程方法。
2. 学生能运用所学的单片机知识,设计并实现一个具有基本功能的数字时钟。
3. 学生了解数字时钟的显示原理,掌握时间计算和显示的编程技巧。
技能目标:1. 学生能够独立完成数字时钟单片机的硬件连接和程序编写,具备实际操作能力。
2. 学生通过课程学习,培养解决实际问题的能力,学会调试程序,找出并解决问题。
3. 学生能够运用所学知识,进行创新设计,提高动手实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生在学习过程中,培养对单片机技术的兴趣,提高对电子技术的认识。
2. 学生通过团队合作,培养沟通协作能力,增强团队精神。
3. 学生在课程实践中,体会科技改变生活的实际应用,激发创新意识。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点:学生具备一定的单片机基础知识,对电子技术有较高的兴趣,喜欢动手实践。
教学要求:教师应结合学生特点,采用任务驱动法,引导学生主动探究,注重实践操作能力的培养。
在教学过程中,关注学生的个体差异,提供有针对性的指导。
通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 硬件基础:介绍数字时钟单片机的硬件结构,包括处理器、时钟电路、显示模块等组成部分。
关联教材第3章“单片机硬件结构”。
- 单片机选型与特性- 时钟电路原理与设计- 显示模块工作原理与接口技术2. 程序设计:讲解数字时钟程序设计的基础知识,包括编程语言、程序结构和流程控制。
关联教材第4章“单片机编程基础”。
- 基本指令与编程语法- 时间计算与显示编程- 程序调试与优化技巧3. 系统设计与实现:引导学生进行数字时钟单片机系统的设计与实现,包括硬件连接、程序编写和功能测试。
关联教材第6章“单片机应用系统设计”。
- 硬件连接与电路搭建- 程序编写与功能实现- 系统调试与故障排除4. 创新实践:鼓励学生运用所学知识进行创新设计,提高数字时钟的功能和实用性。
目录第一章选题背景 (2)第二章课程设计说明 (3)1.1课程设计目的 (3)1.2 课程设计要求 (3)第三章系统方案与总体结构 (4)第四章数字时钟硬件构成 (5)4.1 数字时钟框图设计 (5)4.2 选用芯片简介 ......................................... 错误!未定义书签。
4.2.1 80C51简介 .................................... 错误!未定义书签。
4.2.2 BCD 7段译码74LS47简介.......... 错误!未定义书签。
4.2.3 3-8线译码器74LS138简介........ 错误!未定义书签。
4.2.4 LED数码显示器简介 .................... 错误!未定义书签。
4.3数字时钟工作原理图 (5)4.3.1 数字时钟电路总图 (5)4.3.2 复位电路原理图 (6)4.3.3 按键电路原理图 (7)4.3.4 时钟电路原理图 (7)4.3.5 LED数码管硬件电路原理图 (7)第五章数字时钟软件设计 (8)第六章数字时钟汇编程序 (11)第七章心得体会 (19)参考文献 (20)第一章选题背景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。
单片机数字钟课程设计单片机数字钟课程设计1. 硬件设计:- 使用单片机控制数字钟的显示和时间的设置功能,在电路板上连接LED数码管用于显示时间。
- 使用实时时钟芯片或者外部晶振作为时钟源,确保时间的准确性。
- 设置按键用于调整时间,包括小时、分钟和秒钟。
2. 功能设计:- 初始化功能:启动时将时间设置为00:00:00。
- 显示功能:将当前时间显示在LED数码管上,包括小时、分钟和秒钟。
- 调整时间功能:按下相应的按键,可以调整小时、分钟和秒钟,同时更新LED数码管上的显示。
- 闹钟功能:设置一个闹钟时间,并在闹钟时间到达时发出声音或者闪烁LED灯提示。
3. 软件设计:- 使用C语言编写单片机的程序,通过编程控制数码管的显示和按键的响应。
- 在程序中使用定时器中断来更新时间的显示,确保时间的准确性。
- 使用按键中断来响应按键的操作,包括调整时间和设置闹钟功能。
4. 测试与调试:- 在编写完程序后,进行测试和调试,确保各项功能的正常运行。
- 使用示波器等工具来监测时钟信号和按键信号的波形,确保硬件连接的正确性。
- 运行程序并观察LED数码管的显示,以及按键的响应情况,进行功能的验证。
5. 效果展示:- 在完成测试和调试后,将数字钟的效果展示给他人,包括时间的显示和调整、闹钟的设置和响应等功能。
