资料数字电子钟设计说明书.doc

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 1 1.1 设计任务 1 1.2 总体方案介绍及工作原理说明 1 数字电子钟硬件与软件原理框图 1 单片机的基本结构 2 工作原理介绍 3 2 数字电子钟的软件设计 5 2.1 keil软件介绍 5 2.2 单片机资源使用说明 5 2.3 软件系统各模块功能介绍 6 2.4 电子钟程序流程图 6 2.5 数字电子钟软件系统程序清单 11 3 数字电子钟的仿真分析 12 3.1 系统的组成及使用说明 12 3.2 仿真结果 12 3.3 设计课题的仿真调试 12 3.4 误差分析 12 4 数字电子钟硬件系统的设计 13 4.1 硬件原理框图 13 4.2 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍 13 AT89S52单片机原理简介 13 9012 PNP三极管 16 四位一体数码管 16 4.3 数字电子钟PCB图 18 4.4 电路的硬件调试 18 4.5 元器件清单 18 5 设计总结 20 5.1 使用说明 20 5.2 设计结论 20 5.3 心得体会 20 5.4 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 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 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。 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。