单片机课程设计数字电子钟
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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。
单片机课程设计电子时钟一、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,掌握单片机在电子时钟设计中的应用。
2. 使学生掌握电子时钟的组成和工作原理,包括时、分、秒的显示与计时功能。
3. 帮助学生了解电子时钟设计中涉及的硬件知识,如晶振、计数器、显示器件等。
技能目标:1. 培养学生运用单片机编程实现电子时钟功能的能力,提高学生的动手实践能力。
2. 培养学生分析问题、解决问题的能力,能够针对电子时钟设计过程中遇到的问题进行调试和优化。
3. 培养学生团队协作能力,通过分组合作完成课程设计任务。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对单片机及电子制作的兴趣,培养学生主动学习的积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,养成良好的实验习惯。
3. 增强学生的创新意识,鼓励学生在课程设计中发挥想象力和创造力,提高学生的创新能力。
课程性质:本课程为实践性课程,注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点:学生已具备一定的单片机基础知识和编程技能,对电子制作有较高的兴趣。
教学要求:结合课本内容,注重理论与实践相结合,通过课程设计提高学生的综合应用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学设计和评估过程中有针对性地指导学生。
二、教学内容1. 理论知识:- 单片机原理与编程:复习课本第三章内容,重点掌握单片机的内部结构、工作原理、指令系统及编程方法。
- 电子时钟原理:学习课本第四章关于时钟电路的设计,了解时、分、秒的计数原理及显示技术。
2. 实践操作:- 硬件设计:根据课本第五章内容,选用51单片机及相关元器件,设计电子时钟的硬件电路,包括晶振、计数器、显示器件等。
- 软件编程:运用C语言或汇编语言,编写电子时钟的程序代码,实现时、分、秒的显示与计时功能。
3. 教学大纲:- 第一周:复习单片机基础知识,讲解电子时钟原理,分配课程设计任务。
- 第二周:进行硬件电路设计,学习并选用合适的元器件,绘制原理图。
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。
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。
单片机课程设计报告---单片机的电子钟设计单片机课程设计报告---单片机的电子钟设计一、设计简介本课程设计是以单片机为核心,设计一个具有显示时间和闹钟功能的电子钟。
电子钟是人们日常生活中必备的计时工具,其精度和稳定性直接影响到人们的时间安排和生活质量。
因此,本设计的目的是通过学习和实践,掌握单片机的应用和电子钟的设计方法,提高我们的实践能力和理论知识水平。
二、硬件设计1.单片机选择本设计选用AT89C51单片机作为主控制器。
AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片机,具有丰富的I/O口和片内资源,适合用于各种嵌入式系统开发。
2.显示模块显示模块采用LED数码管,用于显示时间、日期和闹钟状态。
为了方便调试和编程,我们选用4位一体式数码管。
3.按键模块按键模块包括功能键和调整键,用于设置时间、日期和闹钟。
我们选用4个独立式按键,分别实现上调、下调、设置和闹钟功能。
4.蜂鸣器模块蜂鸣器模块用于发出闹钟声音。
我们选用一款常见的无源蜂鸣器,通过单片机的一个IO口控制其频率,实现声音提示功能。
三、软件设计1.时钟芯片驱动本设计选用DS1302时钟芯片,用于提供实时时间和日期的信息。
DS1302与单片机通过I2C协议进行通信,需要编写相应的驱动程序。
驱动程序包括时钟芯片的初始化、数据读写和中断处理等。
2.显示驱动显示驱动程序负责控制数码管的显示。
驱动程序包括延时函数、位选函数和段选函数等。
通过调用这些函数,我们可以实现时间、日期和闹钟状态的动态显示。
3.按键驱动按键驱动程序负责识别用户的按键操作。
驱动程序通过检测独立式按键的状态变化,识别出不同的按键操作,并执行相应的功能。
例如,当用户按下上调键时,驱动程序将调用时钟芯片的读秒函数,并将时间的小时数加1。
4.蜂鸣器驱动蜂鸣器驱动程序负责控制蜂鸣器的声音频率。
驱动程序通过设置单片机的定时器寄存器,产生一定频率的方波信号,驱动蜂鸣器发声。
为了实现不同的声音效果,我们可以通过改变方波信号的频率和持续时间来实现。
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。
单片机课程设计 电子时钟一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单片机的基本原理,理解电子时钟的工作流程;2. 使学生了解并掌握电子时钟各模块的功能,如时钟芯片、显示模块等;3. 帮助学生掌握C语言编程在单片机开发中的应用。