- 可以将数字钟制作成实物展示,方便他人观看和操作,也可以进行演示和讲解,介绍数字钟的工作原理和设计思路。
整个单片机数字钟的课程设计过程包括硬件设计、功能设计、软件设计、测试与调试以及效果展示。
通过这个设计项目,可以锻炼学生的硬件和软件设计能力,提高他们对单片机原理和应用的理解和掌握程度。
单片机课程设计数字时钟一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单片机的基本原理,理解数字时钟的工作机制;2. 使学生了解数字时钟的硬件组成,掌握相关程序设计方法;3. 引导学生运用所学知识,设计并实现一个具有基本功能的数字时钟。
技能目标:1. 培养学生动手操作单片机及其外围设备的能力,提高编程技巧;2. 培养学生运用C语言进行单片机程序设计的能力;3. 培养学生团队协作、问题解决和创新能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对单片机及嵌入式系统的学习兴趣,培养其主动探索精神;2. 培养学生严谨的科学态度,养成良好的编程习惯;3. 增强学生的自信心和成就感,使其认识到学习知识可以改变生活。
课程性质分析:本课程为单片机课程设计,侧重于实践操作和编程技巧的培养。
结合学生年级特点,课程内容以基础知识为主线,注重理论与实践相结合。
学生特点分析:学生已具备一定的单片机基础知识和C语言编程能力,但对数字时钟的硬件设计和程序设计尚不熟悉。
因此,课程设计应充分考虑学生的认知水平,引导他们逐步掌握数字时钟的设计方法。
教学要求:1. 注重知识点的系统性和连贯性,使学生在实践中掌握理论知识;2. 着重培养学生的动手能力、编程能力和团队协作能力;3. 结合实际案例,引导学生将所学知识应用于实际项目中,提高其问题解决能力。
二、教学内容1. 理论知识:- 单片机基本原理与结构;- 数字时钟工作原理;- C语言编程基础;- 单片机外围设备及其接口技术。
2. 实践操作:- 数字时钟硬件设计,包括时钟芯片、显示模块、电源模块等;- 数字时钟程序设计,包括时钟初始化、时间更新、显示控制等;- 单片机与外围设备的连接和调试;- 数字时钟功能的实现与优化。
3. 教学大纲:- 第一周:单片机基本原理与结构学习,了解时钟芯片功能;- 第二周:学习C语言编程基础,掌握程序设计方法;- 第三周:数字时钟硬件设计,选择合适的外围设备;- 第四周:数字时钟程序设计,实现基本功能;- 第五周:连接单片机与外围设备,进行系统调试;- 第六周:优化数字时钟功能,总结课程设计。
单片机数字电子钟课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解单片机的基础知识,掌握数字电子时钟的原理和工作流程。
2. 学生能描述单片机编程的基本步骤,特别是与计时相关的指令和程序设计方法。
3. 学生能够解释数字电子钟各部分功能,如时钟电路、显示电路等,并了解它们之间的协作关系。
技能目标:1. 学生能够运用所学的单片机知识,设计并实现一个简单的数字电子钟程序。
2. 学生通过动手实践,提高焊接和电路排错的能力,能够组装和调试电子钟电路。
3. 学生能够利用仿真软件对电子钟程序进行测试和优化,培养问题解决和程序调试技巧。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子制作的兴趣,激发创新意识和探索精神。
2. 通过团队协作完成项目,增强学生的合作意识和沟通能力。
3. 学生在课程学习过程中,能够体验到知识与实践相结合的成就感,培养科学、严谨的学习态度。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程设计针对高中年级学生,假设他们已具备基础物理知识和一定的编程能力。
课程性质为实践性强的综合设计课,旨在通过单片机数字电子钟的制作,巩固学生的电子技术知识与技能。
课程目标设定时考虑了学生的年龄特点和认知水平,注重理论与实践的结合,鼓励学生动手操作和探究学习,旨在提高学生的综合技术应用能力。
通过具体的学习成果分解,本课程旨在让学生不仅学习到知识,而且能够将知识应用到实际问题的解决中,充分体现课程的实用性和创新性。
二、教学内容1. 单片机基础知识回顾:重点复习单片机的内部结构、工作原理及编程基础,关联教材第二章内容。
2. 数字电子时钟原理:讲解时钟电路、计数器、振荡器等组成部分,对应教材第四章第二节。
- 时钟电路的构成与工作原理- 计数器的作用及其编程方法- 振荡器的种类及其在电子时钟中的应用3. 单片机编程设计:结合教材第三章,介绍编写电子时钟程序所需的指令和编程技巧。
