基于单片机的数字钟设计.doc

基于单片机的数字钟设计 The design of digital clock based on signal-chip computer 摘 要 基于单片机的定时和控制装置在许多行业有着广泛的应用，而数字钟是其中最基本的，也是最具有代表性的一个例子。 在基于单片机系统的数字钟电路中，除了基本的单片机系统和外围电路外，还需要外部的控制和显示装置。本电路主要以单片机AT89S52为核心而设计的，通过单片机对信息的分析与处理，控制外围设备。系统由复位模块、时钟模块、温度模块、音乐模块、光识模块及显示模块共六个模块组成，后来在时钟模块的基础上又加载了日历、星期的模块。 本设计以单片机AT89入，通过使用AT8952的内部的可编程定时器/计数器，结合对外接晶振的调节来确定一个合适的振荡周期，从而确定出内部的机器周期。再通过对内部中断程序的设置来设计出时钟程序，即设计出了电子时钟的核心。目 录 1. 引言 1 2. 关于单片机 2 2.1单片机的发展 2 2.2 单片机的开发背景 4 2.2 单片机的开发背景 5 2.3 AT89S52单片机 6 2.3.1 AT89S52单片机引脚功能 7 2.3.2 AT89S52单片机硬件结构的特点 8 2.3.3 AT89S52单片机的硬件原理 10 3. 方案设计与论证 12 4. 系统总体结构框图 13 5. 系统的硬件设计 14 5.1 显示部分电路的设计 14 5.1.1 LED数码显示管的基本原理 14 5.1.2 数码管显示模块分析 14 5.1.3 LED显示电路 15 5.2 控制部分电路的设计 15 5.2.1 时钟模块 15 5.2.2 温度模块 16 5.2.3 音乐模块 16 5.2.4 复位模块 16 5.2.5 光识模块 17 6. 系统的软件设计 18 6.1 各模块的程序设计 18 6.1.1 计时程序 18 6.1.2 定时闹钟程序 18 6.1.3 温度程序 18 6.2 系统程序设计的总体框图 19 7. 系统电路的制作与调试 20 7.1 电路硬件焊接制作 20 7.2 调试的主要方法 20 7.3 系统调试 20 7.3.1 硬件调试 20 7.3.2 软件调试 20 7.3.3 联机调试 21 7.3.4调试中遇到的问题及解决方法 21 结论 23 参考文献 24 附录1 数字钟电路图 26 附录2 程序清单 27 附录3 英文资料 59 附录4 英文资料翻译 69 致谢 77 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。 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，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AT89入手，通过使用AT8952的内部的可编程定时器/计数器，结合对外接晶振的调节来确定一个合适的振荡周期，从而确定出内部的机器周期。再通过对内部中断程序的设置来设计出时钟程序，即设计出了电子时钟的核心。S4健: p1.3口 闹铃开关 4. 系统的硬件设计 电路是由控制部分和显示部分两大部分组成。利用单片机程序进行控制，并通过数码管进行显示。 4.1 显示部分电路的设计 4.1.1 LED数码显示管的基本原理 用单片机驱动LED数码管有很多方法，按显示方式分，有静态显示和动态显示，按译码方式可分为硬件译码和软件译码。 静态显示是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将要显示的数据送出后不再控制LED，直到下次显示时再传送一次新的显示数据。静态显示的数据稳定，占用CPU时间少。 动态显示要CPU时刻对显示器件进行刷新，显示数据有闪烁感，占用CPU时间多。 这两种显示方式各有利弊：静态显示虽然数据显示稳定，占用很少的CPU时间，但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的电路硬件较多；动态显示虽然有闪烁感，占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间。 动态扫描显示接口是单片机中应用最广泛的一种显示方式。其接口电路是把所有LED显示器的8个笔划段A～D、DP的同名端连在一起，而每一个数码管的公共端COM是各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接受到相同的字形码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，可以自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控