技能目标:1. 培养学生运用单片机进行电子时钟设计与制作的能力;2. 培养学生分析问题、解决问题的能力,能够针对电子时钟的故障进行排查和修复;3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力,能够与他人共同完成课程项目。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对单片机及电子制作的兴趣,培养其创新精神和实践能力;2. 培养学生严谨、踏实的科学态度,注重实验操作的规范性和安全性;3. 引导学生关注科技发展,认识到单片机技术在实际应用中的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程将目标分解为以下具体学习成果:1. 学生能够独立完成电子时钟的硬件设计和程序编写;2. 学生能够通过调试,使电子时钟正常运行,并进行功能展示;3. 学生能够撰写课程报告,总结电子时钟设计与制作过程中的经验教训;4. 学生能够在课程项目中积极与他人合作,共同解决问题,提高团队协作能力。
二、教学内容1. 单片机基础知识:介绍单片机的组成、工作原理和编程语言,对应教材第1章内容;- 单片机硬件结构- 单片机工作原理- C语言编程基础2. 电子时钟原理及设计:讲解电子时钟的各模块功能及连接方式,对应教材第2章内容;- 时钟芯片原理及应用- 显示模块原理及应用- 硬件电路设计与连接3. 单片机编程实践:教授单片机编程技巧,以实现电子时钟功能,对应教材第3章内容;- 编程环境搭建- 程序结构设计- 代码编写与调试4. 电子时钟制作与调试:指导学生完成电子时钟的组装、编程和调试,对应教材第4章内容;- 硬件电路搭建- 软件编程与下载- 系统调试与优化5. 课程项目与实践:组织学生进行课程项目,提高实际操作能力,对应教材第5章内容;- 项目任务分配- 团队合作与沟通- 成果展示与评价教学内容安排与进度:1. 第1周:单片机基础知识学习;2. 第2周:电子时钟原理及设计;3. 第3周:单片机编程实践;4. 第4周:电子时钟制作与调试;5. 第5周:课程项目与实践。
学校代码:学号:xia延边大学单片机课程设计题目:数字电子钟学生姓名:x-w e i学院:工学院专业:电子信息工程专业班级:2007级指导教师:摘要钟表作为一种定时工具被广泛的使用在生产生活的各方面。
人类最初依靠太阳的角度来进行定时,所以受天气的影响比较大,为了克服依靠自然现象定时的缺点人们发明的机器钟表,电子钟表一系列的定时工具。
而电子钟表具有价格便宜,质量轻,定时误差小等优点,被广泛的应用在生产,生活的各个方面。
由于电子钟的能提供精确定时又被广泛的运用在测量之中。
此电子钟采用单片机进行设计,8段数码通过单片机进行刷新显示。
其设计的产品除了单片机之外没有用到其他集成块,使其成本可以大大降低,而其便于维修。
成品可以被广泛的用于公共场所,匾额装饰,以及教学等方面。
关键字: 电子时钟;51单片机; 数码管ABSTRACT Keyward:目录摘要 (I)ABSTRACT ............................................................................................................................. I I 第一章设计概要 (1)第二章硬件设计方案 (1)2.1设计框架图 (1)2.2总体设计方案说明 (2)2.3数码显示管设计部分 (3)2.4 键盘控制电路 (3)2.5 闹铃电路 (4)2.6电源电路 (4)2.7 总体电路图设计 (5)第三章软件设计方案 (6)3.1 程序流程图 (6)3.2 总体程序设计 (7)第四章心得体会 (12)4.1心得体会 (12)参考文献 (13)辞谢 (14)第一章设计概要使用51单片机提供精确定时使用8段数码显示管显示时,分,秒采用24小时制具有一键节能模式,实现电池使用的最大化具有五组闹钟,能够满足不同的提醒需要省去了反复调时的需要带断电保护功能第二章硬件设计方案2.1设计框架图图2.1-12.2总体设计方案说明设计框架图如图2.1所示总共分为5小部分:时间显示部分,键盘控制部分,单片机部分,闹钟部分,电源部分。
xxxxxx大学课程设计报告课程设计名称:单片机系统综合课程设计课程设计题目:电子时钟院(系):专业:班级:学号:姓名:指导教师:完成日期:xxxxxx大学课程设计报告目录第1章总体设计方案 (1)1.1设计原理 (1)1.2设计思路 (1)1.3实验环境 (2)第2章详细设计方案 (3)2.1硬件电路设计 (3)2.2主程序设计 (3)2.3功能模块的设计与实现 (4)第3章结果测试及分析 (11)3.1结果测试 (11)3.2结果分析 (11)参考文献 (12)附录 A (13)附录 B (21)附录 C (22)第1章总体设计方案1.1 设计原理根据课程设计任务书的内容,要求实现在MCS51单片机上对数字电子钟的基本功能设计,对当前时间正确显示,并可根据需要对时间进行更改,以完成时间的校对和闹钟的设置。
时钟时间以时、分、秒在6位数码管上显示,小时以24小时计时模式,分秒均为60进位。
用6MHz晶振产生振荡脉冲,定时器进行秒计时。
调整设置时间的过程运用可编程键盘上的按键进行控制,共设有5个按键,首先按键A进入校时模式或E进入闹钟模式,再分别按键B对小时或C分钟进行更改,每按键一次数码管计数显示加一,更改结束后按键D退出设置,时钟正常显示。
闹钟时间到时,蜂鸣器鸣响10秒后时钟正常显示。
1.2 设计思路采用C语言程序设计结合硬件电路设计方法,利用Lab6000实验箱来实现数字电子钟的设计。
1)提出方案根据设计要求,可将本次设计分为3个模块进行:1)时钟显示模块:主要用于时间的正确显示。
2)校时模块:此模块用于时钟的校对,以完成用户更改时间的需求。
3)闹钟模块:用于实现闹钟的时间设置和定点闹铃的功能。