- 基本计时指令的使用- 程序流程图的绘制- 中断处理在电子时钟中的应用4. 电路设计与制作:依据教材第五章,指导学生进行电子时钟的电路设计和组装。
单片机技术课程设计数字电子钟学院:班级:姓名:学号:教师:摘要电子钟在生活中应用非常广泛,而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。
所以设计一个简易数字电子钟很有必要。
本电子钟采用AT89C52单片机为核心,使用12MHz 晶振与单片机AT89C52 相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期,同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能,当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。
该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEY5键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。
具有时间显示、整点报时、校正等功能。
走时准确、显示直观、运行稳定等优点。
具有极高的推广应用价值。
关键词:电子钟 AT89C52 硬件设计软件设计目录NO TABLE OF CONTENTS ENTRIES FOUND.一、数字电子钟设计任务、功能要求说明及方案介绍1.1 设计课题设计任务设计一个具有特定功能的电子钟。
具有时间显示,并有时间设定,时间调整功能。
1.2 设计课题的功能要求说明设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“d.1004-22”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从12时59分0秒开始运行,进入时钟运行状态;按电子钟S5键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按S5键再次进入时钟运行状态。
1.3 设计课的设计总体方案介绍及工作原理说明本电子钟主要由单片机、键盘、显示接口电路和复位电路构成,设计课题的总体方案如图1所示:图1-1总体设计方案图本电子钟的所有的软件、参数均存放在AT89C52的Flash ROM和内部RAM 中,减少了芯片的使用数量简化了整体电路也降低了整机的工作电流。
键盘采用动态扫描方式。
利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程形成数字钟效果,再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据,同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态,实现不同功能。
乌鲁木齐职业大学毕业设计(论文)系(院):信息工程学院专业:电子信息工程班级:1007班学生姓名:赵欢学号: 2010020148课题:基于单片机的数字钟的设计指导教师:2013年4月10日目录摘要 (1)引言 (2)1 AT89S52单片机介绍 (3)2 设计功能及说明 (5)3 数字中的硬件设计 (6)3.1 最小系统设计 (6)3.2 LED显示电路 (9)3.3 数字中的原理图 (10)4 数字钟的软件设计 (11)4.1 系统软件设计流程图 (12)5 单模块流程设计及程序设计 (15)5.1 初始化模板 (15)5.2 开关检测模块 (16)5.3 显示主程序 (17)5.4 闹铃及整点报时判断程序(EIGHT) (8)5.5 中断(TO)计时程序 (19)5.6 中断(T1)预置程序 (19)5.7 中断(INT0)设定程序 (19)6 系统仿真 (19)6.1 PROTOES软件介绍 (19)6.2 数字钟系统PROTOES仿真 (20)7 调试与功能说明 (20)7.1 硬件调试 (21)7.2 系统性能测试与功能说明 (21)7.3 系统时钟误差分析 (21)7.4 软件调试问题及解决 (21)8 单模块软件测试 (22)8.1 编码中常用的程序结构说明 (22)8.2 单模块软件测试中的问题及解决 (22)9 软件部分烧写调试 (23)总结 (26)致谢 (27)参考文献: (28)基于单片机的数字钟的设计摘要单片计算机即单片微型计算机。
由RAM ,ROM,CPU构成,定时,计数和多种接口于一体的微控制器。
它体积小,成本低,功能强,广泛应用于智能产业和工业自动化上。
