毕业论文：单片机数字电子钟.docVIP

目 录 1 课程设计目的与要求 1 1.1 设计目的 1 1.2 设计要求 1 2 硬件设计 2 2.1 方案设计 2 2.2 电路设计 2 2.3 原理图及PCB图 3 2.4 制板 3 2.5 系统调试 3 3 软件设计 4 3.1 流程图 4 3.2 程序清单 5 4 设计结果与调试 6 4.1 软件调试 6 4.2 硬件调试 6 4.3 误差分析 6 4.4 教学建议 6 结束语 7 致谢 8 参考文献 9 附 录 10 1 课程设计目的与要求 1.1 设计目的 了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。通过数字钟的制作进一步的了解在制作中用到的各种中小规模集成电路的作用及使用方法。学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。学习并掌握单片机的使用和编程方法。 1.2 设计要求 可调整时间的数字时钟。只显示分、秒，采用动态显示模式。通过按键可对时钟进行选位和加减的时间调整，调整时选中位进行闪烁。可实现时间暂停和重新启动。计时精确。 2 硬件设计 2.1 方案设计 数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。标准的频率时间信号必须做到准确稳定，通常使用石英晶体振荡电路构成数字钟。本次课程设计的内容是设计一个数字钟，由单片机通过编辑的程序控制电路，实现显示秒、分的一个电子时钟。并且可以通过按键选择调整时钟时间，以及暂停的功能。电路原理图如图1 图1 原理图 2.2 电路设计 本次设计中使用的主要元器件有AT89S52、三极管、数码管、晶体振荡器、按键、LED指示灯等。本次数字钟电路用到的模块主要由电源电路、单片机控制电路、晶体振荡电路、显示电路等组成。 电源电路采用外接5V直流电源驱动其运行。电源电路才用一个开关来打开\关闭电源。另外时用一个发光二极管来指示电源的通断。 晶体振荡电路电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个180度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了震荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。 单片机控制电路数字钟的核心原件为AT89S52，配合程序对整个电路进行控制。P1口输出时钟显示的数字，P0口对数码管进行片选，P0口时用需接上拉电阻和三极管，P2口接受按键信号，通过中断来实现对数字钟的时间的调整。复位按键可对单片机进行复位。 显示电路由数码管、电阻和三极管组成。 复位电路为手动复位，由一个开关，电解电容，电阻组成。 下载口电路下载模块：ISP下载功能，是通过单片机的SPI口实现的。89S系列的单片机都带ISP下载功能 各种功能电路相互结合组成实现设计功能要求的数字钟电路，配合根据电路编写的程序以实现设计要求的全部功能。 2.3 原理图及PCB图 使用protel绘制全部电路的原理图和PCB图，网络标号的使用可以让图看起来简洁清楚，方便绘图人的操作。详图请见附录。 2.4 制板 根据原理图在万用版上使用导线将各种器件连接成电路板。 2.5 系统调试 使用万用表对制作好的电路板进行电气检查，确保没个引脚的连接都符合原理图的设计，没有出现虚焊、漏焊或者短路的情况。通电状态下检查各器件的工作电压是否正常。 3 软件设计 3.1 流程图 通过单片机来实现数字钟的功能。流程图2 图2 数字钟总原理图 定时器中断时，先检测50ms脉冲是否计数20次，计数到20次，秒就加1；如果没计满60，就返回显示时间，如果秒计满60秒，就清零秒，给分加1；检测分钟，如果没计满60，继续计时，返回显示时间，如果满60，就清零分钟，给小时加1；检测小时，如果没计满24，就继续计时，返回显示时间，如果计满24，就清零，给秒加1，显示时间。 3.2 程序清单 根据原理图，写出相应的程序，程序清单详见附录A 4 设计结果与调试 4.1 软件调试 软件为老师所提供提供，其原理在上面以作说明。软件部分是先参考书上的例子，然后自己根据硬件电路写程序，本次编程采用的是C语言。刚刚开始，编写不会一次性通过，经过仔细分析修改最后编译成功。 4.2 硬件调试 把程序烧入单片机，上电后，按下开始\停止按键，时钟便从000000开始每秒加1计时，再次按下开始\停止按键，时间暂停，进入调时状态。按秒按键，秒个位闪烁并加1；按下调分按键，分个为闪烁并加1；按下调时按键，分个为闪烁并加1。当再次按下开始\停止按键时，时钟又运行。当按下复位键时，时间显示消失。经以上调试所要求的功能均以实现。 4.3 误差分析 在调试过程中，最初几次数码管显示有一定的问题，但最后发现是位控线和段控线的焊接存在问题。在运行中存在一定的误差，误差产生有三种可能，首先是采用的计时方案是软件计时的，计时优势利用中断来实