数字电子钟设计说明书.docx

目 录1 数字电子钟设计任务、功能要求说明及总体方案介绍11.1 设计任务11.2 总体方案介绍及工作原理说明11.2.1 数字电子钟硬件与软件原理框图11.2.2 单片机的基本结构21.2.3 工作原理介绍32 数字电子钟的软件设计52.1 keil软件介绍52.2 单片机资源使用说明52.3 软件系统各模块功能介绍62.4 电子钟程序流程图62.5 数字电子钟软件系统程序清单113 数字电子钟的仿真分析123.1 系统的组成及使用说明123.2 仿真结果123.3 设计课题的仿真调试123.4 误差分析124 数字电子钟硬件系统的设计134.1 硬件原理框图134.2 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍134.2.1 AT89S52单片机原理简介134.2.2 9012 PNP三极管164.2.3 四位一体数码管164.3 数字电子钟PCB图184.4 电路的硬件调试184.5 元器件清单185 设计总结205.1 使用说明205.2 设计结论205.3 心得体会205.4 教学建议21结束语22致 谢23参考文献24附录A 电路原理图25附录B 数字电子钟PCB图26附录C Protues仿真原理图27附录D 数字电子钟元器件布局图28附录E 数字电子钟实物图29附录F 程序清单30数字电子钟设计任务、功能要求说明及总体方案介绍1.1 设计任务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。1.2 总体方案介绍及工作原理说明1.2.1 数字电子钟硬件与软件原理框图电子钟的总体功能原理是以AT89S52单片机为主要的控制核心，通过外接8个独立式键盘作为控制信号源，两个四位一体数码管作为显示器件，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察和调节各种数据。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所示。图1 数字电子钟硬件原理框图软件总设计框图如图2所示图2 软件总设计框图1.2.2 单片机的基本结构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：（1）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。（2）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，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 图3 单片机8052的内部结构（3）程序存储器(ROM)：8052共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。（4）定时/计数器(ROM)：8052有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。（5）并行输入输出(I/O)口：8052共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。（6）全双工串行口：8052内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。（7）中断系统：8052具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。（8）时钟电路：8052内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8052单片机需外置振荡电容。1.2.3 工作原理介绍在本次设计里完成了电子钟功能。数字电子钟主要是利用单片机定时/计数器的工作和中断服务的作用完成计时功能的，首先用定时计数器采用工作方式1，定时50ms，然后在累加20次实现1秒，单片机的定时时间一到，单片机会自动中断使程序转向中断服务程序执行，中断服务程序执行完就会返回原程序，等待下一次定时时间的到来再次产生中断。在此基础上，单片机按照已设定的程序执行下去，使单片机能计算时间量完成计时功能。在单片机并行I/O口扩展键盘和数码管，实现对时间的调整和显示。数字电子