而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。
这次课程设计通过对它的学习,应用,从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。
本设计是通过单片机设计一个多功能电子表,要求不仅具有电子时钟的功能还具有闹铃、设定闹铃时间、整点报时、生日提醒功能,而且能够预置生日时间关键字:单片机;多功能电子表;跑表;数码管显示引言1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表,从而奠定了电子表的基础,电子表开始迅速发展起来。
绪论随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到生活、工作、科研等各个领域,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温度计和数字钟,本数字温度计属于多功能温度计,可以任意设置温度的上下限报警功能,当温度不在设定范围内时,可以报警;本数字钟可以同步显示时间日历,日期和时间都可通过按键校整。
本系统采用的DS1302可为掉电保护电源提供可编程的充电功能,并且可以关闭充电功能。
本系统显示部分采用LCD液晶显示屏显示,工作方便,外形美观一、方案设计本项目拟设计基于单片机的数字时钟和数字温度计,并将时间和温度显示在液晶显示器上。
本系统由主控模块、时钟模块、显示模块、测温模块共4个模块组成。
主控芯片使用89系列的AT89C52单片机。
时钟芯片使用DS1302,DS1302做为计时芯片,可以做到及时准确。
DS1302可以在很小电流的后备电源(2.5~5.5V电源,在2.5V时耗小于300nA)下继续计时,并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电,可以保证后备电源基本不耗电。
测温模块采用DS18B20,具有测温准确,测温范围宽,电路简单的优点。
显示模块采用液晶显示屏LCD1602,LCD1602电路简单,功耗低,显示信息量大,显示质量高,显示界面美观、友好。
1、主控制器的选择ATmega16是AVR系列中的一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准AVR指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的ATmega16单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
另外,在校期间所涉及到也主要是MCS-51系列单片机,对于其内部功能和指令系统较为熟悉,能在较为短的项目内完成项目的设计和验证。
2、时钟功能的实现时钟功能的实现有两种方案:一是用软件实现,直接用单片机的定时器编程以实现时钟;二是用专门的时钟芯片实现时钟的记时,再把时间数据送入单片机,由单片机控制显示。
物理与电子信息学院数字电路课程设计报告书
姓名:
班级:电子信息工程09级
学号
时间:2011年 6 月13 日
图(2-1)
VCC:供电电压(一般接5伏)。
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
MOV SECOND,#0
MOV TCNT,#0
RETUNE: POP PSW
RETI
2.3数码管显示电路原理
单片机中通常使用7段LED,LED是发光二极管显示器的缩写。
LED显示器由于结构简单,价格便宜,体积小,亮度高,电压低,可靠性高,寿命长,响应速度快,颜色鲜艳,配置灵活,与单片机接口方便而得到广泛应用。
LED 显示器是由若干个发光二极管组成显示字段的显示部件,当发光二极管导通时,相应的一个点或一个笔划发光,控制不同组合的二极管导通,就能显示出各种字符。
LED七段数码显示器由8个发光二极管组成显示字符,根据内部发光二极管的连接形式不同,LED有共阴极和共阳极两种,本系统采用共阴极。
LED的结构及连接如图1-2所示
图2-2
LED显示原理
当选用共阴极的LED时,所有发光二极管阴极连在一起接地,当某个发光二极管的阳极加入高电平时,对应的二极管点亮。
因此要显示某字形就应使此字形的相应段的二极管点亮,实际上就是送一个用不同电平组合代表的数据字来控制LED的显示,此数据为字符的段码或称为字型码。
字型码与LED显示器各段的关系为
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
dp g f e d c b a
表1-1
dp为小数点,字符0、1、2……F的段码如表1-2所示