2)方案论证时钟显示模块中,利用可编程定时器中断进行秒计时,将时间显示在6位数码管上。
校时模块主要利用键盘上5个键的控制完成各项功能,并在数码管上动态显示改变结果,完成设置后进入时钟显示模块。
闹钟模块的设置过程与校时模块相似,但设置完成进入时间显示模块后则等待闹铃时间,到规定时间后,通过数码管闪烁及蜂鸣器的鸣响来实现定点闹铃提醒功能。
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。
单片机技术课程设计说明书数字电子钟系、部:电气与信息工程学院学生姓名:胡龙海指导教师:凌云职称讲师专业:自动化班级:自本1002 班完成时间:2012-12-12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ATMEL公司的AT89S52单片机为核心,使用12MHz 晶振与单片机AT89S52 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S1、S2、和S3键,进行相应的操作就可实现功能选择,一个加一个减。
具有时间显示、整点报时、校正等功能。
走时准确、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;AT89S52;硬件设计;软件设计ABSTRACTClock is widely used in life, and a simple digital clock is more welcomed by people. So to design a simple digital electronic clock is necessary.The system use a single chip A T89S52 of A TMEL’s as its core to control The crystal oscillator clock,using of E-12MHZ is connected with the microcontroller AT89S52, through the software programming method to achieve a 24-hour cycle, and eight 7-segment LED digital tube (two four in one digital tube) displays hours, minutes and seconds requirements, and in the time course of a timing function, when the time arrived ahead of scheduled time to buzz a good timekeeping. The clock has four buttons S1, S2, S3 and S4 key, and make the appropriate action can be achieved when the school, timing, reset. With a time display, alarm clock settings, timer function, corrective action. Accurate travel time, display and intuitive, precision, stability, and so on. With a high application value.Key words Electronic clock;;AT89S52;Hardware Design;Software Design目录1设计课题任务、功能要求说明及方案介绍 (1)1.1设计课题任务 (1)1.2功能要求说明 (1)1.3设计总体方案介绍及原理说明 (1)2设计课题硬件系统的设计 (2)2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍 (2)2.2设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图等 (3)2.3设计课题元器件清单 (4)3设计课题软件系统的设计 (5)3.1设计课题使用单片机资源的情况 (5)3.2设计课题软件系统各模块功能简要介绍 (5)3.3设计课题软件系统程序流程框图 (5)3.4设计课题软件系统程序清单 (8)4设计结论、仿真结果、误差分析、教学建议 (18)4.1设计课题的设计结论及使用说明 (18)4.2设计课题的仿真结果 (18)4.3设计课题的误差分析 (19)4.4设计体会 (19)4.5教学建议 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)1 设计课题任务、功能要求说明及方案介绍1.1 设计课题任务设计一个具有特定功能的电子钟。
具有时间显示、报时等功能。
并有时间设定,时间调整功能。
1.2 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“P.”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;再次按电子钟启动/调整键,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,调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
