基于51单片机的数字钟设计_毕业设计论文.doc

武汉大学电子信息学院 电子系统综合设计课程论文 基于51单片机的数字钟设计 2010 年 6 月 20日 目 录 1 作品的背景与意义 1 2 功能指标设计 1 3 作品方案设计 2 4 软件设计 3 附录1 系统电路图 6 附录2 系统软件代码 71 作品的背景与意义 时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。 现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。现在我们利用单片机实现数字时钟计时功能的主要内容，其中AT89C51是核心元件同时采用数码管动态显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时，显满刻度为“23时59分59秒”，另外具有校时功能，断电后有记忆功能，恢复供电时可实现计时同步等特点，除此外还实现了万年历和闹钟等的功能。 时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。 单片计算机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer ）,是集CPU、RAM、ROM、定时、计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。所以综上所述，此次实验中所完成的数字钟有着强大的功能和良好的市场前景，复合电子类产品的发展趋势。 2 功能指标设计 2.1 基本功能 1.设计一个精确的1秒定时器； 2.根据1秒定时器，设计一个带小时、分钟、秒的时钟，并将小时、分钟、秒显示在LED上； 3.设计小时、分钟、秒的修改按键，可分别调整小时、分钟、秒（按键设计参考电子表）； 2.2 拓展功能 1.增加小时、分钟、秒的键盘直接修改功能； 2.设计闹钟功能，最多支持5个闹钟，可分别查看和修改闹钟时间，可分别设置闹钟开关。 3.增加万年历功能。 3 作品方案设计 3.1设计要求 基本设计 1．设计一个精确的一秒定时器 2．运用一秒的定时器设计出有时、分、秒的数字钟，并显示在LED数码管上 3．设置按键，能够修改数字钟时间 扩展设计： 1. 设计闹钟功能，能够查看和修改闹钟时间及开关状态 2. 设计万年历功能，实现日→月→年的正常进位，能够查看和修改年月日，能够自动区分大小月和平闰年 3.2模块划分 ●初始化程序 设定初值，中断初始化 ●主程序 程序主要执行部分，对子程序（显示、按键设置，闹钟、万年历功能）进行调用 ●定时器中断服务 中断走时：秒→分→时 ●显示程序 刷新8位数码管来显示时间、日期及扩展功能设置界面 ●按键设置 通过对按键的操作实现时间及扩展功能的设置。 ●闹钟功能 修改闹铃时间，闹铃开关的置换，修改位闪烁加以区分 ●万年历功能 修改日期，同样的修改位闪烁加以区分 3.3模块设计概述 1.按键设置 通过调整选择键SET_KEY选择调整位，选中位开始闪烁，此时再按增加键ADD_KEY或减少键DEC_KEY调整选中位，如果长按ADD_KEY或DEC_KEY，系统识别后则进行调时快进，此时停止闪烁，方便人眼观察。同时还增加了调秒功能：如果选中位是秒，则按增加键或减少键都是将秒清零。 3. 时间设置 进入时间设置界面后，通过调整选择键SET_KEY选择调整位，选中位闪烁。按增加键ADD_KEY或减少键DEC_KEY设置所需要的时间。 4. 闹钟设置 进入闹钟设置界面后，通过调整选择键SET_KEY选择调整位，选中位闪烁。按增加键ADD_KEY或减少键DEC_KEY设置所需要的时间。与时间设置不同的是，闹钟设置里增加了开关设置。 5. 万年历设置 进入万年历设置界面