字符段码(共阴)段码(共阳)字符段码(共阴)段码(共阳)
0 3FH C0H 8 7FH 80H
1 06H F9H 9 6FH 90H
2 4FH A4H A 77H 88H
3 66H B0H B 7CH 83H
4 6DH 99H C 39H C6H
5 7DH 92H D 5EH A1H
6 07H 82H E 79H 86H
7 7FH F8H F 71H 8EH
表1-2
下图是本系统采用的共阴极LED七段数码显示器:
图2-3
3、电路设计
3.1本设计输入输出电路
该系统输入电路采用的是P1口中的P1.0、P1.1、P1.2作为校正的输入分别为秒校正、分校正、时校正。
(如图2-4)
图2-4
系统的输出电路采用的是P0口、P3和P2口分别是段码输出、循环彩灯输出和位选输出。
段码输出P0口外界一个74ls373作为输出锁存保证数据输出稳定
图2-5
3.2系统软件设计说明
该系统软件程序主要有主程序模块,定时中断服务程序,中断等待服务程序,键盘服务程序,显示子程序服务程序等六大模块组成。
图2-4中按键从上往下设定为S1,S2,S3。
S1与p1.0相连,S2与p1.1相连,S3与p1.2相连。
当需要设定当前时间时,按一下S2键,时钟加1;按一下S1,分钟加1;按一下S1,秒钟加1。
3.3LED的编程思想
本设计使用LED数码管显示,LED显示器具有耗电少、成本低、配置简单灵活、安装方便、耐震动、使用寿命长等优点,因而应用广泛。
该方案控制最简单,但是只能显示有限的符号和数字,对于设计中复杂的显示功能显然不能胜任。
虽然点阵液晶可以显示多种字符和图形,拥有友好的人机界面及强大的显示功能。
特别适用于智能控制的可编程人性化显示。
但是考虑到本设计的实际要求,使用数码管显示就足以达到要求了。
七段LED由七个发光二极管按日字排开,所有发光二极管的阳极连在一起成共阳极,阴极连在一块称共阴极接法。
当采用芯片驱动时不需要加限流电阻,其他情况下一般应外接限流电阻。
动态显示电路有显示块,字形码封锁驱动器,字位锁存驱动器三部分组成。
4、程序调试
1)将程序输入到KEIL的环境下;(如图2-6所示)
2)用单步运行和断点运行方式调试程序;
3)调试T0中断服务程序,首先在记数单元39H、3AH、3BH、3CH单元中预置数,调试秒单元向分单元进位及分单元向时单元的进位,最后将T0中断服务程序统调通过;
4)在39H、3AH、3BH、3CH单元中预置数,调试显示程序;
5)调试主程序,使闹钟走时系统工作正常。
图2-6
5、Proteus软件仿真
①仿真步骤
第一步:用KEIL软件对程序进行编译,编译通过后,会自动生成HEX文件。
第二步:在Proteus的元件库中找到STC89C52以及相应的元件,按照硬件设计中的说明把各部件连接起来组成一个时钟的硬件系统。
第三步:把在伟福环境调试下生成的.HEX文件装入到STC89C52里,点击运行
符号就可以使软硬件的配套设施在Proteus的环境下仿真实现。
第四步:验证系统能否实现所要求的功能,并检验错误。
②仿真过程中出现的错误及解决措施
1)当把程序生成的.HEX文件装入到STC89C52后运行时,显示模块出现数字显示错误,但是软硬件都没有错误,经检查是它们不配套,在修改扫描显示控制字而且改变硬件布线顺序后方显示正常。
2)P0口是漏极开路的并行I/O口和分时复用数据地址总线,在用作I/O 口是必须接上拉电阻,否则造成电平不稳地,从而显示出乱码。
由于对硬件不了解产生错误。
3)在设计的初期把主程序设计成顺序结构,但是在运行的时候没有注意到这个问题,没有按照软件说明中的顺序操作。
③仿真结果
开始仿真时,显示如图2-7所示:
图2-7
按一下minute按键,分钟加一。
如下图2-8
图2-8 按一下hour按键,时钟加一。
如下图2-9
图2-9 6、protel99制作
6.1原理图:
6.2 PCB图:
如果能制作到PCB板,那么焊接和连接都非常的简单,而且制作出的作品性能稳定,美观。
7、课程设计元器件清单
元器件名称类型数量价格(元)单片机STC89C52 1 5
底座DIP40 1 0.3
DIP16 1 0.15 数据锁存器74LS373 1 1.2
瓷片电容22pf 2 0.1 晶振12MHZ 1 0.24
DJNZ R1,T2
CLR Alarm
RET
END
附二:总原理图
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可另加附页
附:A4纸
赣南师范学院2010--2011学年第二学期数字电路课程设计行政班级:电子信息工程09级学号:姓名:
选课班级:电子信息工程09级任课教师:杨汉祥成绩:____ _____。