1.3 设计课题总体方案介绍及工作原理说明本电子钟主要由单片机、4*1独立键盘、显示接口电路和复位电路构成,设计课题的总体方案如图1.1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AT89S52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。
2 设计课题硬件系统的设计2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍本设计的硬件系统主要采用以下基本模块来实现,单片机最小系统模块,输入模块、输出模块、电源模块。
(1)单片机最小系统模块:包括低功耗、高性能CMOS8位微控制器A T89S52;复位电路;晶振电路。
本本模块A T89S52系统控制核心,单片机系统复位由复位电路完成,单片机内部有一个高增益、反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1,其输出端位位引脚XTAL2。
通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容。
这样就构成一个稳定的自激振荡器。
(2)输入模块:本模块共用到了5个按键,1个电源开关,一个复位键,单片机运行期间,利用按键完成复位操作。
3个按键独立式键盘,S1键控制电子钟的启动\调整状态,S2键为加1键,S3键为减1键。
且S1、S2、S3任一键都独自连一个I/O (P1.0、P1.1、P1.2)口线,说明它们可以独立实现相应的电子钟功能。
(3)输出模块:本次设计显示为8位,采用两个四位一体数码管(共阳极)作为显示窗口,既可以节约成本又能简化电路。
数码管用8个PNP三极管驱动。
(4)电源模块:现在市面上销售的编程器有很多都是由PC机的USB口直接供电为了降低本设计的成本及节省设计时间,没有另外设计编程器,而直接购买了市场上的USB供电及下载器。
2.2设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图图2.1 电路原理图图2.2 PCB图图2.3 proteus仿真图2.3设计课题元器件清单设计课题元器件清单如表2.1所示。
表2.1 设计所用元器件清单3 设计课题软件系统的设计3.1 设计课题使用单片机资源的情况设计课题使用单片机资源的情况如下:P0口输出数码管段选信号,P3口输出数码管位选信号;晶振12MHz;调整选择键SET_KEY:P1.0;通过选择键选择调整位,选中位闪烁;增加键ADD_KEY:P1.1;按一次使选中位加1;减少键DEC_KEY:P1.2;按一次使选中位减1;P2.1为蜂鸣器发声报时;50H-5FH;16个寄存器单元作为显示单元;50H 用于控制秒基准时钟源的产生;51H 清零秒寄存器;52H 清零分寄存器;53H 清零时寄存器;5FH 用于秒个位;5EH 用于秒十位;5DH 用于分个位;5CH 用于分十位;5BH 用于时个位;5AH 用于时十位;54H 用于控制调时闪烁;堆栈栈底:70H。
3.2设计课题软件系统个模块功能简要介绍本设计的软件系统主要采用以下基本模块来实现,主程序、中断服务程序、键盘输入程序模块、数码管及其驱动模块和延时模块。
主程序:主要是用于对输入信号的处理、输出信号的控制和对各个功能程序模块的运用及其控制。
中断服务程序:主要是用于电子钟的准确运行、数据输入过程中的闪烁。
键盘输入程序模块:主要是用于确定按键并得到特定的键码值。
数码管及其驱动模块:主要是用于驱动数码管及利用数码管显示时间。
延时模块:程序中有两种延时子程序,一种是短延时用于判键按下等,一种是长延时。
3.3 设计课题软件系统程序流程框图系统软件采用汇编语言按模块化方式进行设计,然后通过Keil软件开发平台将程序转变成十六进制程序语言,接着使用Proteous 进行仿真,读出显示数据。
主程序流程框图如3.1所示;加1子程序如3.2所示;中断服务程序程序如3.3所示;键盘扫描子程序框图如3.4所示;显示子程序框图如3.5所示;图3.1 主程序流程框图图3.2 加1子程序流程框图图3.3 中断子程序图3.4 键盘扫描子程序图3.5 显示子程序3.4设计课题软件系统程序清单;----------------------------------------------------------------------- ;本电子钟实现24小时制,8位数码管显示时分秒,可整点报时;显示格式:00-00-00(设置小时十位为0时,不显示);通过3只按键来调整时间;调整选择键SET_KEY:P1.0;通过选择键选择调整位,选中位闪烁;增加键ADD_KEY:P1.1;按一次使选中位加1;减少键DEC_KEY:P1.2;按一次使选中位减1;如果长按ADD_KEY或DEC_KEY,可进行调时、调分快进快减,并停止闪烁;如果选中位是秒,则按增加键或减少键可实现,但无调时快进和快减功能;P0口输出数码管段选信号,P2口输出数码管位选信号;晶振12MHz;P3.1为蜂鸣器发声报时;编程人:胡龙海编写日期:2012年7月12日修改日期(最终):2010年12月12日;----------------------------------------------------------------------- ;-----------;程序入口;-----------/* 数字电子钟-查询方式要求:<一>.显示系统提示符“P.”<二>.定义3个功能键:分别为电子钟启动键/停止键/功能选择键;加1键;减1键;并且有相应指示灯指示<三>.在系统提示符状态下,只有按启动键/停止键才能开启电子钟,电子钟进入运行状态;再次按下启动键/停止键,电子钟进入调整状态,选择功能键,选择好想要的时或分或秒,此时,加1键,减1键才可以工作。